DE1101936B

DE1101936B - Verfahren zum Trocknen von Zellstoff

Info

Publication number: DE1101936B
Application number: DEC18951A
Authority: DE
Inventors: Fred Crowther Aldred; John Ernest Grew; Bruce Arnold Townsend
Original assignee: Courtaulds PLC
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1958-05-19
Filing date: 1959-05-08
Publication date: 1961-03-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Trocknen von Zellstoff.

Bei der Herstellung chemischen Zellstoffs, wie er in der Viskoseindustrie verwendet wird, wird der Zellstoff in der Regel in Gestalt von Platten erhalten. Bei der Fertigung solcher Platten wird das nicht aus Cellulose bestehende Material durch chemische Verfahren, z. B. durch das Sulfit-, Sulfat- oder Natronverfahren, und hierauf der Überschuß dieser Aufschlußmittel entfernt. Nach weiteren Extraktionsund Reinigungsverfahren wird der wäßrige Zellstoffschlamm in Plattenform gebracht und die Platten in einer Trockenkammer getrocknet. Bei der Herstellung von Viskose werden diese Platten dann entweder vor oder nach der Umwandlung der Cellulose in Alkalicellulose zerrissen.

Ein Nachteil dieser Verfahrensfolge liegt in der Trocknungsstufe, bei der der Zellstoff in Plattform getrocknet wird. Das Trocknen von Zellstoffplatten ist ein verhältnismäßig lang dauerndes Verfahren, das sehr große Maschinen erfordert. Bei anderen Industrien, wie bei der Papierindustrie, bei der die Anwesenheit von nicht aus Cellulose bestehendem Material für das Erzeugnis nicht schädlich ist, wird der verwendete Zellstoff zum Teil auf mechanische Weise erzeugt und die chemische Reinigung weggelassen. Jedoch ist das darauf folgende Trocknungsverfahren in der Regel noch das verhältnismäßig langsame Trocknen der Platten.

Nach der Druckschrift »Paper Trade Journal« vom 18. März 1957, S. 28 bis 32, wird Zellstoff mit 40 bis 50% Wassergehalt durch heiße Luft bis zu 85 bis 95 % Trockensubstanz getrocknet, wobei der Stoff nicht heißer als 100° C wird, beim Austritt aus dem Trockner höchstens etwa 55° C besitzt und die Trocknungsdauer weniger als 1 Minute beträgt.

Nach der deutschen Auslegeschrift 1 037 834 wird Zellstoff mit 15 bis 75%, vorzugsweise 45 bis 50%, Wassergehalt in einem fluktuierenden Luftstrom in der Schwebe getrocknet. Nach dem Beispiel dieser Patentschrift hat die zugeführte Luft eine Geschwindigkeit von 36,6 cm/Sek. und eine Temperatur von 90° C, wodurch der Zellstoff nach 2 Minuten auf einen Wassergehalt von 11,7% und nach weiteren 2 Minuten auf einen Wassergehalt von 0,06% getrocknet wird. Ein weiteres Trocknen von Zellstoff mit warmer Luft ohne Angabe von Temperaturen beschreibt die französische Patentschrift 588 444, nach welcher der Stoff gleichzeitig durch Schlagarme mechanisch zerteilt wird. Nach der schweizerischen Patentschrift 302 923 sind außer warmer Luft noch rotierende Scheiben vorhanden, die zur Zerkleinerung der Zellstoffstücke beitragen sollen. Die schwedische Patentschrift 131 307 gibt für die Trocknung des Verfahren zum Trocknen von Zellstoff

Anmelder:
Courtaulds Limited, London

Vertreter: Dr. A. Marck, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Roseggerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
,- Großbritannien vom 19. Mai 1958

Fred Crowther Aldred, John Ernest Grew

und Bruce Arnold Townsend, London,

sind als Erfinder genannt worden

Zellstoffs in einem von Heizgasen von etwa 500° C umspülten Rohr Trockenlufttemperaturen von 100 bis 200° C an, wobei der Stoff mit der Trocknungsluft am oberen Ende des Rohres in die Heizgasströmung eintritt. Nach der deutschen Patentschrift 819 499 wird der Zellstoff in bereits weitgehendst entwässertem Zustand in Form loser Fasern im warmen Luftstrom getrocknet, wobei er in der Trockenzone durch eine rotierende Scheibe fein zerteilt wird.

