DE808178C

DE808178C - Device for preheating and conveying lignocellulose in a pressure vessel, which is connected upstream of a mechanical fiberizing device

Info

Publication number: DE808178C
Application number: DEP3614A
Authority: DE
Inventors: Hjalmar-Sebastian Messing
Original assignee: Sunds Defibrator Inc
Current assignee: Sunds Defibrator Inc
Priority date: 1948-08-25
Filing date: 1949-07-23
Publication date: 1951-07-12
Also published as: GB659408A

Description

Vorrichtung zum Vorerhitzen und Fördern von Ligno-Cellulose in einem Druckbehälter, der einer mechanischen Zerfaserungsvorrichtung vorgeschaltet ist Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Vorerhitzen und Fördern von zerkleinertem Faserstoff in einem Druckbehälter, der einer mechanischen Zerfaserungsvorrichtung vorgeschaltet ist. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen, um Ligno-Cellulose vorzuerhitzen und sie einer mechanischen Zerfaserungsvorrichtung zuzuführen, in der die Zerfaserung oder Verfeinerung des Rohstoffs in einer Dampfatmosphäre bei Temperaturen erheblich oberhalb ioo° C und bei Drücken zwischen ungefähr 7 bis 14 atü durchgeführt wird.Device for preheating and conveying ligno-cellulose in one Pressure vessel, which is connected upstream of a mechanical defibering device The invention relates to an improved device for preheating and conveying of shredded pulp in a pressure vessel, that of a mechanical defibering device is upstream. In particular, the invention relates to devices to Preheat the ligno-cellulose and place it on a mechanical defiber feed, in which the defibration or refinement of the raw material in a steam atmosphere at temperatures well above 100 ° C and at pressures between approximately 7 to 14 atü is carried out.

Die Erfindung ist im besonderen geeignet bei der Herstellung von mechanisch verfeinertem Stoff aus Ligno-Cellulose, wie z. B. Holzschnitzeln, getrocknetem Zuckerrohr, Bambus, Sägespänen u. dgl., gemäß den amerikanischen Patenten 2 oo8 892 und a 145 851. Nach diesen Verfahren zur Herstellung von Faserstoff wird der Rohstoff fortlaufend einem mechanischen Zerfaserer oder Zerreiber zugeführt, in welchem Dampf bei einem Druck oder einer Temperatur gehalten wird, die genügend hoch ist, um das Lignin der mittleren Lamellen, das die Fasern bindet, zu erweichen. Der Stoff wird vorerhitzt und in den Zerfaserer befördert, in dem er unter erhöhter Temperatur und Druck gehalten wird, während er der Zerreibungswirkung der gegeneinander umlaufenden Verfeinerungswerkzeuge unterworfen ist. Da die Bindungswirkung des Lignins der mittleren Lamellen der Fasern durch die. hohe Temperatur des Dampfs verringert wird, ist ein minimaler Kraftaufwand nötig, um die Fasern zu trennen, und es tritt auch nur eine äußerst geringe Faserschädigung ein, so daß ein gleichmäßiges Faserstofferzeugnis anfällt.The invention is particularly useful in the manufacture of mechanically refined fabric from ligno-cellulose, such as e.g. B. wood chips, dried sugar cane, bamboo, sawdust and the like, according to the American patents 2 008 892 and a 145 851. According to this process for the production of pulp, the raw material is continuously fed to a mechanical shredder or shredder, in which steam at a Pressure or a temperature high enough to soften the lignin of the central lamellae that binds the fibers. The stock is preheated and conveyed into the defiberer, where it is kept under elevated temperature and pressure while it is subjected to the attrition action of the refining tools rotating against one another. Since the binding effect of the lignin of the middle lamellae of the fibers is carried out by the. If the high temperature of the steam is reduced, a minimal amount of force is required to separate the fibers, and there is also only very little fiber damage, so that a uniform fiber product is obtained.

