DE939126C - Zellstoffkocher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen aufrechtstehenden, zylindrischen Zellstoffkocher der beispielsweise durch die US A.-Patentschrif ten 2 414 062 und 2 459 180 bekannten Bauart, der an den Enden mit Speise- und Entnahmevorrichtungen versehen ist, wodurch ein mit Kochlauge gemischter Faserstoff langsam und stetig durch den Kocher geführt wird, und der eine von den Enden abgesetzte Heizzone von begrenzter axialer Ausdehnung aufweist, innerhalb welcher Siebe in der Kocherwand vorgesehen sind, die zur Verwendung in verschiedenen Zeitabschnitten wechselweise an einen äußeren Kreislauf angeschlossen werden können, der mit einer Vorrichtung zur Ableitung von Kochlauge durch das gerade verwendete Sieb und zur Erwärmung der Kochlauge versehen ist, während bei der Heizzone der äußere Kreislauf ebenfalls in den Kocher mündet, so daß die zurückgeführte erwärmte Kochlauge im wesentlichen in Querrichtung durch das Fasermaterial fließt, das fortlaufend in Längsrichtung des Kochers zugeführt wird. Bei den in den erwähnten Patentschriften beschriebenen Kocherbauarten ist der äußere Kreislauf so an die Außenwand des Kochers angeschlossen, daß die erwärmte Kochlauge ständig zu einer dem gerade verwendeten Sieb gegenüberliegenden Stelle zurückgeführt wird. Der Kocher ist daher bei der Heizzone mit einer Anzahl von Einlassen für die Kochflüssigkeit entsprechend der Zahl der Siebe versehen, und gleichzeitig mit dem Wechsel der Siebe werden die Einlaßöffnungen entsprechend gewechselt. Bei dieser Anordnung ist es unausbleiblich, daß die Abstände des benutzten Einlasses zu verschiedenen Teilen des entsprechenden Siebes unterschiedlich sind, was die Hauptursache dafür ist, daß die Kochflüssigkeit zur »Kanalbildung« neigt, d.h., ein

zu großer Proizentsatz von ihr sucht den kürzesten Weg durch das Fasermaterial zum Sieb zu nehmen, was zu'ungleichmäßiger Erwärmung führt.

Um diesem Zustand zu begegnen, läßt die Erfindung den äußeren Kreislauf in oder in der Nähe der Mitte der Heizzone in den Kocher münden. Dadurch erhalten die verschiedenen Wege, die die Kochflüssigkeit von der Einlaßöffnung zu den. verschiedenen Teilen des in die Zylinderwand des

ίο Kochers eingesetzten Siebes nimmt, gleiche Länge, und daher wird der Strom der Kochflüssigkeit gleichmäßiger verteilt. Außerdem wird der bei Kochern mit verhältnismäßig großem Durchmesser besonders wichtige Vorteil erzielt, daß die Durchflußetrecke der umlaufenden Kochflüssigkeit durch das Fasermaterial möglichst kurz wird, wodurch die Flüssigkeit leichter hindurchgepumpt werden

' kann und die Gefahr verringert wird, daß das Fasermaterial so stark gegen das Sieb gedrückt wird, daß es daran hängenbleibt. Vorzugsweise ist nur eine zentral angeordnete Einlaßöffnung vorgesehen, die zu dem den wechselweise verwendeten Sieben gemeinsamen Teil des zur Zirkulation der Kochflüssigkeit dienenden Kreislaufes gehört; der weitere Vorteil besteht darin, daß auf der Einlaßseite kein Wechsel erforderlich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Einlaßöffnung auf einem Rohr angeordnet, das sich durch, die Längsachse des Kochers von einem Ende desselben bis zur Heizzone erstreckt.

Der Kocher gemäß der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der

Fig. ι einen Längsschnitt durch den Kocher mit zwei verschiedenen Siebanordnungen und Fig. 2 und 3 Querschnitte nach den Linien II-II bzw. III-III zeigen.

