NO119622B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anlegg for kontinuerlig kokning

fortrinnsvis ved alkalisk oppslutting av

celluloseholdige fiberstoffer.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontinuer-

lig kokning fortrinnsvis ved alkalisk oppslutting av celluloseholdige fiber-

stoffer, og går nærmere bestemt ut på å oppnå en større kontinuitet i kok-

ningen og oppsluttingen takket være regulerte betingelser for kokningen og digereringen slik at de individuelle fibre som sist frigjøres i prosessen ut-

settes for nøyaktigere toleranser med hensyn til den totale kjemiske behand-

ling og/eller den derav resulterende oppslutting.

Ved en typisk kjemisk oppsluttingsprosess som kraftprosessen, an-

vendes det aktive oppsluttingsmedier som natriumhydroksyd og natriumsul-

fid til behandling av massen, som vanligvis består av flis. De oppløste orga-niske bestanddeler i de anvendte oppsluttingsvæsker brennes for damputvik-

ling, og de uorganiske oppsluttingskjemikalier gjenvinnes og brukes om igjen.

Selvom "mekanikken" i en slik kjemisk oppsluttingsprosess er nokså lett-fattelig, har det hittil vært vanskelig å oppnå en fordelaktig kontinuerlig prosess for oppslutting på grunn av de yttergrenser i prosess-forholdene som er observert under behandling av flis og liknende utgangsmateriale for fremstilling av cellulose. Selvom den foreliggende oppfinnelse ikke er be-grenset til kun å gjelde kraftprosessen, og lett kan tilpasses enhver hovedsakelig kjemisk oppsluttingsprosess (i motsetning til en hovedsakelig mekanisk prosess), vil oppfinnelsen i det følgende først og fremst bli forklart i forbindelse med kraftprosessen.

Nærværende oppfinnelse medfører en forbedret kontinuitet i den totale prosess ved at flisen utsettes for et sådant "temperatur-tid-trykk-kjemisk konsentrasjonsforhold" at det frembringes en forutbestemt variasjon i hastigheten av den kjemiske reaksjon, hvorunder hastigheten av den kjemiske reaksjon på kjemikaliene i de individuelle fibre i virkeligheten mins-ker fra den ytre periferi til den indre periferi av en flis, fiberbunt eller partikkel i prosessen. Hittil har det vært hevdet at den eneste praktiske måte å oppnå ensartede kokeforhold måtte innebære en ensartet begynnelsesmetting eller impregnering av flisen med kokevæske under relativt moderate forhold,

i den hensikt heller å unngå enn å fremkalle en reaksjonsstigning i hastigheten av den kjemiske reaksjon fra utsiden til innsiden, eller vice versa, av flisen. Man hellet altså til den forestilling at ensartet hastighet av den kjemiske reaksjon gjennom hele flisstykkene var å foretrekke. Eksperter på dette fagområde er imidlertid sterkt uenige både med hensyn til flere teorier som til praktiske forslag, og selvom det meget vel kan være ønskelig å fremkalle samtidige og hovedsakelig identiske kokeforhold gjennom hele flisstykket for oppnåelse av ensartet kokning, vil det være klart at når man virkelig tilstreber en kontinuerlig kokning og/eller oppslutting i ordets egentlige be-tydning, starter man ved å ta avstand fra denne fundamentale forestilling, selvom dette utgangspunkt ifølge mange eksperters mening vil måtte medføre vanskeligheter.

Denne oppfinnelse er imidlertid ikke bare basert på det stikk motsatte av en slik tenkemåte, men tilsikter å anvise en praktisk gjennomførlig fremgangsmåte med dette utgangspunkt for øye. Oppfinnelsen tilsikter m. a. o. å anvise en fremgangsmåte hvor det frembringes en økt kjemisk reaksjonshas-tighet fra det ytre til det indre av flisstykkene for å utløse de individuelle periferiske fibre fra flisstykkene med stor hastighet, under regulerte forhold for hurtig kokning, på en slik måte at (1) de fibre som først utsettes for den mest virksomme kjemiske reaksjon ved periferien av flisen fjernes meget hurtig fra området for virksom kjemisk reaksjon, og (2) det neste indre fibersjikt vil da bli det ytre periferiske fibersjikt på flisen og vil da gå gjennom den samme behandling (1). I det vesentlige innebærer dette forslag bruk av be-handlingsforhold som man hittil har ansett som for harde og som uvegerlig måtte medføre overkokning av de først kjemisk angrepne fibre ved periferien av flisen; men i praksis utføres kokningen ifølge oppfinnelsen under en viss bevegelse eller omrøring av flisen slik at de først kjemisk angrepne fibre først vil svekkes i sine bindinger til flisstykkene og således lettere rives løs under relativt milde forhold (i motsetning til ved mekanisk behandling), og de således frigjorte fibre fjernes ganske hurtig fra reaksjonsom-rådet av en væskestrøm som transporterer de frie fibre til en sil i form av et innsnevret avløp fra kokeren. Denne innsnevrede avløpspassasje er således dimensjonert at den bare tillater passasje av frie fibre, d. v. s. innsnevringen danner en avløpsåpning med uvesentlig større bredde enn størrelsen på de frie fibre. På denne måte bringes de frie fibre bort fra området for den største kjemiske aktivitet, og føres gjennom silen (innsnevringen), hvoretter de ved mekanisk separering befris for en vesentlig del av den frie væske, slik at eventuelle senere kokeforhold som fibrene utsettes for, lett kan kontrol-leres og reguleres, og fibrene som i denne tilstand hovedsakelig har samme størrelse og kjemiske innhold, vil kokes jevnt. I motsetning hertil blir de flisstykker e.l. som ennå ikke er redusert til fri fiber-størrelse eller -tilstand, sirkulert raskt gjennom området for den største kjemiske aktivitet, slik at de periferiske fibre på disse gjentatte ganger utsettes for kortvarig kjemisk angrep som svekker bindingene til flisstykkene og deretter tillates frigjøring av fibrene for bortføring av disse fra området for kjemisk påvirkning, eller i det minste bort fra området for den største eller mer drastiske kjemiske påvirkning, mens flisstykket e.l. som til enhver tid frembyr nye, fast bundne fibre til området for den maksimale kjemiske påvirkning holdes kontinuerlig i dette område eller sirkuleres gjennom dette på en slik måte at det finner sted en mer eller mindre kontinuerlig rekkefølge av maksimale kjemiske påvirkninger på periferien av flisen fulgt av temmlig hurtig frigjør-ing av de således påvirkede fibre på overflaten av flisen og avdekning av nye fibre. Ved denne kontinuerlige prosess reguleres forholdene i en slik utstrek-ning at hver fiber, som i sin opprinnelige tilstand var bundet til en fiberbunt eller yttersiden av en treflis, utsettes for omtrent den samme gjennomsnitts-mengde av kjemisk påvirkning, men under en relativt kortere tidsperiode enn hva som ellers vanligvis medgår ved kontinuerlige prosesser ifølge tidligere forslag, og på meget kortere tid enn ved de kjente sats-prosesser.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedkombinasjonen av følgende trekk: (a) kontinuerlig siifkulering av en oppsluttingsvæske- strøm ved et forutbestemt trykk og koketemperatur gjennom et kretsløp bestående i det vesentlige av en kokesbne som over en tømmesone mater inn i

en mekanisk separeringssone og deretter tilbake til kokesonen; (b) som i og for seg kjent innføring av vann og kokekjemikalier dannende en kokevæske,

og lignincellulose-fiberpartikler i kokeren for kontinuerlig å holde en tyntflytende suspensjon med et forhold mellom tørrstoff og væske på mellom