Der beste Temperaturbereich, bei dem die Zerfaserung durchgeführt wird, hängt selbstverständlich von der Art des Rohstoffs ab. So werden z. B. Nadelholzschnitzel vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen i5o und 175° C zerfasert. Die Zerfaserung von Harthölzern kann bei etwas niedrigerer Temperatur erfolgreich durchgeführt werden, wobei die besten Ergebnisse zwischen 135 und i 5o ° C erzielt werden. Aus Stroh, Bambus oder Gras gewonnener Rohstoff kann bei noch niedrigeren Temperaturen zufriedenstellend behandelt werden. In jedem Falle muß die Arbeitstemperatur geringer sein als die Temperatur, bei der die Wandungen des Faserstoffs angegriffen werden, andrerseits jedoch ausreichend hoch, um das Lignin der mittleren Lamellen, das die Fasern bindet, zu erweichen.The best temperature range at which the defibration is carried out naturally depends on the type of raw material. So z. B. Coniferous wood chips preferably shredded at a temperature between 150 and 175 ° C. The defibration of hardwoods can be carried out successfully at a slightly lower temperature, with the best results being achieved between 135 and 150 ° C. Raw material obtained from straw, bamboo or grass can be treated satisfactorily at even lower temperatures. In any case, the working temperature must be lower than the temperature at which the walls of the fiber material are attacked, but on the other hand sufficiently high to soften the lignin of the central lamellae, which binds the fibers.

Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt für die Anlage und Ausführung eines derartigen Vorerhitzers besteht darin, daß Behandlungstemperaturen über 205' C eine Farbveränderung des Stoffs verursachen, während bei noch höheren Temperaturen von etwa 245'C eine Verkohlung und "Zerstörung der Fasern eintritt.Another essential aspect for the installation and design of such a preheater is that treatment temperatures above 205 ° C cause a change in the color of the fabric, while at even higher temperatures of about 245 ° C charring and destruction of the fibers occurs.

Dementsprechend besteht ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Vorerhitzer zum Behandeln und Fördern von Ligno-Cellulose zu schaffen, der es ermöglicht, den Stoff für eine ausreichende Zeit der Hitzeeinwirkung zu unterwerfen, die das Lignin zur Erleichterung der anschließenden Zerfaserungsbeharidlung erweicht, jedoch gleichzeitig eine Verfärbung oder ein Verkohlen des Stoffs verhindert.Accordingly, there is a primary purpose of the present invention therein, an improved preheater for treating and conveying ligno-cellulose to create that allows the fabric to remain exposed to heat for a sufficient period of time to subject the lignin to facilitate subsequent fiberization softens, but at the same time prevents discoloration or charring of the fabric.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, die Vorrichtung derart auszubilden, daß der Stoffdurchfluß erleichtert wird, so daß die Bildung von Stoffanhäufungen vermieden und ein Verstopfen der Vorrichtung nicht eintreten kann. Auf diese Weise kann man dazu beitragen, eine gleichmäßige und beständige Durchführung des Zerfaserungsverfahrens zu bewerkstelligen.Another purpose of the invention is to design the device in such a way that that the flow of substance is facilitated, so that the formation of substance accumulations avoided and clogging of the device can not occur. In this way one can contribute to an even and constant implementation of the fiberization process to accomplish.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is exemplified below with reference to the drawing explained in more detail.

Es zeigt Fig. i die die Merkmale der Erfindung aufweisende Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht, Fig. 2 im vergrößerten Maßstab das Einlaßende der Vorrichtung im Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. i, Fig.3 im vergrößerten Maßstab den mit den Fördermitteln versehenen Teil der Vorrichtung im Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. i.FIG. 1 shows the device having the features of the invention, partly in longitudinal section, partly in side view, FIG. 2 on an enlarged scale the inlet end of the device in cross section along line 2-2 of Fig. i, Fig.3 in enlarged scale provided with the funding part of the device in Cross section along line 3-3 of Fig. I.

