DE897797C

DE897797C - Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Stroh od. dgl.

Info

Publication number: DE897797C
Application number: DE1951S0026305
Authority: DE
Inventors: Sven Aake Lundgren
Original assignee: SKOGSAEGARNAS IND AB
Current assignee: SKOGSAEGARNAS IND AB
Priority date: 1951-01-27
Filing date: 1951-12-13
Publication date: 1953-11-23
Also published as: AT179190B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufschließen von Stroh od. dgl. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Stroh oder anderes Fasermaterial durch Kochen oder andere Wärmebehandlung mit Kalk, Soda oder anderen Alkalien aufzuschließen. Die Erfindung betrifft Verbesserungen dieses Verfahrens und der dabei benutzten Apparatur.
Die Erfindung bezweckt in erster Linie, ein kontinuierliches Kochen oder Aufschließen bei oder etwa bei Atmosphärendruck und kontinuierlicher Zufuhr von Rohmaterial und kontinuierlicher Abfuhr des Stoffes nach dessen Aufschließung in gewünschtem Grad zu ermöglichen. Hierbei kann man sowohl einen horizontalen als auch einen vertikalen Kocher sowie auch eine Kombination dieser Typen anwenden. In beulen Fällen müssen die am Aufschließungsprozeß teilnehmenden Substanzen eine ausreichende Relativbewegung erhalten, so daß die noch nicht fertig aufgeschlossenen Strohpartikeln in wirksame Berührung mit der Kochflüssigkeit gelangen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Flüssigkeit eine andere Geschwindigkeit erhält als das Strohmaterial.
Besonders bei der Anwendung von ,horizontalen Kochern mit Umrührern kann die gewünschte wirksame Relativbewegung dadurch erleichtert werden, daß die Stoffdichte unterhalb eines gewissen Wertes gehalten wird, der, wie festgestellt wurde, bei 5 bis 8% liegt, da der Umrührer bei höheren Stoffdichten nicht ausreichend wirksam arbeitet. Weiterhin kann die relative Geschwindigkeit der Kochflüssigkeit im Verhältnis zum Stroh dadurch verbessert werden, daß eine gewisse Menge Kochflüssigkeit am Ablaufende des Kochers entnommen und zum Kocher in der Nähe von dessen Zuführungsende zurückgeführt wird. Eine solche kräftige Relativbewegung Ist besonders notwendig, wenn man z. B. mit Kalksuspension arbeitet und von Anfang an einen Kalküberschuß in der Flüssigkeit hat (nur ein geringer Teil -des Kalks ist im Wässer gelöst), denn hierbei soll die beim Kochen verbrauchte Kalkmenge -durch neue dadurch ersetzt werden, daß ein Teil des ungelösten Ca(OH)2 in Lösung geht. Der ungelöste Kalk ist im Strohmaterial in Form von größeren oder kleineren Körnern eingemischt, und wenn die Flüssigkeit 'eine ausreichende Bewegung im Verhältnis zum Stroh erhält, wird. nur der Flüssigkeit in einem kleinen Gebiet um jedes Kalkkorn herum neuer Kalk je nach dessen Verbrauch beim Kochen zugeführt.
Dadurch, daß ein Teil der Kochflüssigkeit auf diese Weise umläuft, können weitere Vorteile erzielt werden. So kann die zum. Kochen erforderliche Wärmezufuhr ganz oder teilweise dadurch erfolgen, daß die umlaufende Kochflüssigkeit direkt oder indirekt erwärmt wird, bevor sie wieder in den Kocher eingeführt wird. Weiterhin kann die beim Kochen gebildete Ausfällung mit der umlaufenden Lauge entnommen und in geeigneter Weise, z. B. durch Sedimentierung, ziemlich vollständig von dieser Lauge vor deren Rückführung in den Kocher abgeschieden werden. Das Aufschließungsmittel, z. B. Kalk, Soda oder andere Alkalien, kann auch der umlaufenden Lauge zwecks Einführung in den Kocher zugesetzt werden.
Bei Anwendung von Kalk als Aufschließungsmaterial kann dieser dem Kocher als Kalkmilch oder in fester Form zugesetzt werden. In letzterem Fall wird der Kalk zweckmäßig im Kocher selbst oder m einem Vorwärmer gelöscht, wodurch die beim Löschen frei gewordene Wärme beim Kochprozeß ganz oder teilweise ausgenutzt wird. Wenn der Kalk dem Kocher in Form von Kalkmilch zugeführt wird, soll die beim Löschen frei gewordene Wärme derart ausgenutzt werden, daß die Kalkmilch durch sie erwärmt wird. Eine solche Ausnutzung der Wärme kann auch erfolgen, wenn Soda oder Alkali als Kochflüssigkeit angewandt wird.