1:100 og 1:8; (c) kontinuerlig å opprettholde i kokesonen en kjemisk kokning

og oppslutting hvor forholdet mellom konsentrasjon, trykk og temperatur er tilstrekkelig til å bevirke kontinuerlig kjemisk oppslutting med resulterende svekkelse av bindingene av de ytre fibre til partiklene ved vesentlig større styrke og hastighet enn for de indre fibre i slike partikler; (d) kontinuerlig å utsette suspensjonen for svak omrøring som er tilstrekkelig til hurtig å løsgjøre fra slike partikler individuelle ytre fibre hvis bindinger er blitt svekket, og derved avdekke nye fibre og utsette dem for forholdene i kokesonen, og derved redusere oppholdstiden av fibrene i kokevaesken til et minimum for å hindre at disse nedbrytes i kokevæsken; (e) kontinuerlig å sette

de nevnte partikler i bevegelse i suspensjonen i umiddelbar nærhet av innsnevrete avløpsåpninger i tømmesonen, hvilke(n) avløpsåpning(er) har en'størrelse" som svarer til størrelsen av de frigjorte fibre, i motstrøm til den fiber-transporterende væskestrøm som går inn i disse åpninger, for kontinuerlig å rense åpningene; (f) kontinuerlig sirkulering av den væskestrøm som transporterer nevnte frigjorte fibre gjennom innsnevrete avløpsåpninger og inn i den mekaniske separeringssone, hvor en del - mellom 10 og 95% - av den frie væske separeres mekanisk fra de frigjorte fibre og resirkuleres til kokeren; og (g) under de forannevnte trinn (a-f) i prosessen kontinuerlig å opprettholde et tilstrekkelig stort trykk umiddelbart inntil overflaten av partiklene og fibrene for å hindre mekanisk sprengning av disse ved avlastning av indre trykk.

Av det foregående fremgår det med full tydelighet at et viktig formål for foreliggende oppfinnelse er å skaffe en forbedret kontinuerlig koknings-

og kjemisk oppsluttingsprosess og -system.

Andre formål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk et koke- eller oppsluttingssystem til gjennom-føring av oppfinnelsen; Fig. 2 og 3 viser skjematisk to utførelsesformer av den i systemet ifølge fig. 1 inngående kokebeholder (koker); Fig. 4 er et delsnitt i forstørret målestokk, tatt i området for det nevnte innsnevrede avløp fra kokebeholderen, hvor avløpsåpningen hadde en størrelse svarende t;l de frie fibre. I fig. 1, 2 og 3 er denne sil eller innsnev- ring betegnet med R, mens R. i virkeligheten betegner en propell i fig. 4. Disse propeller er skjematisk vist også i de øvrige figurer. 1 fig. 1 er hele systemet betegnet under ett med henvisningstallet 10. Systemet omfatter en kokebeholder eller koker 11 med innsnevrede avløp R (som senere vil bli beskrevet i detaljer), en mekanisk separeringssone eller -anordning 1Z som bare er vist rent skjematisk, men som i praksis kan dannes av en vanlig overtrykkspresse. Med hensyn til den konstruktive utførelse av de i systemet inngående anordninger henledes oppmerksomheten til teknik-kens stand, f. eks. som beskrevet i U. S. patentene nr. 2.466.290, 2.789.052 og 3. 096. 734, som viser forskjellige innretninger som i praksis kan utnyttes i forbindelse med nærværende oppfinnelse. Mange av de i systemet inngående innretninger er videre vanlig handelsvare og er derfor bare vist sterkt skje-matisert.

For å følge de celluloseholdige bestanddeler gjennom det i fig. 1 vis-te system, vil det fremgå at treflisen C kommer inn i toppen av kokeren 11 via en vanlig trykkmatningsanordning 21, hvorfra flisen faller ned til væskenivået Li-l som er antydet med strekede linjer inne i kokeren 11. Væsken i kokeren sirkuleres kontinuerlig og såsnart flisstykkene har absorbert tilstrekkelig fuktighet til å synke ned i de sirkulerende væskestrømninger inne i kokeren 11, inntreffer den tidligere nevnte begynnende kjemiske påvirkning og de periferiske fibre fjernes hurtig og kontinuerlig fra flisstykkene utelukkende ved hjelp av en mild (svak) omrøringsbevegelse som utøves på flisstykkene som beveger seg rundt i væskestrømmene av den roterende påvirkning av propellene. Under henvisning til fig. 4 vil det sees at propellene R^ har form av et slags skovlhjul 36 montert på en roterende aksel 30, montert i et lagerpar 31,32. Akselen 30 er konsentrisk anordnet i et hylseformet hus 33 for bort-ledning av væske transporterende frie fibre. Huset 33 er sluttet til en avløps-ledning 34 som er koplet til en hovedledning 35a (Fig. 1) resp. 35b (Fig. 2) resp. 35c (Fig. 3) som fører til en mekanisk separator 12 i form av en overtrykkspresse. Omdreiningsakselen 30 er i eksemplet utført i ett med selve skovlhjulet eller propellen 36, som er utformet med et antall vinger (blader) eller skovler 36a, 36b, 36c som rager ut fra en plan skivelignende bunn 36x. Skovlhjulet (propellen) 36 kan istedenfor å være utført i ett stykke med akselen 30, selvsagt være fremstilt separat og stivt forbundet med denne. Skovlhjulet 36 tjener til å utøve sentrifugalkrefter på flisstykkene, fiberbuntene e.l. faststoffer som er spredt i væsken i kokeren, når disse forsøker å nærme seg de innsnevrede avløpsåpninger 37, som dannes av en ringformet passasje med en minimal tykkelse mellom den ytre periferiske underside av skovlhjulets skiveformede bunn 37 og en ringformet ribbe 38 (se fig. 4), montert på koke-

beholderveggen 39. Den ringformede ribbe 38 kan selvsagt være montert på

en mellomlagsplate eller på annen måte gjort innstillbar for regulering av åpningen 37. Ringribben 38 er således tilslipt at det unngås dannelse av død-soner, idet skovlhjulet som beveger seg i forhold til ribben 38 kontinuerlig sørger for en selvrensning av åpningen 37. Vingene (bladene) 3^a, 36b, 36c etc. tjener også til å sirkulere faste partikler i motstrøm til væskestrømmen inn gjennom åpningen 37 og således føre disse partikler eller ureduserte flisstykker bort fra avløps spalten 37 for kontinuerlig å rense denne også på denne måte. I tillegg kan skovlhjulene (propellene) også utnyttes som den eneste kilde til å oppnå sirkulering av væsken i kokeren 11. Under relativt høye trykk-forhold i kokeren 11, 11b, lic, vil det i hvert tilfelle være tilbøyelighet for en relativt betydelig væskestrømning under hvert av disse skovlhjul (propeller) 36 i de innsnevrede avløpssoner (tømmesoner) og ut av ledningene 34 til hovedledningen 35a, 35b, 35c. Denne ganske betydelige væskestrømning vil hurtig transportere med seg frie fibre fra det indre av kokeren og således bringe disse raskt bort fra området for den maksimale kjemiske aktivitet, mens disse roterende organer 36 ved avløpsinnsnevringene 37 på samme tid tjener til om-røring av flisstykkene i væsken og sirkulering av væsken, slik at de samtidig utfører flere viktige funksjoner som er viktige i den foreliggende prosess og apparat. Det vil således forstås at treflis stykkene, partiklene eller fiberbuntene ved systemet ifølge fig. 1 vil forbli i kokeren 11 inntil de er redusert til

