WO1997038156A1 - Kontinuierliche flüssigkeitsführung bei der kochung von zellstoff in einem kocher - Google Patents

Kontinuierliche flüssigkeitsführung bei der kochung von zellstoff in einem kocher Download PDF

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    • D21C7/00—Digesters
    • D21C7/06—Feeding devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for the continuous flow of liquid when boiling pulp in a cooker.
  • a modern pulping process requires several steps, including impregnation under certain process conditions, e.g. at low temperature, and cooking under other conditions, e.g. at a higher temperature and, if desired, one or more washing steps which are carried out using hot and / or cold washing liquid or washing filtrate.
  • the solvents used in the individual process steps must have certain properties, such as e.g. Type of solvent, whether aqueous or organic, concentrations of acids, alkali and salts, temperatures, etc.
  • pre-conditioned wood chips are preheated in a first chamber by means of circulating low-temperature black liquor and continuously passed on to a second chamber which is under high pressure and temperature.
  • the wood chips are brought to boiling temperature by circulating hot black liquor, after which they are transferred to the cooker together with white liquor.
  • US 4,693,785 relates to a quiver for continuous processing.
  • the lye used is supplied and discharged through a plurality of ring-shaped sieve systems.
  • No. 3,752,319 describes a sieve for separating liquid from a wood chip-liquid mixture. ben.
  • the object of the present invention is to utilize already existing structural conditions in a method of the type mentioned at the beginning and to carry out the cooking process as economically as possible with a minimal use of chemicals and fresh water to be added.
  • the liquid used in a certain process step can circulate between at least two containers or tanks and when the cooker is reached this circuit is switched into the circuit between the container or tank assigned to this specific process step becomes.
  • a pair of containers or tanks is assigned to each desired method step; e.g. the impregnation using an impregnating liquor (IL) an ILl and a 1L2 tank, the cooking using a cooking liquor (CL) a CLl and a CL2 tank.
  • the respective solvent used in the process step is then continuously circulated between the respective associated 1 and 2 (or 2 and 1 tank). In other words, this corresponds to an internal tank-to-tank circulation.
  • the solvent in a 1-tank is now required in a process step in a cellulose cooker (digester)
  • this cooker is simply switched into the cycle from the 1-tank to the 2-tank.
  • the solvent for the direct use in the process step is provided in the respective ler tank and the used solvent coming from the process step is collected in the two tank.
  • the used liquid is continuously removed from the container or tank arranged on the outflow side of the cooker, brought to the original properties by means of continuous chemical metering and subsequent continuous temperature adjustment by means of a heat exchanger and circulated returned the container or tank arranged on the inflow side to the cooker.
  • the need for new setting chemicals can be kept low, since only the amount of chemicals actually used has to be replaced.
  • Considerable amounts of energy can also be saved since only an amount of energy corresponding to the heat loss in the cooker has to be supplied.
  • the content of the cooker (wood chips) is independent of the properties of the filling (such as moisture, density, temperature) in the respective process step always under constant solvent conditions;
  • the energy content of the solvents is not generated by heating in a cooker and is stored in a tank after the process step, but the energy content of the solvents is generated internally (by tank-to-tank circulation) and becomes the cooker content away from the tank made available for its heating;

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Flüssigkeitsführung bei der Kochung von Zellstoff in einem Kocher, wobei die in einem bestimmten Verfahrensschritt verwendete Flüssigkeit zwischen mindestens zwei Behältern bzw. Tanks (IL1, IL2; CL1, CL2) zirkulieren kann und der Kocher bei Erreichen dieses bestimmten Verfahrensschrittes in den Kreislauf zwischen die diesem bestimmten Verfahrensschritt zugeordneten Behälter bzw. Tank geschaltet wird.

Description

KONTINUIERLICHE FLÜSSIGKEITSFUHRUNG BEI DER KOCHUNG VON ZELLSTOFF IN EINEM KOCHER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinu¬ ierlichen Flüssigkeitsführung bei der Kochung von Zellstoff in einem Kocher.