Der in der Zeichnung gezeigte Kocher" besteht aus einem langen, zylindrischen Behälter 11, der durch Streben 13 in aufrechter Stellung gehalten wird. An seinem oberen Ende ist der Kocher mit zwei gleichen, durch Motor betriebenen Zufuhr Vorrichtungen 15 versehen, die symmetrisch beiderseits der axialen Mittellinie angeordnet sind"und mittels deren eine Mischung von Holzschnitzeln und Koehlauge aus den Rohren 17 stetig so in den Kocher eingeleitet wird, daß dieser ständig mit Holzschnitzeln und Kochlauge· gefüllt bleibt. Die Zufuhrvorrichtungen sind mit je einer besonderen Förderschnecke 19 versehen und von einem Sieb 21 umgeben. Ein Teil der die Holzschnitzel begleitenden Kochflüssigkeit wird durch das Sieb in den ringförmigen Raum 22 zwischen dem Sie'b und der Kocherwand gepreßt, von wo sie durch, die Leitung 25 abgeführt wird. Die starke Verdünnung der Holzschnitzel mit Kochflüssigkeit, die für die Einführung des Materials günstig ist, wird so vermindert, so· daß die Mischung von Hojzschnitzeln und Kochflüssigkeit im Kocher auf verhältnismäßig hoher Konsistenz (Dickflüssigkeit), z. B. mit einer Trockenmasse von 15%, gehalten wkd.^

An seinem unteren Ende ist der Kocher mit einer durch Motor betriebenen Ablaufvorridhtung 27 versehen, mittels derer der Kochbrei stetig aus dem Kocher abgezogen und durch ein Rohr 29 abgeleitet wird. Die Ablaufvörrichtung kann so gesteuert 6g werden, daß im Kocher ein so hoher Druck bestehen •bleibt, bei dem eine^: Verdampfung auch an der heißesten Stelle im Kocher nicht eintritt. Während des Durchlaufes vom Einlaß zum Auslaufende des Kochers wird der Kocherinhalt auf die gewünschte Koäfotemperatur erhitzt, wie nachstehend genauer· beschrieben wird. Die Mischung von Holzsdhnitzeln'und Kochlauge wird 'Stetig und so langsam durch den Kocher gedrückt, daß die Masse beim Erreichen des unteren Endes des Kochers "vollständig aufgeschlossen ist. Infolge der hohen Konsistenz bewegt sich die Masse im wesentlichen als feste Säule ohne innere Wirbel- oder Mischbewegungen durch den Kocher abwärts.

In beträchtlichem Abstand vom Ende des Kochers, gewöhnlich etwa in dessen Mitte, befindet sich die Heizzone, wo der Kocher mit einem sich über den ganzen Umfang erstreckenden Sieb 31 versehen ist, das eine zylindrische Siebfläche vom gleichen Innendurchmesser wie die unmittelbar über und unter dem Sieb befindlichen Schnitte 23, 37 des .Kochers bildet. Der Querschnitt 33 der Kocherwand erhält einen etwas -größeren Durchmesser als der übrige Teil des Kochers und umgibt das Sieb 31, so daß ein ringförmiger Raum 35 zwisahen dem Sieb und der Kocherwand gebildet wird. Die konisch auslaufenden Endteile des Kocherwandquerschnittes 33 sind so mit den engeren Kocherwandquerschnitten 23 und 27 verschweißt, daß Lagerungen für die Enden des Siebes 31 gebildet werden, wodurch letzteres fest in einer Stellung gehalten wird, so daß. seine Innenfläche mit derjenigen der Kocherwandquerschnitte 23, 37 fluchtet und fast unmerklich in diese übergeht. Der ringförmige Raum 35 wird mittels zweier vertikal und radial gerichteter Zwischenwände oder Flansche 39 in zwei Hälften 35^, 35^ (Fig. 2) geteilt, wobei erstere auch zur Stützung der vertikalen Kanten der beiden halbzylindrischen Siebbleche 3I4, 31^ dient, in welche das Sieb geteilt ist. In diese Siebbleche ist eine große Anzahl von langen, schmalen, dicht angeordneten, parallelen Nuten eingeschnitten, die sich in axialer Richtung des Kochers erstrecken und in verschiedenen Reihen untereinander- an- ' geordnet sind.

Zwischen den Zuführungen 15 erstreckt sich durch den Oberteil des Kochers in das Innere des Kochers hinab ein gerades Rohr 40, das ungefähr in derselben Höhe wie der Mittelteil des Siebes 31 ein offenes Ende 42. besitzt. Das Rohr 40 ist in der Mitte des Kocherquerschnittes langeordnet, d. h., es verläuft in der Achse des zylindrischen Kochers. Es wird durch den Kopf" des Kochers und durch einen Flansch 43 gehalten, der in der Höhe der unteren Teile der Förderschnecken angeordnet -ist; die unteren Teile des Rohres besitzen jedoch keine Stützen, so daß die Bahn der stetig nach unten gedrückten Säule der Holzschnitzel nirgends behindert oder verengt ist.