"fri-fiber"-størrelse under denne kontinuerlige sirkulasjonsprosess i området for den maksimale kjemiske aktivitet og kort etterat de er redusert til den såkalte "fri-fiber"-størrelse vil de resulterende frie fibre selv finne veien gjennom de tilhørende åpninger 37 i hvert avløp og komme inn i hovedledningen 35a og derfra til separatoren (overtrykkspressen) 12 for tremasse/væske. I separatoren 12 er anordnet en snekketransportør (transportskrue) som arbeider inne i en sikteanordning, så at massen presses og den frie væske presses ut av massen og gjennom silen (sikteanordningen), slik at væsken igjen bringes inn i sirkelprosessen som antydet med 40 i fig. 1. Den "pressede" masse som da er befridd for ca. 10 til 95% av den frie væske, uttrekkes av skruepressen 12 gjennom en ledning 41, mens den fremdeles står under trykk, og føres inn i en utskillerbeholder 42 som også står under trykk. Beholderen 42 har en lufteledning 43 som fører til en hoved-lufteledning 44, som dessuten er sluttet til en ledning førende fra toppen av kokeren 11 for utslipning av luft, flykt-ige stoffer så som terpentin o. 1. som utvikles under oppsluttingen og som periodevis må slippes ut for å legge forholdene til rette for en jevn kontinuerlig drift av anlegget. Mellom luftledningene 45, 43 og hovedavblåsning 45 kan det være innkoplet en ventil 46 som kan reguleres slik at det unngås å få

et totalt trykktap i kokeren 11 eller fra kokeren 11 helt ned til beholderen 42, ettersom det er ønskelig å opprettholde et betydelig overtrykk gjennom hele behandlingsforløpet for det celluloseholdige materiale. Det cellulosemateri-ale som kommer til i utskillerbeholderen 42 er i form av relativt konsen-trert masse, d.v.s. det har forholdsvis høy konsistens, men det har også

en relativt høy temperatur og hvis det straks ble utsatt for fri atmosfære ville det resultere i en tilbøyelighet for sprengning av fibrene på grunn av den plutselige fordampning av vannet i fibrene. I praksis vil anlegget for gjennom-føring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på de forskjellige stasjoner være utstyrt med hensiktsmessige anordninger for å holde trykket på den umiddelbare periferi av fibrene, treflisstykkene e.l. tilstrekkelig stort for til enhver tid å utelukke mekanisk sprengning av disse ved frigjøring av det indre trykk. Dette innebærer selvsagt at trykket i kokeren 11 holdes tilstrekkelig høyt for å utelukke dannelse av vakuum eller undertrykk liggende under mettingstrykket for væsken i partiklene ved propellbladene eller skovlene

36a, 36b, 36c etc. Dette utføres utelukkende ved å opprettholde et tilstrekkelig stort totaltrykk i kokeren for å kompensere event. lokale minimumstrykk-områder som kan fremkomme under anvendelsen av omrøringsorganene e.l. , og dette byr ikke på noen som helst vanskeligheter fordi forholdet mellom tørrstoff og væske ligger ganske lavt i kokeren; omtrent 1:100, i enkelte tilfelle opptil 1:8. Væskesuspensjonen i kokeren er således temmelig tyntflytende og kan således utsettes for påvirkningen fra de svake omrøringsorganer og/eller passende hurtig roterende sirkuleringsorganer under dannelse av merkbare undertrykksområder i kokeren, hvor også temperaturen vil ligge betydelig over vanlig utetemperatur; faktisk over vannets kokepunkt i de fleste tilfelle, slik at hvis massen i kokeren ble utsatt for den ytre atmosfære ville vannet inne i fibrene dunste bort og medføre mekanisk sprengning av fibrene. Det vil forstås at det til enhver tid opprettholdes et overtrykk i væskesuspensjonen i kokeren og i væskestrømmen som transporterer de frie fibre i ledningene 34 og hovedledningen 35a ned til overtrykkspressen 12 og gjennom cellulosefiber-uttrekksledningen 41 til utskillerbeholderen 42, hvor massen, som har relativt høy konsistens, først utsettes for avkjølende vaskevann via ledningen 49. Det kjølende vaskevann har bare til formål å redusere temperaturen gjennom hele fiberlegemet til en temperatur liggende under væskens fordampningstemperatur (under trykkforholdene ved utgangen av ventilen 50), slik at tremassefibrene uten fare for sprengning kan trekkes ut av bunnen på beholderen og via en reguleringsventil 50 inn i en ledning 51 som fører til vaskeapparater for massen. Reguleringsventilen 50 påvirkes av en væskenivåregulator LLC illustrert rent skjematisk, hvilken regulator avføler

væskenivået i beholderen og sørger for å holde det konstant under de ønskede driftsforhold. På denne måte opprettholdes en konvensjonell trykkregulering i beholderen 42 og regulerbar avtapping av væske fra samme, derved at massen føres til vaskeapparatene i ledningen 51 ved en temperatur som er ned-satt ved vaskevannet fra ledningen 49 for å utelukke muligheten for mekanisk sprengning av fibrene.

Det foregående beskriver hovedsakelig den "fremadgående prosess" av de celluloseholdige bestanddeler gjennom systemet 10. Det er tidligere angitt at denne "fremadgående prosess" ikke finner sted før det frilegges fibre i kokeren, slik at det tidligere bare kan skje en sirkulering av flisen e.l. i kokeren, mens det senere samtidig finner sted en kontinuerlig "fremadgående prosess" av de frigjorte cellulosefibre på den nettopp beskrevne måte.

Røreorganene R (agitatorene) er konsentrisk montert i avløpsåpning-ene fra kokeren. Selve røreorganene i form av propeller (skovlhjul) er vanlig handelsvare (f. eks. Morden's "SLUSHMAKER").

Når det gjelder hoved-væskekretsløpet er det allerede nevnt at en vesentlig væskestrøm vil passere bakenfor agitatorene og ut gjennom utløp-ene 34 til hovedledningen 35a for masse/væske (transporterer hovedsakelig frie fibre) gjennom den mekaniske separeringsanordning 12, hvori en vesentlig del av væsken presses ut av massen som med økt konsistens føres via ledningen 41 til beholderen 42, idet den fraskilte væske trekkes bort gjennom sirkulasjonsledningen 40 til hovedsirkulasjonsledningen 60 som på sin side mater en sirkulasjonspumpe 61.. En vanlig pH-verdi-reguleringsanordhing 62, som kun er anskueliggjort rent skjematisk, avføler pH-verdien i suge-ledningen 60 til sirkulasjonspumpen 61 og styrer en ventil 63 for regulerbar tilførsel av frisk væske fra en tilførselsanordning 64 til sugesiden av sirkulasjonspumpen via hovedledningen 60. Det vil forstås at det er et forbruk av kjemikalier av den ene eller annen sort som anvendes i den friske væske under kokningen og oppsluttingsoperasjonene, og dette forbruk kan f. eks.

på basis av vekten av fullstendig tørre fibre være omtrent 14 til 18 vektpro-sent av de benyttede virksomme alkalier (d. v. s. natriumoksyd-ekvivalenten i tilfelle av natriumhydroksydalkali). De kjemikalier som således forbrukes under prosessen må derfor føres tilbake til systemet via sirkulasjonspumpen 61 og det er fordelaktig først å fortynne kjemikaliene, i form av frisk væske fra tilførselskilden 64, med den sirkulerende væske i hovedledningen 60

slik at det ikke skal oppstå lokale soner med for høy kjemikaliekonsentrasjon i kokeren.