In der Zeichnung bezeichnet io die Einlaßleitung der Vorrichtung, durch die Holzschnitzel oder ein andrer Ligno-Cellulose-haltiger Stoff in den Vorerhitzer eingeführt wird. Ein Teil der Einlaßleitung io ist vor dem Vorerhitzer mit einer Anzahl von stufenförmigen, inneren ringartigen Vorsprüngen (nicht dargestellt) ausgerüstet, um den Stoff vor der Einführung in den Vorerhitzer zu einem harten Pfropfen zusammenzupressen. Die Leitung io ist mit einem Befestigungsflansch i i ausgerüstet, der mit dem Flansch 12 des Behälters 13 mittels Schraubenbolzen 14 verbunden ist. Die Einlaßleitung io ist zwischen den Flanschen i i und 12 von einem Mantelstück 15 umgeben, in welches mittels einer Dampfleitung 16 Dampf eingeführt wird. Die Dampfzufuhr wird durch ein Ventil 17 geregelt, welches ein Handrad 17a besitzt, durch dessen Verstellung die Dampfzufuhr aus dem mit einer nicht dargestellten Dampfquelle verbundenen Rohr 17" geregelt werden kann.In the drawing io denotes the inlet line of the device, through the wood chips or another ligno-cellulose-containing material into the preheater is introduced. Part of the inlet line io is in front of the preheater with a Number of step-shaped, inner ring-like projections (not shown) equipped, to compress the fabric into a hard plug before entering the preheater. The line io is equipped with a mounting flange i i, which is connected to the flange 12 of the container 13 is connected by means of screw bolts 14. The inlet pipe io is surrounded between the flanges i i and 12 by a jacket piece 15 in which steam is introduced by means of a steam line 16. The steam supply is through a valve 17 is regulated, which has a handwheel 17a, by adjusting it the steam supply from the pipe connected to a steam source (not shown) 17 "can be regulated.

Aus dem Mantelstück 15 tritt der Dampf in den Behälter 13 durch eine Reihe von Schlitzen i8, die in dem Mantelstück angeordnet sind und die Verbindung mit dem Inneren des Behälters 13 herstellen. Die Schlitze 18 werden vorzugsweise bogenförmig um die untere Hälfte des Einlaßrohrs io herum angeordnet, so daß der eintretende Dampf unmittelbar den Schnitzelpfropfen durchströmt und diesen längs des nach abwärts geneigten Bodens 13" des Behälters 13 führt. Die Einführung des Dampfs um die untere Hälfte der Einlaßleitung io herum läßt den Dampf auch in innige Berührung-mit dem Schnitzelpfropfen kommen und erhöht so die Wirksamkeit der Vorrichtung. Da der aus der Leitung io in den Behälter 13 eintretende Schnitzelpfropfen nur einen Teil des Behälters ausfüllt, ist es offensichtlich, daß die Einführung von Dampf oberhalb des Schnitzelpfropfens eine Verlustwirkung hinsichtlich der Erreichung der Erfindungszwecke mit sich bringen würde.From the jacket piece 15, the steam passes into the container 13 through a series of slots 18 which are arranged in the jacket piece and which establish the connection with the interior of the container 13. The slots 18 are preferably arranged in an arc around the lower half of the inlet tube 10 so that the steam entering flows directly through the cuttings plug and guides it along the downwardly sloping bottom 13 "of the container 13. The introduction of the steam around the lower half of the inlet conduit io around allows the steam to come into intimate contact with the chip plug and thus increases the effectiveness of the device Above the Schnitzelpfropfens would bring a loss effect in terms of achieving the purposes of the invention with it.

Der Boden des Behälters 13 ist, wie durch 13a veranschaulicht, nach abwärts geneigt ausgeführt, um den Reibungswiderstand zu erniedrigen und den Strom des Dampfs und der Holzschnitzel oder anderen Ligno-Cellulose enthaltenden Stoffe zu dem mit dem Förderer versehenen Teil i9 der Vorrichtung zu unterstützen. Der Teil i9 ist vorzugsweise zylindrisch und mit einer Förderschnecke 2o versehen, die aus schraubenförmig gerundeten Flügeln 21 besteht, die auf einer Welle 22 befestigt sind. Um den Stoff der geeigneten Einwirkungsdauer des Dampfs zum Erweichen des Lignins zu unterwerfen, d. h. einen zu schnellen Durchgang des Stoffs durch den Vorerhitzer zu verhindern, erstrecken sich die Flügel 21 nicht fortlaufend über die'ganze Länge des Förderers, sondern sie sind in bestimmten Zwischenräumen unterbrochen, wie aus Fig. i und 3 klar ersichtlich ist, um eine Verzögerung der Stoffgeschwindigkeit zu bewirken. Der Boden des den Förderer enthaltenden Teils i9 ist mit in Längsrichtung sich erstreckenden Führungen 23 versehen, die den Weg für den durchströmenden Stoff bestimmen. Die Welle 22 des Förderers ist in einem Deckelteil 24 gelagert und erstreckt sich durch eine Stopfbuchse 25 hindurch, wo sie durch ein Kettenrad 26 über eine Transmission von einer geeigneten, nicht dargestellten Kraftquelle angetrieben wird. Ans dem Vorerhitzer wird @ler Stoff durch eine Auslaßleitung 26' entleert, die zu der in dem amerikanischen Patent 2 145 851 beschriebenen Verfeinerungs- oder Zerfaserungsanlage führt, in der die Stoffverfeinerung infolge der Erweichung des Lignins der mittleren Lamellen der Fasern in der erfindungsgemäß vervollkommneten Vorerhitzeranlage bei einem Minimum von Kraftverbrauch durchgeführt werden kann.The bottom of the container 13 is as illustrated by 13a inclined downwards in order to reduce the frictional resistance and the current of steam and wood chips or other substances containing lignocellulose to support the part i9 of the device provided with the conveyor. Of the Part i9 is preferably cylindrical and provided with a screw conveyor 2o which consists of helically rounded blades 21 which are attached to a shaft 22 are. To get the fabric of the appropriate exposure time to the steam to soften the Subjecting lignins, d. H. a too fast passage of the substance through the To prevent preheating, the blades 21 do not extend continuously the whole length of the conveyor, but they are interrupted in certain gaps, as can be clearly seen from FIGS. i and 3, to a delay in the material speed to effect. The bottom of the part i9 containing the conveyor is longitudinally extending guides 23 are provided, which pave the way for the material flowing through determine. The shaft 22 of the conveyor is mounted in a cover part 24 and extends through a stuffing box 25, where it is supported by a sprocket 26 via a Transmission is driven by a suitable power source, not shown. To the preheater is @ler material through an outlet line 26 ' emptied, the refinement described in the American patent 2,145,851 or fiberization plant, in which the stock refinement as a result of softening of the lignin of the middle lamellae of the fibers in the perfected according to the invention Preheater installation can be carried out with a minimum of power consumption.

Die längere Heizzeit, die mit dem Vorerhitzer der Erfindung ermöglicht wird, hat auf die Beschaffenheit des erzeugten Faserstoffs eine besonders gute Wirkung.The longer heating time made possible with the preheater of the invention has a particularly good effect on the nature of the pulp produced.

Unerwünschte Bestandteile in den Holzschnitzeln werden mit dem die Fasern bindenden Lignin beseitigt. Faserstoff der so gewonnenen Art ist besonders zur Herstellung von Hartpappe, .Bau- und Isoliertafeln geeignet.Unwanted components in the wood chips become with the the Removes fiber-binding lignin. Fiber of the kind obtained in this way is special Suitable for the production of hard cardboard, construction and insulation boards.

Der Vorerhitzer kann mit Rippen 27 ausgerüstet werden, an denen Aufhängekabel 28 o. dgl., wie aus hig. i ersichtlich, zur Aufhängung der Anlage befestigt «-erden können.The preheater can be equipped with ribs 27 on which suspension cables 28 or the like, as from hig. i can be seen, attached to the suspension of the system «-ground can.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for preheating and conveying ligno-cell silose in a pressure vessel. which is connected upstream of a mechanical defibering device, characterized in that the pressure vessel (13), which is provided with an inlet line (io) for the substance, is provided with devices (IS) for introducing steam and with conveying means (20) which convey the substance (emptying end (26 ') of the container, and that the conveying means (20) are interrupted in their longitudinal direction in order to delay the passage of the substance through the device.

2. Device according to claim i, characterized in that the inlet line (io) for the purpose of supply of the steam to the container (13) is provided with a jacket piece (IS) through Slots (18) communicates with the interior of the container.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized by a screw conveyor (2o), which brings the substance to the discharge end (26 ') of the container (13) and has interrupted wings (21) to the passage to delay the substance through the device.

4. Apparatus according to claim i to 3, characterized in that the bottom (13 °) of the container (13) from the inlet (io) sloping downward over at least part of its length.

5. Device according to claims i to 4, characterized in that with the conveying device (20) cooperating guides (23) are provided, which the passage for the Determine the substance.

6. Devices for preheating and conveying ligno-cellulose in a pressure vessel upstream of a mechanical fiberizing device is, characterized in that the one with an inlet line (io) for the substance provided pressure vessel (13) with a downward sloping bottom wall (i3 °) and with a device (15) for introducing steam into the container from the substance inlet is provided in the direction of the material flow.

7. Apparatus according to claim 6, characterized characterized in that the device (IS) for introducing steam contains slots (18), which extend around the lower half of the stock inlet pipe (io).