Auch die Wärme des am Entleerungsende des Kochers entnommenen Stoffes sowie mitfolgender Lauge kann für das kontinuierliche Kochen z. B. dadurch wiedergewonnen und ausgenutzt werden, daß das -für .den Kochprözeß vorgesehene Wasser auf den warmen Stoff gespritzt oder in anderer Weise mit ihm in Berührung gebracht- wird, bevor das Wasser gegebenenfalls mit mitfolgender alter Lauge in den Kocher eingeführt -wird..
Die .kontinuierliche -Abfuhr des Stoffes aus dem Kocher kann mittels einer kontinuierlich arbeitenden mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Anordnung, z. B, einer Schnecke, -einer Mammutpumpe od. dgl. erfolgen. Die Schnecke kann hierbei gegebenenfalls die gleiche sein, ,die zum Umrühren im Kocher angewandt wird. Bei'vertikalen Kochern kann man auch bei ausreichend-- kräftiger Umrührung und beim-Umpumpen,der Lauge den Stoff am Boden mittels einer geeigneten Schleuse abziehen. In vielen Fällen ist jedoch die Mammutpump-e- vorzuziehen; wobei der Kochflüssigkeit gleichzeitig eine abwärts gerichtete Geschwindigkeit beigebracht wird, die größer ist als die de's Strohs, so. daß dlie obengenannte Relativbewegung zwischen der F1üs-sigkeit und dem Stroh beibehalten wird. Bei der Anwendung einer Mammutpumpe oder einer anderen Pumpe wird der Stoff vom Boden des Kochers aus gepumpt, wobei der Laugenüberschuß, gegebenenfalls nach Erwärmung, zum Kocher zurückgeführt wird. Am Boden des Kochers soll hierbei das Verhältnis Lauge: Stoff so groß sein, daß die Masse, gegebenenfalls nach Mischung mit dem Umrührer, gepumpt werden kann. In gewissen Fällen muß daher Lauge in besonderer Weise am Boden des Kochers zugeführt werden, um dorrt die Stoffdichte niedrig zu halten, wie oben erwähnt worden ist. Bei vertikalen Kochern ist es oft zweckmäßig, die Stoffdichte auf einem niedrigen Wert von 2 bis 40/0 zu halten. Nach der Entnahme aus dem Kocher wird die mitfolgende Menge Lauge vom Stoff in geeigneter Weise abgeschieden sowie zum Kocher in oben angegebener Weise im Kreislauf zurückgeführt.
Wenn die Stoffdichte am Ausgangsende des Kochers ausreichend niedrig gehalten wird, kann die Entnahme des Stoffes in gewissen Fällen auch ohne besondere Pumpe, z. B. dadurch geschehen, daß man die Bodenöffnung des vertikalen Kochers an ein äußeres, vertikales Steigerohr anschließt, dessen Mündung etwas unter dem Laugenniveau im Kocher gelegen ist. Hierbei strömt Lauge und mitfolgender Stoff vom Kocherboden aufwärts durch das Steigerohr und strömt durch die Abzugsmündung aus. Die ausströmende Menge kann durch Regelung des gegenseitigen Unterschiedes zwischen dem Laugenniveau im Kocher und dem Mündungsniveau des Steigerohres abgepaßt werden. Das Laugenniveau kann mittels einer Schwimmeranordnung geregelt werden, die die Wasserzufuhr zum Kocher automatisch regelt. Weiterhin kann die ausströmende Menge mittels eines zweckmäßig mit Schwimmer versehenen. Ablaufventils geregelt werden.