Væskesirkuleringen fortsetter fra utgangen av sirkulasjonspumpen

61 gjennom en reguleringsventil 65, en vanlig varmekilde 66, som på tegn-ingen er vist i form av en vanlig varmeutveksler i hvilken damp mates re-gulerbart inn i den såkalte "ytter"-fase av utveksleren 66 og kondensat fjernes på kjent måte, slik at det ikke anvendes direkte dampkontaktopphetning, ettersom væsken passerer gjennom den "indre" fase av varmeutveksleren 66. En slik oppvarmning er ikke absolutt påkrevet, men er kun omtalt for å vise at varme kan føres tilbake til systemet ifølge oppfinnelsen uten nød-vendighet for tilførsel av vann, i tilfelle dette erønskelig. Ledningen 68 fra sirkulasjonspumpen 61 fører gjennom ventilen 65, varmeutveksleren 66 og inn i kokeren 11 for å slutte kretsløp for væsken, hvilket kretsløp av praktiske grunner er adiabatisk, idet det selvsagt erønskelig å holde varmen i væsken tilbake i kokeren, innenfor praktiske grenser, enn å trekke væsken ut av kokeren og avkjøle den for deretter å måtte varme væsken opp om igjen. Den friske væske fra tilførselskilden 64 vil selvsagt ha en kjølende effekt, og det vil derfor kreves noe tilsetning svarme, f. eks. via varmeutveksleren 66 for å kompensere for den friske væske, og det vil dessuten uvegerlig oppstå et visst varmetap i sirkulasjonssystemet uansett hvor effektivt ledningene 40,60,68 etc. er isolert. Hovedhensikten med de forskjellige varmeanordninger er å oppvarme treflisen til deønskede kokningsbe-tingelser. Det kan også anvendes andre varmegjenvinningssystemer.

Det vil videre sees at det tilveiebringes en ekstra kontroll på basis av konvensjonelt utstyr, i dette tilfelle ved hjelp av en konsistensføleran-ordning 69 av vanlig konstruksjon, innskutt i hovedledningen 35a for masse/ væske fra kokeren 11, hvilken anordning avgir et signal (antydet med den strekede linje 69a) til reguleringsventilen 65 for å regulere konsistensgrad-en i den sirkulerende væske på en slik måte at den totale sirkulerende væskemengde holder en forutbestemt konsistens i hovedledningen 35a, hvilken konsistens kan variere for å tilpasse seg de aktuelle behov, men fortrinnsvis holder seg innenfor det tidligere nevnte snevre konsistensområde som foreslått for selve kokeren. Det vil innsees at en vesentlig væskemengde passerer gjennom hovedledningen 35a i returstrømmen og transporterer med seg frie fibre, slik at det til og med vil forekomme lavere konsistenser enn de tidligere angitte grenser for kokeren. Konsistensen tilpasses i hvert tilfelle det aktuelle behov, slik at operatøren effektivt kan holde de innsnevrede avløpsåpninger R således innstilt at det oppnås en uhindret passasje av de frigjorte fibre ut av kokeren med den ønskede hastighet. For å gjennomføre dette i ethvert gitt system kreves det en viss mengde væske som bærer og denne væskemengde kan lett bestemmes i enhver gitt situasjon av operatøren, og såsnart den er bestemt kan den anvendes i det tidligere beskrevne kontroll-system 69, 69a, 65.

Kokeren 11 vil dessuten ha en væskenivå-regulator, antydet skjematisk med boksen LLC som avføler nivået L-l i kokeren 11 gjennom følerled-ningen 71, idet regulering av væskestanden i kokeren oppnås ved hjelp av en vanlig reguleringsledning 72 med en væskenivå-reguleringsventil 73 for uttrekking av væske fra sirkulasjonssystemet via en væskegjenvinningsledning 74, som går ut fra ledningen 40 fra den mekaniske separeringssone 12. Det vil således forstås at det ikke kan tillates en kontinuerlig økning i det totale væske- eller vanninnhold i kokeren, og en viss mengde brukt væske må uttrekkes gjennom ledningen 74 via reguleringsventilen 73 kontinuerlig under driften for å kompensere tilsetningen av frisk væske fra tilførselskilden 64, og således opprettholde en konstant væskestand i kokeren. Væskegjenvinnings-systemet, til hvilket ledningen 74 fører er av helt ordinær oppbygging og be-høver derfor ikke å beskrives mere i detaljer. Det vil imidlertid sees at det er vist en returledning 75 fra masse-skylleapparatene (som også er av kjent utførelse), hvilken returledning 75 kan føre tilbake en viss mengde brukt væske til væskegjenvinningsledningen 74 i samme hensikt. Herved skulle hele væskesystemet være tilfredsstillende forklart.

Med hensyn til systemets varmebalanse, er det allerede forklart at det vil bli brukt en vesentlig større væskemengde med et betydelig varmeinn-hold i kokeren 11, slik at det ganske betydelige væskevolum som utnyttes i kokeren lii den hensikt å oppnå den ønskede tyntflytenhet nødvendigvis må strømme gjennom kretsløpet 35a, 40, 60, 68 og tilbake til kokeren 11 på en måte som nødvendigvis må innebære visse varmetap, tiltrots for at man søker å holde slike varmetap innen rimelige grenser for å holde hovedsakelig adiabatiske forhold med hensyn til den virkelig resirkulerte væske. Det vil inntre varmetap i den masse som fjernes fra den mekaniske separeringssone 12

via ledningen 41; i den væske som leveres til gjenvinningssystemet via ledningen 74, og i den nye tilsetningsvæske via reguleringsventilen 63 (hvilket sistnevnte teknisk sett ikke er et varmetap men snarere en utilstrekkelig varmetilførsel siden det tilsatte materiale ikke er varmt nok); og tilleggs-varmen til væskesystemet kan anta den ene av to former, event. begge disse i kombinasjon. Den ene av disse varmetilførselsformer er det såkalte tørr- . varmesystem 66 hvor frisk damp ikke tillates å komme i kontakt med selve væsken i varmeutveksleren 66, og den annen varmetilførselsform er antydet skjematisk ved ledningen 75 i hvilken frisk damp mates fra en damp-hovedledning 76 gjennom en reguleringsventil 77 og direkte inn i kokeren lii over-ensstemmelse med temperaturregulerings-signaler via ledningen 78a til en

signalmottaker 78 som styrer ventilen 77 via signalledningen 78b; alle disse deler representerer et vanlig temperaturreguleringssystem og er derfor bare vist rent skjematisk.

Selvom ethvert "sett" driftsforhold vil bevirke variasjoner i den totale drift, hvilket operatøren av anlegget er kjent med, skal det i det følgende ; beskrives et typisk "sett" driftsforhold: Ettersom treflisen mates gjennom trykkmateanordningen 21 direkte inn i kokeren 11, vil det være en nominell "ukjent" med hensyn til "tid-temperatur-kjemisk reaksjon"-forholdet mens flisen opptar nok fuktighet til å komme inn i kretsløpet, men denne såkalte "ukjente" vil i virkeligheten vise seg å være et forutbestemt nominelt antall minutter; i nærheten av fem minutter i gjennomsnitt. Den treflis som benyttes er av vanlig størrelse og karakter for f. eks. kraftprosessen. Den innesluttede luft og ikke-kondenserbare gasser som kommer inn sammen med treflisen vil fordampe bort ganske snart ved kontakt med den varme væske i kokeren og denne fordampning vil frembringe et trykkhode via mottrykket på utluftningsventilen 46, slik at det opprettholdes et trykk på 9.84 kg/cm på kokeren, på utskillerbeholderen 42 og på de deler av systemet som befinner seg mellom disse. Ved bruk av et tørrfiber/ væske-forhold på 1:20 i kokeren, innstilles temperaturregulatoren på 171°C. Den innkommende rådamp gjennom ventilen 77 innstilles på den nevnte temperatur. Konsistensføleren 69 innstilles til å styre ventilen 65 for å holde konsistensen inne i kokeren innenfor de tidligere nevnte grenser, i forbindelse med en forutbestemt væskenivåregulering gjennom regulatoren LLC. Alkali-forbruket for dette bestemte system beregnes på basis av 16% av tørrfiber-vekten, og sulfiditeten i kokevæsken i kokeren 11 holdes på 25% i dette spesielle eksempel, hvilket innebærer vesentlig kontroll av tilgangen på frisk væske via pH-verdi-regulatoren 62. Den friske væske i tilførselskilden 64 inneholder en konsentrasjon på natriumsulfid og alkali som er slik at det ikke bare opprettholdes den forutbestemte sulfiditet i kokeren 11, men også området for den maksimale kjemiske aktivitet i kokeren 11 holdes slik at den effektive alkali-konsentrasjon deri er 30 gram/litter. Disse konsentrasjoner i kokere n opprettholdes via pH-verdi-regulatoren 62, og den mengde frisk væske som behøves gjennom reguleringsventilen 63 forutsetter en målbar mengde tilleggsoppvarmning i den angjeldende væskeledning 68, slik at dampen på varmeutveksleren 66 innstilles manuelt på denne varmetilsetning, mens temperaturregulatoren 78 automatisk vil holde de eksakte temperaturforhold i kokeren.

Rotasjonen av propellene ved de innsnevrede avløp vil selvsagt bevirke den totale sirkulasjon av væsken og flisen i kokeren 11 mens de periferiske fibre på flisstykkene utsettes for den maksimale kjemiske påvirkning, får sine bindinger svekket og frigjøres fra flisstykkene for tilsist etter en minimal oppholdstid i kokeren å strømme ut av avløpene og inn i hovedledningen 35a. Hastigheten i den mekaniske separeringssone 12 styres slik at en viss ytterligere "utliknende" eller "utjevnende" kokning kan finne sted i denne sone som arbeider under tilnærmet samme trykk som kokeren, og under omtrent samme temperatur for å redusere varmetapene i det totale sirkulasjons sys - tem.

Det vil forstås at den kjemiske kokning av de frie fibre bremses hur-

tig opp ved tilsetningen av vaskevann via ledningen 49 inn i utskillerbeholderen og ved den etterfølgende massevasking i mas se - skylleapparatene, slik at den virkelig medgåtte koketid er tiden i kokeren 11, i hovedledningen 35a og i separatoren 12, med en ubetydelig ekstra koketid i utskillerbeholderen under koknings-oppbremsningen som resultat av den kjølende effekt fra vaskevannet. Den gjennomsnittlige tid treflis stykkene opprettholder sin "partik-keltilstand" (d.v.s. før de reduseres til fri fiber-størrelse og kan passere de innsnevrede avløp) under den kontinuerlige sirkelprosess i kokeren i området for den maksimale kjemiske påvirkning, beregnes på basis av 15 minutter i foreliggende system og oppholdstiden for de frie fibres vandring fra avløpene R til beholderen 42 beregnes på grunnlag av en oppholdstid på omtrent 5 minutter, hvilket resulterer i en total koketid på bare 20 minutter i det beskrevne eksempel.

Det vil forstås at de periferiske fibre på en bestemt treflis fra et teoretisk synspunkt bare vil gjennomgå en nominell reaksjon på kjemikali-

ene i området for den maksimale kjemiske påvirkning i kokeren 11, under forhold som bare innebærer den teoretiske frilegging av det ytre av de periferiske fibre til området for den maksimale kjemiske påvirkning med de indre (innvendige) bindeorganer, d. v. s. ligninene, beskytter baksiden av fiberen på en nominell måte, så at det teoretisk ved den her nyttede kjemiske koknings stigning i virkeligheten blir det ytre lag av fibre som kokes hurtig-

ere enn det indre, men det er tilsist kokningen av innersiden av fiberen som resulterer i oppsluttingen som svekker bindingen (ligninene) og muliggjør at den svake omrøring frigjør fiberen. Såsnart fiberen er løsgjort eller frigitt, forblir den midlertidig i området for den maksimale kjemiske påvirkning i kokeren under forhold for maksimalt effektivt kjemisk "angrep". Den-

ne tidsperiode er fortrinnsvis en tidsperiode som reduseres ved sirkulasjonshastigheten av væsken inne i kokeren 11, så at det foreligger en nettoeffekt av den teoretiske sirkulasjonshastighet som muliggjør "bortvasking" av de frie

fibre gjennom de innsnevrede avløpsåpninger 37, på en gjennomsnittstid på omtrent ett minutts oppholdstid pr. fiber. Det foregående er riktignok en hovedsakelig teoretisk beregningsmåte, men den er medtatt i håp om å klar-gjøre oppfinnelsen. Det grunnleggende prinsipp er at de såkalte "lignin'-

fylte" fibre vil forbli fastklebet til flisstykket og således delvis beskyttes mot maksimalt kjemisk angrep inntil oppsluttingen av dette spesielle enkelt-fiber er ført så langt at det brytes løs fra treflisstykket. Frem til dette øye-blikk er bare en del av den avdekkede side av fiberen og selv en meget mere nominell del av den umiddelbart innenfor liggende fiber under direkte kjemisk "maksimumsangrep". Straks fiberen imidlertid er løsgjort, vil den finne seg omgitt av maksimal kjemisk aktivitet som i den hensikt å frembringe den ønskede stigning i kjemisk påvirkning fra det ytre til det indre av flisen, kan være en sterkere kjemisk påvirkning enn hva som ellers nyttes ved satskok-

ning eller andre saktevirkende koknings- og oppsluttingsmetoder, slik at det er påkrevet at sirkulasjonshastigheten er slik at oppholdstiden for de frie fibre reduseres til en minimal tid, og at de frie fibre hurtig får passere ut gjennom avløpene R og inn i separatoren 12. Transporten av de frie fibre i kokevæsken gjennom hovedledningen 35a kan selvsagt utføres på noen få sek-under, slik at den her foregående kokning kan neglisjeres, men i den fysiske separeringssone 12 vil det igjen være en målbar oppholdstid under hvilken massen i det minste i begynnelsen vil utsettes for kjemisk påvirkning, temperatur og trykk som i det vesentlige er identiske med dem i området for den maksimale kjemiske aktivitet i kokeren.

Den mekaniske separeringssone innbefatter som tidligere nevnt en overtrykkspresse elle,r tilsvarende anordning som relativt hurtig presser en vesentlig del av væsken ut av. fibermassen, hvilket starter en umiddelbar men kontrollert oppbremsning av den maksimale kjemiske påvirkning, derved at den umiddelbart vil begynne å redusere den relative kjemiske konsentrasjon på tørre fibre, selvom trykk og temperatur ikke endres vesentlig. Denne reduksjon i forholdet kjemisk konsentrasjon/tørre fibre skjer under reguler-

te forhold, faktisk meget lett regulerbare forhold ettersom arbeidsmåten for overtrykkspresser eller tilsvarende separatorer for masse/væske er forholdsvis lett regulerbar, og forholdet mellom tilstedeværende kjemikalier og tørr fibermasse kan varieres under kontrollerte betingelser over en forutbestemt tidsperiode, så som f. eks. 5 minutter som foreslått, så at den eksakte grad av virkelig kjemisk kokning som finner sted i den mekaniske separerings-

sone kan antas å la seg bestemme på dette grunnlag, under forutsetning av at det opprettholdes en hovedsakelig konstant temperatur og trykk på de individuelle fibre under den regulerte oppbremsing av den kjemiske kokning. I den

mekaniske separeringssone vil det være et nominelt antall fibre som antageligvis er "overkokt" (d. v. s. har kokt for lenge) samt et nominelt antall fibre som antageligvis grunnet uhell er frigitt og trukket ut for tidlig fra kokeren, slik at de har kokt for lite, men den helt overveiende del av fibrene i massen i den mekaniske separeringssone 12 vil befinne seg innenfor et relativt be-grenset område av såkalte "kokte tilstander" som lett kan måles ved det gjennomsnittlige lignininnhold. Under regulerte forhold vil det gjennomsnittlige lignininnhold i den mekaniske separeringssone i dette spesielle eksempel ligge på omkring 18% (pluss eller minus ca. 1%) for omkring 90% av fibrene. Den gjennomsnittlige oppholdstid for en frigitt fiber i området for den maksimale kjemiske aktivitet kan forholdsvis enkelt reguleres ved bruk av en hur-tiggående væskesirkelprosess og de innsnevrede avløpsåpninger for fjernelse av slike frie fibre på den nettopp beskrevne måte. Det ønskes nå å redusere dette gjennomsnittlige 18% lignininnhold i de nevnte 90% av fibrene i den mekaniske separeringssone 12, og det vil forstås at hastigheten på væske-overtrykkspressen eller en tilsvarende anordning lett kan reguleres; f. eks. hvis det ønskes å redusere dette lignininnhold konstant bare 2% på gjennomsnittet, reguleres pressen slik at oppholdstiden i denne ligger på ca. 5 minutter, og hvis det ønskes en reduksjon på f. eks. 5% reguleres oppholdstiden i den mekaniske separeringssone slik at den blir tilsvarende lenger. Det finner sted en utjevnende (utlignende) effekt i forbindelse med den mekaniske separering derved at de fibre som har maksimalt lignininnhold vil være tilbøyelige til å være mere mottakelige for kjemisk påvirkning enn fibre med minimalt lignininnhold (mer eller mindre som en logisk konsekvens av massevirkningsloven i kjemien), ettersom mange av de"variable" som kunne endre tilbøyeligheten for maksimale lignin-konsentrasjoner til å utsettes for maksimalt kjemisk angrep, er eliminert. Det er således hovedsakelig ingen lokale høytrykks- eller høytemperatur-soner i disse mekaniske separeringssoner; det virkelige forhold mellom kjemikalieinnhold og tørrfiberinnhold kan reguleres nestenøyeblikke-lig gjennom hele den mekaniske separeringssone eller -prosess, og det tidligere omtalte "innsnevringsavløpssystem" fra kokeren medfører en innføring av nesten bare frie fibre i separerings sonen 12 med i det vesentlige en ensartet "fysisk" størrelse, fibrillering, matting etc. , slik at betingelsene for kjemisk utjevning av lignininnholdene er gunstigst mulig.

Under henvisning til fig. 2 antas det at det opprettholdes omtrent de samme driftsforhold med hensyn til tid, temperatur, konsentrasjoner, trykk etc. som for kokeren lii fig. 1, idet kokeren lia i fig. 2 i store trekk har samme konstruktive utførelse som 11, med unntagelse av at de innsnevrede avløp med sirkulasjonspropellene R, i fig. 2 er plasert nær bunnen av kokeren lia, på en slik måte at det ikke kan danne seg lokale dødsoner, men direkte i banen for en vesentlig strøm av den sirkulerende væske som strøm-mer direkte forbi avløpene R.R^ og ut av bunnen av kokeren gjennom en suge-ledning 80 inn i en sirkulasjonspumpe 81 som bringer væsken tilbake til kokeren lia via en kort retur-ledningskrets 82. Retur-væsken bringes inn i kokeren lia på et forutbestemt neddykket nivå angitt ved pilen 82a, i den hensikt å gi systemet en ytterligere reguleringsfaktor ("variabel"). De fire innsnevrede avløp R, R^vil igjen uttrekke en vesentlig væskestrøm inneholdende frie fibre som føres inn i hovedledningen 35b for mekanisk separering ved 12, som vist i fig. 1, men sirkulasjonssystemet 80,81,82 er bestemt for å muliggjøre en ekstra regulering av den virkelige oppholdstid for de frie fibre inne i kokeren lia.

Det må bemerkes at arbeidsmåten for kokeren 11 eller lia, eller 11b

i fig. 3, ikke utelukkende består i vasking av en vesentlig mengde treflis med en relativt liten mengde væske slik at løse fibre vil bli vasket av og deres oppholdstid i kokeren beregnes nøyaktig på grunnlag av oppholdstiden for den sirkulerende væske som passerer gjennom kokeren, ettersom et viktig trekk ved oppfinnelsen innebærer bruk av slike betydelige væskemengder at det opprettholdes en hovedsakelig kontinuerlig væskefase med en deri dispers fase av treflis, og væskedispersjonen har den ønskede tyntflytenhet. Når dette er tilfelle vil det alltid være fare for at et visst (lite) antall frie fibre kommer med i sirkuleringen av væsken istedenfor å fjernes gjennom uttrekkssystemet, hvilket til en viss grad er uunngåelig. På den annen side er det ved selektiv regulering av sirkulasjons systemet og hastigheten av væskesirkulasjonen gjennom kokeren via en eller flere strømmer, mulig å bevirke tilstrekkelig rask bevegelse av en vesentlig mengde av væsken i kokeren ut gjennom de innsnevrede avløpsåpninger R, slik at den helt overveiende del av de frie fibre vil få en meget kort gjennomsnittlig oppholdstid i kokeren 11, lia, 11b, så som allerede forklart, i området for den maksimale kjemiske aktivitet. Et viktig trekk ved oppfinnelsen er ikke bare frembringelsen (istedenfor den foreslåtte "destruksjon") av reaksjons stigningen fra det ytre til det indre av et bestemt flisstykke, men også reduksjonen av oppholdstiden for de frigitte fibre i dette område for maksimal kjemisk påvirkning. Dette utføres rett og slett ved regulerte strømningshastigheter av de sirkulerende væske strømme r.

Av fig. 3 vil det fremgå at arrangementet her er noe annerledes, selvom selve kokeren er konstruert på omtrent samme måte som kokeren i fig. 2 med de innsnevrede avløpsåpninger med agitatorene plasert nær bunnen av kokeren 11b. En avløpshovedledning 80b fører til sugesiden på en sirkulasjonspumpe 81b som på trykksiden er sluttet til en kort sirkulasjonsledning 82b, som på samme måte som ved anordningen i fig. 2 fører tilbake til kokeren og munner ut under vaeskeoverflaten i denne. Den fundamentale væskesirku-lasjon via den mekaniske separeringssone 12 og væskesystemet 40,60,68, etc. i fig. 1 benyttes også ved arrangementet i fig. 3, men anordningene i fig. 2 og 3 innebærer ytterligere regulering av den virksomme strømningshastig-het av væsken gjennom kokeren lia resp. 11b.

Et ytterligere trekk ved anordningen i fig. 3 består i en for-fukting

av flisen C. Treflisen C, som mates inn i systemet ved 90 for-fuktes med hvitlut som mates inn ved 91, hvoretter denne for-fuktede blanding presses og mates gjennom en overtrykkspresse 92 inn i sirkulasjonspumpen 81b. Overtrykkspressen 92 er i utførelseseksemplet utstyrt med en vanlig skrue-transportør 92a, som drives av en motor 92b og er nær tømmeenden om-sluttet av en sylindrisk skjerm 93 av en kjent type, som tjener til oppsamling av overskytende hvitlut som sirkuleres tilbake gjennom ledningen 91 for på-ny å tilsettes til flisen. Dette system medfører visse fordeler derved at flisen virkelig mates inn i det korte kretsløp 80b, 81b, 82b omtrent på det punkt der partiklene innleder sin bevegelse gjennom kretsløpet etter at de nettopp har frigitt sitt ytre sjikt (dekke) av periferiske fibre i området nær de innsnevrede avløpsåpninger R, R. De partikler (treflisstykker) som nettopp har "dannet" nye, avdekkede periferiske fibre blandes således med fuktige flisstykker som også danner fibre som i effekt er de nylig avdekkede periferiske fibre som kan sammenlignes med dem på de partikler som befinner seg i sirkelprosessen.

Som fremgangsmåte betraktet vil det forstås at systemet 10 med eller uten de alternative utførelser i fig. 2 og 3 innebærer en kontinuerlig koknings-og kjemisk oppsluttingsmetode, som omfatter (1) kontinuerlig sirkulering av en oppsluttingsvæskestrøm ved et forutbestemt trykk og koketemperatur gjennom et kretsløp i det vesentlige bestående av en kokesone som over en tømmesone fortsettes av en mekanisk separeringssone og deretter tilbake til nevnte kokesone; (2) innføring av kokevæske (vann og oppsluttingskjemikalier) og lignincellulose-fiberpartikler (treflisstykker) i kokeren for oppretthold-else av en tyntflytende suspensjon med et forhold mellom tørrstoffer og væske på mellom 1:100 og 1:8; (3) i kokesonen til enhver tid å opprettholde en kjemisk kokning og oppslutting hvor forholdet mellom konsentrasjon, temperatur og trykk er tilstrekkelig til kontinuerlig å bevirke kjemisk oppslutting med følgende svekkelse av "bindingen" av de periferiske fibre til partiklene (treflisstykkene) med en betydelig større styrke enn for de innvendige fibre i slike partikler; (4) kontinuerlig å utsette suspensjonen for svak om-røring som er tilstrekkelig for kontinuerlig å løsgjøre slike individuelle periferiske fibre hvis "binding" er således svekket, og derved blottlegge nye periferiske partikkelfibre for forholdene (3) i kokesonen; (5) kontinuerlig sirkulering av nevnte væskestrøm transporterende de nevnte frie fibre (4) gjennom et eller flere innsnevrede avløp, hvis åpning har en størrelse som svarer til størrelsen på nevnte frie fibre, i nevnte tømmesone og inn i den mekaniske separeringssone der en vesentlig del, fra 10 til 95% av den frie væske separeres mekanisk fra de frie fibre og sirkuleres tilbake til kokesonen i kretsløpet ved (1); (6) kontinuerlig å sette de nevnte partikler (treflisstykker) i bevegelse i suspensjonen i umiddelbar nærhet av nevnte innsnevrede avløpsåpninger for å sette partiklene i bevegelse i motstrøm til den fiber-transporterende væskestrøm som går inn i den innsnevrede av-løpsåpning for derved kontinuerlig å rense avløpsåpningen (e); og under de nevnte trinn (1) - (6) kontinuerlig å opprettholde et tilstrekkelig stort trykk på den umiddelbare periferi av nevnte partikler og fibre til å forhindre sprengning av disse ved frigivning av indre trykk. Omrøringen holdes så svak at fibrene ikke utsettes for mekanisk skade. De mekanisk separerte frie fibre og deri inneholdt væske holdes fortsatt under nevnte forutbestemte trykk og utsettes for fortsatt kjemisk kokning for å redusere lignininnholdet til under det gjennomsnittlige innhold i frie fibre som forlater kokesonen, hvoretter fibrene bråkjøles for å redusere den indre fibertemperatur til under 100°C for å tillate hurtig reduksjon av trykket til normalt atmosfærisk trykk.

I et typisk system innebærer prosesstrinnet (3) temperaturer mellom .100 og 200°C, og overtrykk mellom 1,41 og 17,6 kg/cm . Ved kraftprosessen bør alkalikonsentrasjonene ligge på fra 5 til 25% av tørrfibervekten på basis av 100% natriumhydroksyd konsentrasjon, og på 10 til 50% sulfiditet i selve kokeren. Ved andre prosesser kan trykk og temperaturer hensiktsmessig holdes innenfor de her opptrukne grenser, men andre kjemikalier så som kombinert alkali-SO^ nyttes i relativt høye konsentrasjoner, eller bare alkali kan brukes i de her nevnte konsentrasjoner.

Kombinasjonen av temperatur, trykk og kjemisk konsentrasjon bør generelt sett være slik at det frembringes en reaksjonsgradient utenfra og innover på den individuelle flis og/eller partikkel. Dette vil i de fleste tilfelle innebære et reaksjonsforhold mellom de nevnte variable som effektivt overstiger satshastighetene for kokningen og oppsluttingen med minst 25%

på basis av kjemisk påvirkning og fortrinnsvis med minst flere hundre pro-sent, så at oppholdstiden for de frie fibre ialt i området for den maksimale kjemiske påvirkning reduseres til en brøkdel av den tid som ellers kommer i betraktning ved tidligere foreslåtte satsprosesser. I denne henseende innebærer oppfinnelsen kjemisk kokning eller oppslutting ved en slik styrke og

hastighet at svekkelsen av bindingen av de periferiske fibre vesentlig aksel-ereres og skjer meget hurtigere enn svekkelsen av bindingen av de innvendige fibre. Dette kan selvsagt vanskelig la seg illustrere rent tallmessig, selvom det lett vil forstås av fagfolk på området, ettersom det i det vesentlige representerer en "overdrivelse" av et kjemisk kokningsresultat som fagfolk på området har forsøkt å unngå i årevis og det henger sammen med tanken om å sirkulere overskytende væskemengder (fra det tidligere synspunkt) gjennom en innsnevret åpningssone i den hensikt å hindre uttrekking av ufrie fibre men trekke bort de frie fibre meget hurtig fra området for den maksimale kjemiske påvirkning. Disse "hindrede" eller tilbakeholdte ufrie fibre blir selvsagt resirkulert og i prosessen ifølge oppfinnelsen skjer denne resirkulering meget hurtig og skyldes den kjemiske påvirkning som er så stor at partiklene meget raskt vil felle et nytt periferisk belegg eller sjikt av frie fibre, og dette nylig felt periferiske belegg av frie fibre må så fjernes fra området for maksimal kjemisk påvirkning med samme hastighet som ble nyttet ved frigjøringen og fjernelsen av det første periferiske sjikt av fibre på enhver gitt flis eller partikkel som er matet inn i systemet.

Oppfinnelsen omfatter også et apparat-system i form av en kombinasjon av midler, som tidligere er beskrevet i detaljer, men som er omtalt generelt som et kontinuerlig kokning-kjemisk oppsluttings-system, som omfatter (1) midler for kontinuerlig å sirkulere en oppsluttingsvæskestrøm ved overtrykk og koketemperatur gjennom et kretsløp bestående hovedsakelig av en kokesone som over en tømmesone fortsettes av en mekanisk separeringssone og deretter tilbake til nevnte kokesone; (2) midler for kontinuerlig å innføre i kokeren kokevæske og lignincellulose-fiberpartikler for kontinuerlig å opprettholde en tyntflytende suspensjon i nevnte koker med et forhold mellom tørrstoffer og væske på fra 1:100 til 1:8; (3) midler for kontinuerlig å holde i kokesonen et forhold mellom konsentrasjon, temperatur og trykk for den kjemiske kokning og oppslutting som er tilstrekkelig til å bevirke kjemisk oppslutting med følgende svekkelse av bindingene av de periferiske fibre til nevnte partikler ved en betydelig større styrke enn for innvendige fibre i slike partikler; (4) midler for kontinuerlig å sette suspensjonen i svak omrøringsbevegelse som er tilstrekkelig til kontinuerlig å løsgjøre fra slike partikler individuelle periferiske fibre hvis bindinger er svekket på denne måte og derved avdekke nye periferiske fibre, som derved utsettes for den samme behandling (3); (5) midler dannende innsnevrede avløpsåpning-er i tømmesonen hvis størrelse i det vesentlige svarer til den frie fiberstør-relse, hvilke avløpsåpninger dannes mellom relativt bevegelige flater for å dele væskestrømmen i en første og en andre væskestrøm; (6) midler for kon tinuerlig å sirkulere den første væskestrøm transporterende frie fibre (4) gjennom nevnte innsnevrede avløpsåpninger og inn i den mekaniske separeringssone hvor en vesentlig del, mellom 10 og 95%, av den tilstedeværende frie væske separeres mekanisk fra de frie fibre og sirkuleres tilbake til kokeren under hovedsakelig adiabatiske forhold; (7) midler for kontinuerlig sirkulering av partikler som ennå ikke er redusert til frie fibre bort fra nevnte innsnevrede avløp i den andre væskestrøm, og derunder kontinuerlig rense avløpsåpningene, og direkte tilbake inn i kretsløpet (1) også under hovedsakelig adiabatiske forhold; og (8) midler som er virksomt forbundet med tidligere nevnte midler (l)-(7) for kontinuerlig å opprettholde et trykk-temperaturforhold ved den umiddelbare periferi av nevnte partikler og fibre i de forannevnte midler (l)-(8) slik at det minimale trykk til enhver tid og på ethvert sted i systemet ligger over mettingstrykket hos væsken i partiklene og i fibrene, for derved å forhindre mekanisk sprengning av fibrene ved frigivning av indre trykk.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig kokning fortrinnsvis ved alkalisk oppslutting av celluloseholdige fiber stoffer, karakterisert ved kombinasjonen av følgende trekk: a) kontinuerlig sirkulering av en oppsluttingsvæskestrøm ved et forutbestemt trykk og koketemperåtur gjennom et kretsløp bestående i det vesentlige av en kokesone som over en tømmesone mater inn i en mekanisk separeringssone og deretter tilbake til kokesonen; b) som i og for seg kjent innføring av vann og kokekjemikalier dannende en kokevæske, og lignincellulose-fiberpartikler i kokeren for kontinuerlig å holde en tyntflytende suspensjon med et forhold mellom tørrstoff og væske på mellom 1:100 og 1:8; c) kontinuerlig å opprettholde i kokesonen en kjemisk kokning og oppslutting hvor forholdet mellom konsentrasjon, trykk og temperatur er tilstrekkelig til å bevirke kontinuerlig kjemisk oppslutting med resulterende svekkelse av bindingene av de ytre fibre til partiklene ved vesentlig større styrke og hastighet enn for de indre fibre i slike partikler; d) kontinuerlig å utsette suspensjonen for svak omrø ring som er tilstrekkelig til hurtig å løsgjøre fra slike partikler individuelle ytre fibre hvis bindinger er blitt svekket, og derved avdekke nye fibre og utsette dem for forholdene i kokesonen, og derved redusere oppholdstiden av fibrene i kokevæsken til et minimum for å hindre at disse nedbrytes av kokevæsken; e) kontinuerlig å sette de nevnte partikler i bevegelse i suspensjonen i umiddelbar nærhet av innsnevrede avløpsåpninger i tø mmesonen, hvilke(n) avløpsåpning(er) har en "størrelse" som svarer til størrelsen av de frigjorte fibre, i motstrøm til den fiber-transporterende væskestrøm som går inn i disse åpninger, for kontinuerlig å rense åpningene; f) kontinuerlig sirkulering av den væskestrøm som transporterer nevnte frigjorte fibre gjennom de innsnevrede avlø psåpninger og inn i den mekaniske separeringssone, hvor en del - mellom 10 og 95% - av den frie væske separeres mekanisk fra de frigjorte fibre og resirkuleres til kokeren; g) under de forannevnte trinn (a-f) i prosessen kontinuerlig å opprettholde et tilstrekkelig stort trykk umiddelbart inntil overflaten av partiklene og fibrene for å forhindre mekanisk sprengning av disse ved avlastning av indre trykk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det opprettholdes et overtrykk mens oppsluttingsvæsken sirkulerer fra kokesonen, gjennom tø mmesonen til den mekaniske separeringssone og tilbake til kokesonen, og at det opprettholdes et forhold mellom trykk og temperatur umiddelbart inntil overflaten av fiberpartiklene i koke-, tø mme- og den mekaniske separeringssone som er slik at det til enhver tid og på ethvert sted i disse soner opprettholdes et minimumstrykk som ligger over væskens mettingstrykk.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 -2, karakterisert ved at den kontinuerlige oppslutting reduserer lignininnholdet i de individuelle ytre fibre til en verdi på mellom 15 og 20%.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 - 3, karakterisert ved at de partikler som ikke er redusert til frie fibre, kontinuerlig utsettes for sentrifugalkrefter i dispersjonen i det vesentlige radialt bort fra nevnte innsnevrede avløpsåpning(er) i tømmesonen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 -4, karakterisert ved at de mekanisk separerte frie fibre med deri tilbakeholdt oppsluttingsvæske etterat de har forlatt separerings sonen utsettes for kontinuerlig trykkpåvirkning og kjemisk kokning for å bringe lignininnholdet ned under det gjennomsnittlige innhold i de frie fibre som forlater kokesonen, og at de mekanisk separerte fibre med den deri tilbakeholdte oppsluttingsvæske deretter avkjøles raskt for senkning av den indre fibertemperatur under 100°C, slik at trykket raskt kan senkes til normalt atmosfæretrykk.

6. Anordning ved anlegg for kontinuerlig koking og kjemisk oppslutting av celluloseholdige fiberstoffer under anvendelse av fremgangsmåten ifølge kravene 1 eller 4, karakterisert ved at nevnte innsnevrede avlø psåp-ning (37) dannes mellom relativt roterende flater ved en avlø psåpning av kokebeholderen (11).

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at den ene av nevnte avlø psåpning-begrensende flater dannes av baksiden av en inne i beholderen (11) roterende propell-liknende skive (36), idet den annen (stasjo-nære) flate dannes av en ringformet ribbe e.l. (38) rundt kokebeholderens avløpsåpning (33), hvorved nevnte innsnevrede avløpsåpning får form av en ringformet spalte som munner ut i beholderen ved nevnte propell-liknende skives omkrets.