Bei den bekannten Verfahren wurden also meistens Temperaturen der Trockenluft von etwa 90 bis 125° C angewendet, um den Zellstoff nicht zu verschlechtern oder zu zerstören. Es wurden aber auch bereits Temperaturen von 200° C für die Trockenluft vorgeschlagen, wobei dann die Luft in Wirbeln zugeführt wurde. Nach der schwedischen Patentschrift 131 307 erhitzt man die Trockenluft zunächst auf 100 bis 200° C und führt dieser dann Heizgase von etwa 500° C zu. Diese Heizgase mischen sich mit der Trockenluft von etwa 200° C und erhöhen ihre Temperatur durch Mischen nach und nach.

Die Trocknungsdauer des Zellstoffs beträgt bei den bekannten Verfahren eine oder mehrere Minuten. In der Druckschrift »Paper Trade Journal« vom 18. März 1957 ist angegeben, daß die Trocknungsdauer weniger als eine Minute beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknungsdauer auf eine möglichst kurze Zeit herab-

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zusetzen, nämlich auf einige Sekunden. Dies wird die Turbulenz bewirkt wird, geschieht durch den

nach der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem Heißluftstrom. Das aus der Maschine austretende

Verfahren zum Trocknen von Zellstoff, der einen Produkt ist daher eine Mischung von Luft mit wenig

Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 55, besonders. 40, Zellstoff,, z. B. von etwa 25 g auf 1000 ecm. Der ZeIl-

bis 60% besitzt, mit heißer, stark durchwirbelter 5 stoff kann von der Luft durch einen Fliehkraftschei-

Luft, die Luft mit einer Temperatur von 300· bis der getrennt werden, von dem aus er, z. B. auf 330 bis

550° C, vorzugsweise unterhalb 515° C zugeführt und 1000 g auf 1000 ecm, verdichtet wird. Zu diesem

nach der Durchwirbelung mit dem Stoff mit einer Zweck kann z. B. eine Ballenpresse verwendet werden.

Temperatur von 90 bis 120° C abgeführt wird. Die nach der Trennung von dem Zellstoff abgezo-

Bei dem neuen Verfahren wird also von Anfang an io gene Luft kann wieder zurückgeführt werden, um

eine hohe Temperatur über 300° C zu dem feuchten eine hohe thermische Wirksamkeit des Vorgangs zu

Zellstoff zugeführt. Durch diese gegenüber den be- sichern, oder die freie und gebundene Wärme kann aus

kannten Verfahren sehr hohe Temperatur tritt die der Luft durch die üblichen Wärmeaustauschvorrich-

Verdampfung der Feuchtigkeit in dem Zellstoff tungen zurückgewonnen werden,

schlagartig ein und ist in so kurzer Zeit beendet, daß 15 Die bevorzugte Vorrichtung zum Erzeugen hoch-

nur wenige Sekunden, und zwar in der Regel 1 gradiger Turbulenz unter der das Verfahren nach der

bis 1,5 Sekunden notwendig sind, um den Zellstoff Erfindung ausgeführt wird, enthält gegeneinander-

soweit zu trocknen, wie er in der Praxis verlangt rotierende Glieder, die bei ihrer Drehung ineinander-

wird. Es ist ersichtlich, daß bei den sehr großen Men- greifen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel

gen von Zellstoff, die in der Technik verarbeitet wer- 20 der Maschine nach der Erfindung in senkrechtem

den müssen, ein großer technischer Fortschritt da- Schnitt dargestellt.