Eine Ausführungsform eines vertikalen Kochers mit Entnahme des Stoffes mittels einer Mammutpumpe ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
In der Zeichnung bezeichnet z den Kocher, der oben mit- einem Abzug:? für Luft;- Gäse und Dampf (weshalb der Kocher bei oder ungefähr bei Atmosphärendruck arbeitet), sowie mit einem oder mehreren Einlässen 3 für Häcksel und Kalk oder Soda. öder-kaustischem Alkali versehen ist, das getrennt vom Häcksel oder zusammen-mit diesem eingebracht werden kann. Gemäß einer -zweckmäßigen Ausführungsform werden die Rohmaterialien durch den Einlaß -oder die Einlässe 3 tangential in den zylindriseJhen oder konischen Kocher eingeblasen, so daß eine Zyklonwirkung entsteht und der Häcksel mit dem Kalk -usw. innig gemischt wird, bevor die Mischung' das Laugenniveau q. im Kocher erreicht. Der Kalk kann hierbei ungelöscht in Pulver- oder Stückform sein oder `als pulverförmiges Ca(OH)2 oder Kalkmilch zugesetzt werden.. Soda kann in fester Form oder Lösung und Alkali kann in Lösung zugesetzt werden. Der- Stoff und die in geeigneter Weise auf eine Temperatur von etwa 95 bis ioo° erwärmte Lauge wird im Kocher mittels mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Umrühranordnungen umgerührt. Als Beispiel zeigt die Zeichnung, daß Druckluft und bzw. oder Dampf von einer Druckleitung 5 einer Anzahl Austrittsdüsen 6 am unteren Teil des Kochers zugeführt werden. Ein Teil der Luft oder des Dampfes wird auch durch eine Leitung ;7 in ein im wesentlichen vertikales Rohr 8 im Kocher eingeführt, das somit als Mammutpumpe zur Entnahme des fertiggekochten Stoffes und mitfolgender Lauge an der Rohrmündung oberhalb, des Laugenniveaus 4 arbeitet. Der Stoff wird von derLauge dadurch abgeschieden, daß er z. B. überein Filter 9 geleitet wird, von dem der Stoff bei io austritt, während d ie Lauge durch eine Rückführleitung i i in den Kocher zurückläuft. Die Leitung mündet zweckmäßig in eine Heizanordnung i2., die z. B. aus einem in geeigneter Weise erwärmten Mantel 13 besteht:- Dampf oder ein anderes Heizmittel wird dem Mantel durch die Leitung 14 zugeführt, während das Kondensat durch den Abzug 15 ausströmen kann. Zweckmäßig wird der Laugenumlauf in der Heizanordnung 12 durch Einführung von Luft oder Dampf mittels einer Leitung 16 verbessert. In der Praxis kann es natürlich zweckmäßig sein, die gesamte Heizanordnung außerhalb des Kochers anzubringen und eine Pumpe für die Zirkulation anzuordnen. Ebenso kann die Leitung ii an. ein Schlammahsetzbassin oder eine ähnliche Anordnung zur Abscheidung der beim Kocher gebildeten Ausfällungen angeschlossen werden. Die Wirkung der Mammutpumpe wird derart den übrigen Umlaufsanordnungen angepaßt, da3 die Geschwindigkeit -der Flüssigkeit nach dem Ab- lauf zu größer ist als die Geschwindigkeit des Stoffes. Das Aufschließungsmittel kann auch durch diese Leitung zugeführt werden, wenn man den oben beschriebenen Mischzyklon nicht anwendet. Frischwasser wird in geeigneter Weise in passenden Mengen zugeführt, so daß das Laugenniveau 4 auf der gewünschten Höhe gehalten wird. Wie oben erwähnt, ist es oft zweckmäßig, mittels z. B. einer Anordnung 17 dieses Wasser über den zuletzt entnommenen Stoff auf dem Filter 9 zu sprühen, wodurch die Wärme des Stoffes teilweise zurückgewonnen wird, während sie gleichzeitig gewaschen wird.