Bei einem modernen Zellstoff-Aufschlußverfahren sind mehrere Schritte erforderlich, so unter anderem eine Imprägnierung unter gewissen Verfahrensbedingungen, z.B. bei niedriger Temperatur, und eine Kochung unter anderen Bedingungen, z.B. bei höherer Temperatur, sowie gewünschtenfalls ein oder mehrere Wasch¬ schritte, welche unter Verwendung von heißer und/oder kalter Waschflüssigkeit bzw. Waschfiltrat erfolgen. Zur Zellstoffher- stellung müssen für das Herauslösen gewisser Komponenten die in den einzelnen Verfahrensschritten verwendeten Lösungsmittel be¬ stimmte Eigenschaften haben, wie z.B. Art des Lösungsmittels, ob wässerig oder organisch, Konzentrationen an Säuren, Alkali und Salzen, Temperaturen, etc.
Es ist aus Kostengründen und nicht zuletzt aus Gründen des Um¬ weltschutzes wünschenswert, den Chemikalieneinsatz und den Flüssigkeitsbedarf in den einzelnen Schritten so gering wie mög¬ lich zu halten und die verwendeten Lösungsmittel so weit wie möglich wiederzuverwenden.
Gemäß der WO 91/05103 werden vorkonditionierte Holzschnitzel in einer ersten Kammer mittels zirkulierender Schwarzlauge geringer Temperatur vorgewärmt und kontinuierlich in eine unter hohem Druck und Temperatur stehende zweite Kammer weitergeleitet. In der zweiten Kammer werden die Holzschnitzel durch zirkulierende heiße Schwarzlauge auf Kochtemperatur gebracht, wonach sie zu¬ sammen mit Weißlauge in den Kocher überführt werden.
Die US-4 693 785 betrifft einen Köcher zur kontinuierlichen Verfahrensführung. Zu- und Ableitung der verwendeten Laugen er¬ folgt durch eine Mehrzahl von ringförmigen Siebsystemen.
In der US-3 752 319 wird ein Sieb für die Trennung von Flüs¬ sigkeit von einer Holzschnitzel-Flüssigkeit-Mischung beschrie- ben .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Verfahren der eingangs genannten Art sowohl bereits vorhandene bauliche Gegebenheiten auszunutzen als auch bei einem minimalen Einsatz an neu zuzusetzenden Chemikalien und Frischwasser das Kochver¬ fahren so ökonomisch wie möglich durchzuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß die in einem bestimmten Verfahrensschritt verwendete Flüssigkeit zwi¬ schen mindestens zwei Behaltern bzw. Tanks zirkulieren kann und der Kocher bei Erreichen dieses bestimmten Verfahrensschrittes in den Kreislauf zwischen die diesem bestimmten Verfahrens¬ schritt zugeordneten Behalter bzw. Tank geschaltet wird. Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wird jedem gewünschten Verfahrensschritt ein Behalter- bzw. Tankpaar zugeordnet; z.B. der Imprägnierung unter Verwendung einer Impragnierlauge (IL) ein ILl- und ein 1L2- Tank, der Kochung unter Verwendung eine Kochlauge (CL) ein CLl- und ein CL2-Tank. Das in dem Verfah¬ rensschritt verwendete jeweilige Losungsmittel wird dann konti¬ nuierlich zwischen dem jeweilige zugehörigen 1er- und 2er- (bzw. 2er- und ler-Tank) zirkuliert. Dies entspricht mit anderen Wor¬ ten einer internen Tank-zu-Tank-Zirkulation. Wird nun beispiels¬ weise das in einem 1er Tank befindliche Losungsmittel in einem Verfahrensschritt in einem Zellstoffkocher (Digester) benotigt, wird dieser Kocher einfach in den Kreislauf vom 1er- zum 2er- Tank geschaltet. Dabei wird im jeweiligen ler-Tank das Lo¬ sungsmittel für die direkte Nutzung im Verfahrensschritt be¬ reitgestellt und im 2er-Tank wird das aus dem Verfahrensschritt kommende, gebrauchte Losungsmittel gesammelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung wird die gebrauchte Flüssigkeit aus dem zum Kocher ab- flußseitig angordneten Behalter bzw. Tank kontinuierlich abge¬ führt, mittels kontinuierlicher Chemikalien-Zudosierung und nachfolgender kontinuierlicher Temperatureinstellung mittels Wärmetauscher auf die ursprünglichen Eigenschaften gebracht und im Kreislauf in den zum Kocher zuflußseitig angordneten Behalter bzw. Tank zurückgeführt. Dadurch kann der Bedarf an neu zuzu- setzenden Chemikalien gering gehalten werden, da nur die tat¬ sächlich verbrauchte Menge an Chemikalien ersetzt werden muß. Auch können beträchtliche Mengen an Energie eingespart werden, da lediglich eine dem Wärmeverlust im Kocher entsprechende Energiemenge zuzuführen ist. Ist der entsprechende Verfahrens¬ schritt beendet, tritt die interne Tank-zu-Tank-Zirkulation wieder in Kraft.
Weiters wird bevorzugt, wenn abflußseitig ein Anteil der ge¬ brauchten Flüssigkeit kontinuierlich in eine Chemikalien-Auf¬ bereitungsanlage zur Rückgewinnung von Chemikalien abgezweigt wird, wobei die fehlende Volumsmenge im Behälter bzw. Tank durch Zusatz an Waschlösung ersetzt wird. Dadurch wird eine zu hohe Aufkonzentrierung von organischen und anorganischen Bestandtei¬ len im Kreislauf verhindert.
Durch die vorliegende Erfindung werden unter anderem die fol¬ genden Ziele erreicht:
- Der Inhalt des Kochers (Hackschnitzel ) steht unabhängig von den Eigenschaften der Füllung (wie z.B. Feuchte, Dichte, Tem¬ peratur) im jeweiligen Verfahrensschritt immer unter konstan¬ ten Lösungsmittelbedingungen;
- die Lösungsmittelbedingungen können einfach an neue Vorgaben angepaßt werden;
- der Energieinhalt der Lösungsmittel entsteht nicht durch Aufheizung in einem Kocher und wird nach dem Verfahrensschritt in einem Tank gespeichert, sondern der Energieinhalt der Lö¬ sungsmittel entsteht tankintern (durch Tank-zu-Tank-Zirku¬ lation) und wird vom Tank weg dem Kocherinhalt zu dessen Auf- heizung zur Verfügung gestellt;
- es werden keinerlei dem Kocher zugeordnete Zirkulationsein¬ richtungen benötigt;
- alle Verbrauchswerte sind kontinuierlich; - weniger Tankvolumen ist nötig;
- eine kürzere Aufschlußzeit wird benötigt;
- eine gleichmäßige Zellstoffqualität wird erreicht und kann leicht verändert werden; und
- eine sehr einfache und transparente Management-Steuerung für die Module der Tankfarm, Qualitätsoptimierung, Energie und Sequenz kann realisiert werden;
Die Erfindung wird durch die beiliegende Prozeßskizze für das Beispiel eines Kraft-ZellstoffaufSchlusses (Figur 1) näher er¬ läutert. In der Figur bedeuten:
Prozeßschritte diskontinuierlich: (durch eingekreiste Bezugs¬ zeichen gekennzeichnet)
A I - Füllung der Hackschnitzel in den Kocher (mittels Nieder¬ druckdampf) und eventuell gleichzeitige Füllung mit der Im¬ prägnierlauge aus dem ILl-Tank.
2 - Füllung der Imprägnierlauge aus dem ILl-Tank, bis der Ko¬ cher auf Imprägnierdruck ist.