durch erreicht wird, daß die Trocknungsdauer nur Eine Welle 1 trägt einen Rotor 2 und einen Flieh-

etwa den fünfzigsten Teil gegenüber den bekannten kraftscheider 3. Dieser hat radiale Flügel 4. Der

Verfahren beträgt. Gleichzeitig entsteht bei dem Rotor 2 trägt an. seiner Oberfläche in konzentrischen

neuen Verfahren der Vorteil, daß die feuchten Zeil- 25 Kreisen angebrachte Zähne 5. Eine weitere Reihe

stoffteile durch den plötzlich entwickelten starken Zähne 6 ragt aus dem Gehäuse 7 der Maschine in kon-

Dampfdruck auseinander gesprengt werden und hier- zentrischen Kreisen hervor, die zwischen den Kreisen

durch der getrocknete Zellstoff in feinverteiltem Zu- der Zähne 5 angeordnet sind,

stand erhalten wird. Ein Lufteinlaß 8 trifft auf einen Einlaß 9 für den

Die Erfindung ist besonders zum Trocknen von 30 Zellstoff, bevor er durch die Einlaßöffnung 10 in das Zellstoff mit einem Flüssigkeitsgehalt von 40 bis 60 %, Innere der Trockenmaschine eintritt. Die Verbindung besonders 45 bis 50%, zweckmäßig, wobei die Flüs- zwischen der Rotorkammer 11 und der Flügelkammer sigkeit in der Regel von einem vorhergehenden 12 geschieht durch eine öffnung 13, Der Austritt aus Waschverfahren übrigbleibendes Wasser ist. Der Zeil- der Flügelkammer geschieht über eine Austrittsstoff wird durch mechanische Vorrichtungen, z. B. 35 öffnung 14.

eine Schraubenpresse, eine Schlammpresse oder eine Im Betrieb wird die Luft bei 300 bis 550° C über Zentrifuge, vorentwässert. Vor dem Trocknen soll der das Rohr S eingeführt, durch welches sie von der Zellstoff aus groben Stücken bestehen, z. B. mit Flügelscheibe 3 eingezogen wird. Die Luft trifft auf Durchmesser von ungefähr 2,5 bis 5 cm. Das Zerklei- den durch den Durchgang 9 eingeführten Zellstoff und nern kann, wenn der Zellstoff nicht bereits in dieser 40 trägt ihn durch die Einlaßöffnung 1-0 in die Rotor-Gestalt ist, durch einen Schraubenförderer erreicht kammer 11. Der Zellstoff und die Luft laufen gegen werden. Die obere Grenze der Größe der Stücke ist die radialen Wände der Kammer und werden dann, innerhalb praktischer Grenzen durch die Größe der nachdem sie rund um die Kanten des Rotors 2 gelau-Einlaßöffnung der Maschine, in welcher die Turbu- fen sind, zwischen die Zähne S und -6 gezogen. Da der lenz erzeugt wird, bestimmt. 45 Rotor mit ungefähr 900 Drehungen in der Minute

Die Temperatur der Luft wenn sie am Anfang in oder sogar schneller läuft, wird eine starke Turbulenz

Berührung mit dem Zellstoff gebracht wird, soll inner- zwischen den Zähnen erzeugt. Gleichzeitig werden die

halb von 300 bis 550° C, vorzugsweise unter 515° C, Teile des Zellstoffs durch die Zähne zu einer bedeu-

liegen. Ein besonders zweckmäßiger Temperaturabfall tend geringeren Teilchengröße gebrochen,

für Holzzellstoff ist von etwa 500° C bis auf etwa 50 Als Ergebnis wird eine innige Mischung des ZeIl-

120° C. Die Luft kann durch Heizvorrichtungen, Stoffs und der Luft erhalten, und es findet eine schnelle

durch Verbrennen von Öl, Kohle oder Koks oder auf Verdampfung der Flüssigkeit statt. Da der hohe Grad

irgendeine andere Weise erhitzt werden. der Turbulenz eine schnelle Abkühlung der Luft er-