Auf dem erweiterten- Kocherwandquerschnitt 33 befinden sich zwei diametral zueinander angeordnete

Rohranschlüsse 44, 46, von denen der Anschluß 44 in den Raum 35^ und der Anschluß 46 in den Raum 3S_ß mündet. Leitungen 48, 50 führen von diesen Anschlüssen zu einem Regelventil 51 von einer Ausführung, daß die eine oder die andere der Leitungen abwechselnd in Verbindung mit einer dritten Leitung 52 gesetzt werden kann. In dieser Leitung 52 sind eine Pumpe 54 und eine Heizvorrichtung 56 in Reihe geschaltet, und das andere Ende der Leitung 52 ist an das obere Ende des Rohres 40 angeschlossen. Mittels Pumpe 54 wird Kochflüssigkeit durch den Apparat 56 gepumpt, worin die Kodhflüssigkeit entweder durch Wärmeaustausch oder durch direkte Einführung von Dampf in die Kochflüssigkeit erwärmt wird. In der gezeigten Stellung des Regelventils 51 bewirkt die Pumpe 54 einen verminderten Druck im Raum 35_ß, wodurch Kochflüssigkeit durch die linke Siebhälfte abgesaugt und durch die Leitung 50 zur Pumpe 54 geführt wird, von wo die Kochflüssigkeit durch die Heizvorrichtung 56 in das Rohr 40 gepumpt wird. Bei der Rohröffnung 42 wird die erwärmte Kochflüssigkeit zum Kocher zurückgeleitet, und der be¹-schriefoene, in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichnete Kreislauf wird insofern geschlossen, als die Kochlauge aus der Öffnung 42 in radial nach außen gerichteten Bahnen durch die Säule von Holzschnitzeln dringt und ihren Weg zur Siebhälfte 3i_ß (s. Fig. 2) sucht. Infolge der zentralen Lage der Öffnung 42 wird die Kochlauge gleichmäßig über i8o° des Umfangs verteilt. Nach einer kürzeren Pause wird das Ventil 51 so gestellt, daß die Siebhälfte 3ΐ_Λ, der Raum35_A und die Leitung 48 an den gemeinsamen Teil des aus Leitung 52, Pumpe 54, Heizapparat 56 und Rohr 40 bestehenden Kreislaufsystems angeschlossen werden. Innerhalb des Kochers dringt die aus der Rohröffnung 42 kommende Kochlauge nunmehr in radial gerichteten Bahnen in gleichmäßiger Verteilung durch die rechte Hälfte der Holzschnitzelsäule zurück zum Sieb 31,4. Durch wiederholte Verstellung des Ventils 51 wird die gesamte Holzschnitzelsäule während ihres Durchlaufes entlang dem Sieb 31 gleichmäßig auf die Aufschlußtemperatur erwärmt. Da das Sieb eine verhältnismäßig geringe Höhe hat, werden die verschiedenen Strombahnen aus der öffnung 42 zu verschiedenen Teilen des Siebes mit einer geringen Neigung zur Horizontalebene nach außen gerichtet, und daher werden sich ihre Längen nur leicht vom Radius des Kocherquerschnittes unterscheiden. Dies bedeutet, daß die innere Strombahn möglichst kurz ist.

In der in Fig. 1 unten und in Fig. 3 gezeigten Siebanordnung ist das in die Kocherwand eingelassene Sieb in zwei vollkommen zylindrische Hälften 60, 62 geteilt, die untereinander angeordnet und abwechselnd zu benutzen sind. Der Raum zwischen dem Sieb und dem umgebenden erweiterten Kocherwandquerschnitt 64 ist mittels eines ringförmigen Flansches 66 in zwei übereinanderliegende, kreisringförmige Räume geteilt, die durch auf derselben Seite des Kochers angeordnete Rohrverbindungen 68, 70 an das äußere Kreislaufsystem angeschlossen sind, das wie der übrige Aufbau dem soeben beschriebenen entspricht. Die durch die Öffnung des Rohres 40 zurückgeführte erwärmte Kochflüssigkeit breitet sich um den ganzen Umfang aus und dringt je nach der Stellung des Regelventils entweder zur Siebhälfte 60 oder zur Siebhälfte 62. Das Rohr 40 mündet in der Höhe der Verbindungsstelle zwischen den Siebhälften, und daher sind die Strombahnen aus dem Rohrende so horizontal wie möglich nach außen gerichtet.