Der Stoff kann, gegebenenfalls nach Zusatz von Rinde und Fasermaterial aus Holz oder anderen Ursprungs, z. B. auch von Torf (Torfstroh), Erdnußfasern usw. zur Herstellung von Papier, Faserplatten oder anderen Faserprodukten angewandt werden, gegebenenfalls gemäß den Methoden, die in den Patenten 814 09 und 818 9oo beschrieben sind. Statt Stroh oder zusammen mit Stroh kann z. B. auch Schilf od. dgl. :angewandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Ausschließen von Stroh od. dgl. durch Kochen oder andere Wärmebehandlung in einer Flüssigkeit, die ein Aufschließungsmittel, wie Kalk, Soda oder ein anderes Alkali enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschließen bei oder in der Nähe von Atmosphärendruck im wesentlichen kontinuierlich in einem Kocher oder einem anderen Behälter mit im wesentlichen kontinuierlicher Zufuhr der Rohmaterialien und im wesentlichen kontinuierlicher Entnahme des aufgeschlossenen Stoffes durchgeführt wird und das der Auf.-schließungsflüssigkeit beim Kochen in Richtung zur Kocherentleerung eine andere Geschwindigkeit als dem Stoff erteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Kochers oder Behälters beim Kochen mittels mechanischer Anordnungen und bzw. oder durch Rundpumpen (Zirkulation) und bzw. oder durch Einblasen von Druckluft, Druckgas oder Dampf durch die Aufschließungsflüssigk eit kontinuierlich umgerührt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Aufschließungsflüssigkeit rundgepumpt oder dadurch in Umlauf gebracht wird, daß er einer Stelle des Kochers, zweckmäßig in der Nähe der Entleerung; entnommen und an einer anderen Stelle des Kochers wieder eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieumlaufende Aufschließungsflüssig'keit vor ihrer Rückführung in den Kocher direkt oder indirekt erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kocher zugeführtes Wasser durch Wärmeaustausch mit vom Kocher abgehender Lauge vorgewärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kochen gebildete Ausfällungen u. dgl. mit der umlaufenden Flüssigkeit entnommen und von dieser entfernt werden, bevor die Flüssigkeit in den Kocher wieder eingeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß neue Mengen Aufschließungsmittel der umlaufenden Aufschließungsflüssigkeit vor ihrer Wiedereinführung in den Kocher zugeführt werden. B. Verfahren zum Aufschließen von Stroh od. dgl. durch Kochen oder andere Wärmebehandlung in einer Flüssigkeit, die ein Aufschließungsmittel, wie Kalk, Soda oder ein anderes Alkali, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschließen kontinuierlich in einem horizontalen oder vertikalen Kocher oder einem anderen Behälter mit im wesentlichenkontinuierlieher Zufuhr von Rohmaterialien und im wesentlichen kontinuierlicher Entnahme des aufgeschlossenen Stoffes erfolgt, gegebenenfalls nach einem der Ansprüche i bis 7, wobei die Stoffdichte im Kocher, zumindest in der Nähe der Entleerung, so niedrig, zweckmäßig unterhalb von 5 bis 8%, gehalten wird, daß der Stoff gepumpt werden kann. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 8, .dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff dem Kocher mittels einer mechanischen Förderanordnung und bzw. oder durch Pumpen oder dadurch entnommen wird, daß er zum Ausströmen durch ein Steigerohr gebracht wird. io. Verfahren nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff dem Kocher mittels einer Mammutpumpe entnommen wird. i i, Verfahren nach einem .der Ansprüche i bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Aufschließungsflüssigkeit, die dem entnommenen Stoff mitfolgt, von diesen abgeschieden und zum Kocher zurückgeführt wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Wärme des entnommenen warmen Stoffes für den Kochprozeß dadurch wiedergewonnen wird, daß dem Kocher neu zugeführtes Wasser zuerst zum Überspülen dieses Stoffes oder zur Berührung mit ihm in anderer Wise gebraucht wird. 13. Verfahren zum Aufschließen von Stroh od. dgl. durch Kochen oder andere Wärmebehandlung in einer Flüssigkeit, die ein Aufschließungsmittel, wie Kalk, Soda oder ein anderes Alkali enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschließung kontinuierlich in einem Kocher oder einem anderen Behälter mit im wesentlichen kontinuierlicher Zufuhr von Stroh und Aufschließungsmittel getrennt voneinander oder zusammen und im wesentlichen kontinuierlicher Entnahme des aufgeschlossenen Stoffes, gegebenenfalls nach einem der Ansprüche i bis 12, erfolgt, wobei Stroh und Aufschließungsmittel im Köcher oberhalb von dessen Flüssigkeitsniveau kontinuierlich gemischt werden. 1q.. Verfahren zum Aufschließen von Stroh od. dgl. durch Kochen oder andere Wärmebehandlung in einerkalkhalfigen Aufschließ,ungsflü ssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschließung im wesentlichen kontinuierlich durchgeführt wird, gegebenenfalls nach einem der Ansprüche i bis 13, und daß der Kalk in Form von ungelöschtem Kalk zugesetzt wird, wobei die beim Löschen entwickelte Wärme ganz oder teilweise zur Erwärmung des Kocherinhaltes ausgenutzt wird. 15. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i 'his 1q., dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kocher enthält, dessen Inneres in offener Verhindung mit der Atmosphäre steht und der mit Anordnungen für die kontinuierliche Zufuhr von Stroh od. dgl. sowie eines Aufschließungsmittels verbunden ist und mit einer in ihm angeordneten Mammutpumpe oder einer anderen Pumpenanordnung zur kontinuierlichen Entnahme des aufgeschlossenen Stoffes vom einen Ende :des Kochers sowie mit Umruhr= oder Zirkulationsanordnungen versehen ist.