3 - Durchverdrängung der Imprägnierlauge aus dem ILl-Tank über den Kocher in den IL2-Tank unter Beibehaltung des Imprägnier¬ drucks.
4 - Heißverdrängung von Imprägnierlauge mittels Kochlauge aus dem CLl-Tank über den Kocher in den IL2-Tank, bis der IL2-Tank die bei der Imprägnierlaugenfüllung aus dem IL-Kreislauf ent¬ nommende Menge wieder aufgefüllt hat.
5 - Fortsetzung der Heißverdrängung mittels Kochlauge aus dem CLl-Tank über Kocher in den CL2-Tank, bis die gewünschte Koch¬ temperatur und die gewünschte Kochzeit erreicht ist. 6 - Kaltverdrängung der Kochlauge mittels Waschfiltrat aus der Zellstoffwasche über den Kocher in den CL2-Tank, bis der Ko¬ cherinhalt auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt ist.
B 7 - Entleerung des Kocherinhalts durch Abpumpen und gleich¬ zeitiger Zugabe von Waschfiltrat zur Verdünnung des Zellstoffs auf die gewünschte Konsistenz.
Prozeßschritte kontinuierlich: (durch ein eingerahmtes "c" ge¬ kennzeichnet)
1) Flüssigkeitsführung zwischen den jeweiligen 2er-Tanks und dem dazugehörigen ler-Tank.
2) Flüssigkeitsführung zwischen den jeweiligen ler-Tanks und dem dazugehörigen 2er-Tank, bzw. nur teilweise kontinuierlich, unter Berücksichtigung darauf, daß der Lösungsmitteldurchsatz auch verfahrensschrittabhängig variiert bzw. unterbrochen wer¬ den kann.
3 ) Zufuhr von Hackschnitzel in einen über dem Kocher befind¬ lichen Silo.
4) Abfuhr von Zellstoff aus einem nach dem Kocher befind¬ lichen Blastank.
5) Zuführung von Lösungsmittelkonzentrat aus der Aufberei¬ tung, z.B. Kaustifizierung.
6) Abführung der Ablauge zur Aufbereitung, z.B. Eindampfan¬ läge.
7) Zufuhr von Mitteldruckdampf.
8) Zufuhr von Niederdruckdampf.
9) Abfuhr von Dampfkondensat. 10) Zufuhr von Warmwasser.
11) Abfuhr von Heißwasser.
12) Zufuhr von Flüssigkeit (z.B. Waschfiltrat aus der Zell¬ stoffwasche) in einen Tank (WF-Tank) von dem aus der Kocher¬ inhalt gewaschen und auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:
1. Verfahren zur kontinuierlichen Flüssigkeitsführung bei der Kochung von Zellstoff in einem Kocher, dadurch gekennzeich¬ net, daß die in einem bestimmten Verfahrensschritt verwendete Flüssigkeit zwischen mindestens zwei Behältern bzw. Tanks zir¬ kulieren kann und der Kocher bei Erreichen dieses bestimmten Verfahrensschrittes in den Kreislauf zwischen die diesem be¬ stimmten Verfahrensschritt zugeordneten Behälter bzw. Tank ge¬ schaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchte Flüssigkeit aus dem zum Kocher abflußseitig ange¬ ordneten Behälter bzw. Tank kontinuierlich abgeführt, mittels kontinuierlicher Chemikalien-Zudosierung und nachfolgender kon¬ tinuierlicher Temperatureinstellung mittels Wärmetauscher auf die ursprünglichen Eigenschaften gebracht und im Kreislauf in den zum Kocher zuflußseitig angordneten Behälter bzw. Tank zu¬ rückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß abflußseitig ein Anteil der gebrauchten Flüssigkeit konti¬ nuierlich in eine Chemikalien-Aufbereitungsanlage zur Rückge¬ winnung von Chemikalien abgezweigt wird, wobei die fehlende Vo¬ lumsmenge im Behälter bzw. Tank durch Zusatz an Waschlösung er¬ setzt wird.
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