Um ein Verkohlen des Zellstoffs während der Be- zeugt, werden die Zellstoffteilchen in trockenem Zu-

handlung zu vermeiden, ist ein hoher Grad der Tür- 55 stand durch Berührung mit der sehr heißen Luft nicht

bulenz des Zellstoffs und der Luft wünschenswert, so verkohlt. Die Luft trägt den Zellstoff durch die Öff-

daß die Luft von ihrer Anfangstemperatur auf die mung 13 und ~ die Flügelkammer t2 und läuft hierauf

niedrigere Temperatur in sehr kurzer Zeit, z. B. in durch den Ausgang 14 bei einer Temperatur von 90

weniger als 5 Sekunden oder sogar einem Teil von bis 120° C aus der Maschine heraus.

Sekunden, gebracht wird. 60 Bei Benutzung der eben beschriebenen Maschine

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfm- konnten folgende fünf Reihen von Ergebnissen nach dung wird der Zellstoff in an sich bekannter Weise den folgenden Beispielen beobachtet werden. Die Anwährend der Berührung mit heißer Luft durch mecha- gaben über den Feuchtigkeitsgehalt sind in allen Fälnische Vorrichtungen in kleinere Teilchen gebrochen. len Prozentgehalte, bezogen auf das Gewicht des Auf diese Weise wird nicht nur das Verpuffen, das 65 feuchten Zellstoffs. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde von der schnellen Verdampfung der Flüssigkeit her- vor dem Trocknen durch Benutzung einer Schlammrührt, und die gleichzeitige Verminderung der Teil- presse herabgesetzt. Der Luftstrom ist als Volumen chengröße als auch die schnelle Abkühlung beim pro Minute, berechnet bei .20° C, angegeben. Die Zeil-Brechen angeregt. Stoffströmung ist auf völlig trockenen Zellstoff be-

Das Fördern des Zellstoffs in der Maschine, in der 70 zogen.

1

Beispiel

3 i 4

Feuchtigkeitsgehalt in Prozent des zur Betriebsanlage zugeführten Zellstoffs

Feuchtigkeitsgehalt in Prozent des Zellstoffs nach dem Pressen

Temperatur der Luft beim Trocknereinlaß in ⁰C Temperatur der Luft beim Trocknerauslaß in ⁰C

Luftströmung durch den Trockner in 1000 ecm pro Minute

Strömung des Zellstoffs durch den Trockner in Kilogramm pro Stunde

Annähernde Zeit des Verbleibens der Luft in dem Trockner in Sekunden

Feuchtigkeitsgehalt des Zellstoffs nach dem Trocknen in Prozent

Wärmeverbrauch pro Kilogramm verdampften Wassers in Kilogrammkalorien

Claims

Patentansprüche: 75 625

1. Verfahren zum Trocknen von Zellstoff, der einen Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 75, besonders von 40 bis 60% besitzt, mit heißer, stark durchwirbelter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit einer Temperatur von 300 bis 550, vorzugsweise unterhalb 515° C zugeführt und nach der Durchwirbelung mit dem Stoff mit einer Temperatur von 90 bis 120° C abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Luft am Anfang ungefähr 500° C und am Ende ungefähr 120° C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff während des Trocknens in bekannter Weise einer mechanischen 95

51,5
314,5
109

102 200

675

7,4
920

94,5

51,0
480
100

106 680

935

6,8
920

93

58,0 376 106

97 440

635

7,2 912

45 498 102

98 000

1360

929

Behandlung zur Herabsetzung der Teilchengröße unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelung durch Führen der Luft und des Zellstoffs zwischen in entgegengesetzter Richtung ineinandergreifenden rotierenden Gliedern erzeugt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 819 499;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 037 834;

schweizerische Patentschrift Nr. 302 923;

französische Patentschrift Nr. 588 444;

schwedische Patentschrift Nr. 131 307 und deren Referat im Chemischen Zentralblatt, Jg. 1952, S. 5184;

Paper Trade Journal, Heft Nr. 11 vom 18. 3. 1957, S. 28 bis 32.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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