Bei beiden oben beschriebenen Ausführungen kann das Rohr 40, falls erwünscht, etwas länger sein und Bohrungen an seinem unteren Ende aufweisen, so daß die Kochflüssigkeit auch in vertikaler Richtung verteilt wird, wenn sie das Rohr bereits verläßt. Vorzugsweise ist das Rohr auf einem der Höhe des Siebes entsprechenden und diesem gegenüberliegenden Teil seiner Länge gelocht. Eine andere Modifikation kann darin bestehen, daß das Rohr in seiner Längsrichtung verschiebbar ausgeführt ist, damit seine Öffnung gegenüber dem benutzten Sieb eingestellt werden kann, wenn dieses wie in Fig. 1 unten gezeigt ausgeführt ist. Diese Einstellungsmöglichkeit ist in dem Falle von besonderer Bedeutung, wenn zwecks Verschiebung der Heizzone der Kocher mit zwei oder mehreren Siebgürteln versehen wird, die mit Abstand voneinander angeordnet sind und abwechselnd während verhältnismäßig langen Zeitabschnitten verwendet werden. Wenn das Rohr gegenüber den verschiedenen Siebgürteln durchlöchert ist, kann es feststehend und statt dessen mit einer Vorrichtung zum Verschluß jener Löcher versehen sein, die nicht dem gerade benützten Siebgürtel liegen, wodurch die Heizung auf die gewünschte Zone konzentriert wird. Diese Verschlußvorrichtung kann z. B. aus einer auf dem Rohr verschiebbaren und von außen zu betätigenden Muffe bestehen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel durchdringt das Rohr 40 das Auslaufende des Kochers und reicht von dort nach oben bis zur Heizzone. Dann ist es zweckmäßig, es in einer langen Spitze auslaufen zu lassen, damit das Fasermaterial nicht am Rohrende hängenbleibt. Das Rohr kann sich auch durch den ganzen Kocher von einem Ende zum anderen erstrecken. In diesem. Falle kann das Rohr in der Mitte geschlossen sein und die Kochflüssigkeit durch das eine oder das andere Ende zugeführt werden. Auf diese Weise wird sie durch Sätze von Bohrlöchern eingeleitet, die in verschiedenen Höhen angeordnet sind, ohne daß eine innere Einstellung erforderlich wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Aufrechtstehender, zylindrischer Zellstoffkocher mit Speise- und Entnahmevorrichtungen an den Enden, wodurch ein mit Kochlauge gemischter Faserstoff langsam und stetig durch den Kocher geführt wird und der eine von den Enden abgesetzte Heizzone von begrenzter axialer Ausdehnung aufweist, wo Siebe in der Kocherwand vorgesehen sind, die zur Verwen-

   dung in verschiedenen Zeitabschnitten wechselweise an einen äußeren Kreislauf angeschlossen werden können, der mit einer Vorrichtung zur Ableitung von Koöhlauge durch das gerade verwendete Sieb und zur Erwärmung der Kochlauge verseilen ist, während in der Heizzone der äußere Kreislauf ebenfalls in den Kocher mündet, so daß die zurückgeführte erwärmte Kochlauge im wesentlichen in Querrichtung durch das Fasermaterial fließt, das fortlaufend in Längsrichtung des Kochers zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kreislauf eine in oder in der Nähe der Mitte der Heizzone befindliche Einlaßöffnung (42) in den Kocher besitzt.
2. 2. Kocher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in der Mitte des Kochers befindliche einzelne Einlaßöffnung (42), die zu dem den wechselweise verwendeten Sieben gemeinsamen Teil des zum Umlauf der Kochflüssigkeit dienenden Kreislaufes gehört.
3. 3. Kocher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (42) sich an einem Rohr (40) befindet, das sich in der Längsachse des Kochers von einem Ende desselben bis zur Heizzone erstreckt.

   Angezogene Druckschriften:
   »Das Papier«, Jg. 1950, S. 202 bis 205.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen