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Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Viskose Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Viskose in einer in
Laufrichtung des Behandlungsgutes leicht geneigten, länglichen, praktisch luftdichten
Kammer, in der die Alkalicellulose auf einem endlosen Förderband mit Schwefelkohlenstoff
behandelt und mehrmals durch freien Fall umgeschichtet wird und aus der das gewonneneCellulosexanthogenat
nach einerBehandlung mit Natronlauge ausgetragen wird.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die Alkalicellulose
mittels Zuteilvorrichtungen zuget führt, mittels entsprechender Fördervorrichtungen
durch die Sulfidierzane geführt, das erhaltene Cellulosexanthogenat mit Natronlauge
behandelt und die Viskose alsbald mittels Abführvorrichtungen weitergeleitet. Zum
Transport durch die Sulfid'ierzone ist es ferner bekannt, endlose Förderbänder vorzusehen.
Diese endlosen Förderbänder können dabei mehrfach übereinander angeordnet sein,
so daß die Alkalicellulose im freien Fall von einem oberen Band auf ein unteres,
jeweils in entgegengesetzter Richtung laufendes Band abfällt. Diese bekannten Vorrichtungen
sind jedoch in ihrer Konstruktion kompliziert und aufwendig. Auch ermöglichen diese
bekannten Bandführungen keine Reinigung und Bespülung der übereinanderliegenden
Förderbänder, da die Spülflüssigkeit oder Rückstände auf das darunterliegende Band
fallen würden.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zur fortlaufenden
Herstellung von Viskose in einer Kammer mit einem besonders vorteilhaft geführten
Förderband zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß das obere, die Alkalicellulose'tragende Trum des endlosen
Förderbandes schräg gestaffelt geführt ist und unterhalb des unteren, vom Cellulosexanthogenat
freien Trumes des endlosen Bandes auf dieses gerichtete Spritzdüsen für Natronlauge
oder Natronlauge und Wasser angeordnet sind.
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Um eine gute Haftung des Behandlungsgutes auf den ansteigenden Bandabschnitten
zu sichern, ist es vorteilhaft, die Oberseite des endlosen Förderbandes aufzurauhen.
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Eine derart ausgebildete Bandführung durch die Sulfidierzone ermöglicht
bei geringstem Raumbedarf die Anwendung von mehreren Fallstrecken zur Steigerung
des Umschichtens und Durchmischens des Behandlungsgutes sowie eine bisher nicht
bekannte Reinigung des Förderbandes, um eventuell noch nach dem Austragen des Cellulosexanthogenates
anhaftende Teilchen restlos zu entfernen und um dadurch eine Verbesserung des zu
gewinnenden Produktes zu erreichen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß
der Erfindung im Längsschnitt. Nach diesem Ausführungsbeispiel ist eine längliche
Kammer 10 vorgesehen, die von ihrem Einfüllende 12 zum Austragsende 14 leicht geneigt
ist. Eine Ummantelung 16 dieser Kammer hat durch ein Rohr 18 Anschluß an eine Leitung
zur Zuführung eines Kühlmittels, z. B. Wasser oder Sole. Eine ebenfalls mit einem
Ventil versehene Abflußleitung 20 dient zur Abführung der Kühlflüssigkeit zu einem
Wärmeaustauscher. Innerhalb der Kammer 10 erstreckt sich eine Fördereinrichtung.
Sie weist am Einfüllende der Kammer 10 zwei senkrecht im Abstand übereinanderliegende
Trommeln 22 sowie zwei horizontal und vertikal voneinander abgerückte Trommeln 24,
26 nächst dem Austragsende des Behälters auf. Ferner ist eine Mehrzahl von oberen
Trommeln 28 und von in Zwischenlage liegenden Trommeln 30 vorgesehen, wobei letztere
zu den Trommeln 28 in schräger Staffelung angeordnet sind. Ein endloses Förderband
32 läuft um die Trommeln 22 und erstreckt sich sodann von der oberen Trommel 22
über die erste Trommel 28, sodann über eine untere Trommel 30, hierauf
zur nächstfolgenden Trommel 28 usf. in einer Zickzackbahn, wie in der Zeichnung
dargestellt. Von der letzten unteren Trommel 30 läuft das Band über die Endtrommel
26 hinunter zur Trommel 24, von der es bis zur unteren Trommel 22
zurückläuft. Zum mindesten sind die Endtrommeln 22, 24 und 26 angetrieben,
um einen Umlauf des Förderbandes im Uhrzeigersinn zu
bewirken. Auch
einige der Trommeln 28 und 30 sind mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die
Endtrommeln angetrieben, während die anderen Trommeln, leer mitlaufen. Das endlose
Förderband besteht aus einem Material, das dem Angriff der Alkalicellulose, des
Schwefelkohlenstoffes und des Natriumhydroxydes widersteht. Es kann aus rostfreiem
Stahl oder einem geeigneten Plastikstoff wie Polytetrafluoräthylen, Polymonochlortrifluoräthylen
oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Das Band kann auch aus einem andersartigen
Stoff bestehen, der mit einem chemisch widerstandsfähigen Belag bekleidet ist. Statt
durch Trommeln angetrieben zu werden, wie dargestellt, kann das Band auch von Förderketten
mitgenommen werden, die über Kettenräder laufen. Es ist natürlich zu beachten, daß
der Anstiegwinkel der Bandabschnitte von den unteren Trommeln 30 zu den folgenden
oberen Trommeln 28 nicht größer ist, als es die Reibungswerte zwischen Alkalicellulose
undSchwefelkohlenstoff bzw. zwischen der Alkalicellulose-Schwefelkohlenstoff-Mischung
und dem Förderband zur Vermeidung des Abrutschens des Fördergutes zulassen. Hierzu
kann die Oberseite des Bandes 32 auch aufgerauht sein.
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Zum Zuteilen der Alkalicellulose am Zuführende 12 auf das endlose
Band 32 ist ein Trichter 40 mit einem oberen rotierenden Zellenrad 42 und einem
unteren Zellenrad 44, die synchron angetrieben sind, vorgesehen. Das untere Zellenrad
44 arbeitet mit kleinerer Zuteilmenge als das obere. Während das obere Zellenrad
mit einer Zuleitung für gealterte Alkahcellulose verbunden ist, führt das untere
Zellenrad 44 zur Kammer 10. Entlang der oberen Kante des Trichters 40 ist
ein ringförmiges Abteil 46 vorgesehen, dessen gelochter Boden 48 die Verbindung
zwischen dem Trichter 40 und dem Abteil 46 herstellt. Letzteres ist
durch ein Rohr 50 mit einer Vakuumpumpe verbunden.
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Das vom Zellenrad 44 her abfallende Gut gelangt auf eine geneigte
Rutsche 52, die an einem Arm 54 angelenkt ist und durch einen Antriebsmechanismus
dauernd um diese Anlenkstelle schwingt, so daß das untere Ende der Rutsche über
das endlose Förderband 32 hin- und herschwenkt, und zwar mit einer Schwenkweite,
die um etwas geringer ist als dieBandbreite. In. Richtung nach der Rutsche 52 ist
eine Leiste 58 angeordnet, die sich quer über das Band erstreckt und die von der
Rutsche auf das Band abgelagerte Schicht Alkalicellulose gleichmäßig verteilt. Selbstverständlich
kann hierfür auch jedes andere geeignete Mittel verwendet werden.
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An das Alkalicellulose-Zuteilsystem schließt sich eine Schwefelkohlenstoff-Einspritzvorrichtung
an. Diese enthält einen Verteiler 60 mit einer Mehrzahl von Spritzöffnungen 64.
Der Verteiler ist in geringer Höhe über der vom endlosen Band 32 geführten Alkalicelluloseschicht
angeordnet. Diese Entfernung ist vorzugsweise nicht größer als 7 bis 8 cm. Der Verteiler
60 ist durch ein die Oberwand der Kammer 10 durchdringendes Rohr mit dem Auslaß
einer Zuteilpumpe 66 für Schwefelkohlenstoff verbunden. Die Zuteilpumpe
66 und das untere Zellenrad 44 sind synchron in einem solchen Verhältnis
angetrieben, wie es der gewwünschten Konzentration des Schwefelkohlenstoffes in
bezug auf die Alkalicellulose entspricht.
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Das Austragsende der Kammer 10 weist geneigte Wände 70 und 72 auf,
die einen Trichter 73 bilden, der zu einem Zerreiber 74 führt. Dieser kann eine
übliche Naß-Ausmahlmühle sein. Mit dem Zerreiber 74 ist eine Zuteilpumpe 78 für
Schwefelkohlenstoff verbunden. Vorzugsweise ist der Anschluß der Zuteilpumpe 78
am Einlaßende des Zerreibers gelegen. Die Pumpe 78 wird synchron zur Zuteilung der
Alkalicellulose angetrieben; sie wird aber nur dann benutzt, wenn eine geringe Haltbarkeit
des Cellulosexanthogenates gewünscht wird, was bei gewissen Verfahren zur Herstellung
von Kunstseidefäden großer Festigkeit der Fall ist. Der Auslaß des Zerreibers. 74
ist mit einem Lösungsbehälter 80 verbunden, in welchem eine Welle mit mehreren angetriebenen
Rührflügeln 82 vorgesehen ist. Der Auslaß des. Lösungsbehälters 80 ist durch eine
Leitung 84 mit den folgenden üblichen Einrichtungen zur Herstellung von Viskose,
wie Filter, Reifungsbehälter, Entlüftungsbehälter usw., verbunden. In der Leitung
84 ist ein Regelventil 86
angeordnet, das eine festgelegte Füllhöhe
im Trichter 73 aufrechterhält. Beim Fehlen eines solchen Regelventils könnte die
saugende Wirkung des Zerreibers 74 eine Entleerung des Trichters 73 zur Folge haben.
Es kann aber andererseits auch eineZuteilpumpe oder -vorrichtung 75 (gestrichelt
angedeutet) zwischen Trichter 73 und Zerreiber 74 vorgesehen sein.
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Um eine im wesentlichen vollständige Entfernung der Alkalicellulose
bzw. des Xanthogenates vom endlosen Band 32 zu erreichen, ist entlang des Rücklaufes
des Bandes eine Spülanordnung vorgesehen, die ein Paar von Verteilern
90, 91 mit je einer Anzahl von Spritzöffnungen 92 umfaßt, die gegen die Unterfläche
des Bandes 32 entlang der ganzen Breite gerichtet sind. Der Verteiler 90 ist durch
eine Zuteilpumpe 94 mit einem Vorrat von Natronlauge und der Verteiler 91 durch
eine Zuteilpumpe 95 mit einem Behälter für Wasser oder Natronlauge verbunden. Die
Pumpen 94 und 95 werden synchron zur Alkalicellulosezufuhr angetrieben. An Stellen
vor, zwischen und nach den Spritzöffnungen 92 sind angetriebene Bürsten 99 vorgesehen,
die gegen das Band 32 wirken und das anhängendeCellulosexanthogenat entfernen, das
dann sofort aus den Bürsten 99 ausgekämmt und in den Trichter 73 befördert wird.
Auf die Spritzöffnungen 92 folgt eine nachgiebige Quetsch- und Streichleiste 100
zur Entfernung der Lösung, die vom Band 32 rückgeführt worden ist. Ferner kann,
bei Bedarf eine kleine abgemessene Menge Schwefelkohlenstoff mitteils einer von
der Zuteilpumpe 104 bedienten Spritzeinrichtung 102, die auf die Streichleiste 100
folgt, gegen das Band 32 gespritzt werden. Zur Erleichterung der Inbetriebsetzung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kammer 10 durch eine mit Ventil 98 versehene
Leitung 96 mit einem Absaugsystem verbunden.
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Der Arbeitsgang der Vorrichtung ist folgender: Zunächst wird das Innere
der Kammer 10 durch Öffnen desVentils 98 zur Druckverminderung und durch
Einspritzen von Schwefelkohlenstoff durch den Verteiler 60 gesättigt. Dies
wird so lange fortgesetzt, bis die ganze Luft entfernt und durch Schwefelkohlenstoff
ersetzt ist. Während des Arbeitens der Apparatur soll bei Sättigung des Kammerinnern
mit Schwefelkohlenstoffdampf die Temperatur im Innern 30° C nicht übersteigen. Nun
werden die Zellenräder 42 und 44 für die Zuführung der Alkalicellulose angelassen,
ebenso der Antrieb für die geneigte Rutsche 52 und die Zuteilpumpe 66. Die Alkalicellulose
ist beim Passieren des Trichters 40 einem Unterdruck ausgesetzt,
der
den Hauptteil der mitgeführten Gase entfernt und den Druck herabsetzt. Außerdem
gelangt auch etwas SchwefelkohlenstofEdampf in den Trichter 40, wo er etwaige Spuren
von Gasen, die in der Alkalicellulose vorhanden sein könnten, verdrängt. Sein überschuß
wird durch das Vakuum abgezogen. Dieser Schwefelkohlenstoff kann leicht wieder gewonnen
werden, wenn die Dämpfe durch ein absorbierendes, Medium oder in eine geeignete
Auffangvorrichtung bzw. einen Kondensator geleitet werden. Die entgaste Alkalicellulose
wird als gleichmäßige Schicht auf dem vorrückenden endlosen Band 32 durch die schwingende
Rutsche 52 und die Leiste 58 ausgebreitet. Während des horizontalen Laufes ist die
Alkalicelluloseschicht dauernd der Besprühung von abgemessenen Mengen Schwefelkohlenstoff
durch die Spritzöffnungen 64 ausgesetzt, um dadurch eine im wesentlichen gleichmäßige
Verteilung des Schwefelkohlenstoffes auf der Alkalicelluloseschicht zu erzielen.
Nach der Hinzufügung des Schwefelkohlenstoffes erfolgt das Umwälzen der Alkalicellulose
auf dem weiteren Wege des endlosen Bandes 32, wobei eine immer gleichmäßiger werdende
Verteilung des Schwefelkohlenstoffes. in der ganzen Alkalicellulosemasse erzielt
wird. Bei jedem überschreiten einer oberen Rolle 28 fällt die Alkalicellulo.se auf
ein anderes Bandstück, das jeweils von einer unteren Rolle 30 zur nächsten oberen
Rolle 28 ansteigt. Dadurch wird ein Umwälzen und ein Neuverteilen des Schwefelkohlenstoffes
in der Alkalicellulose erreicht. Am Austragsend'e des Bandes 32, also nach Passieren
der Trommel 26, fällt das nun durch die Umsetzung von Schwefelkohlenstoff
und Alkalicellulose entstandene Cellulosexanthogenat in einen Sumpf aus Natriumhydroxydlösung
und vorher abgefallenem Cellulosexanthogenat.
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Abgemessene Mengen von Natronlauge oder einer solchen aus Natronlauge
und Wasser werden durch die Pumpen 94, 95 den Verteilern 90, 91 zugeleitet und gegen
die Unterfläche des Bandes 32 durch die Spritzöffnungen 92 gespritzt, um das Band
abzuspülen. Die Gesamtmenge der Lösung und die Konzentration des Natriumhydroxydes
sind vorzugsweise so zu wählen, daß die Mischung mit der zugehörigen Menge Cellulosexanthogenat
eine Viskose von der gewünschten Zusammensetzung ergibt. Durch die Pumpen 94 und
95 könnten Lösungen des Natriumhydroxydes von gleicher Konzentration geliefert werden;
die Pumpe 94 liefert eine Natriumhydroxydlösung von mercerisierender Kraft, z. B.
von etwa 18d/oiger Konzentration, so daß irgendwelche durch das Band 32 zum Zuteilende
mitgeführte Lösung keinen schädlichen Einfluß auf die Alkalicellulose haben kann;
denn es herrscht diesbezüglich ein Gleichgewichtszustand. In diesem Fall kann die
durch die Pumpe 95 zugeführte Flüssigkeit Wasser oder eine sehr schwache Natriumhydroxydlösung
sein. So z. B. kann, wenn eine Aggregatkonzentration von etwa 411/o Natriumhydroxyd'lösung
gewünscht wird, die Pumpe 94 eine 18d/oige Natriumhydroxydlösung und die Pumpe 95
Wasser im Verhältnis von etwa 11: 39 liefern. Die durch Pumpen 94 und 95 zugeführten
Lösungen spülen das Band 32 und fließen entlang dem Kammerboden in den Trichter
73. Ein dauernd angetriebener Rührer 77 ist im Trichtersumpf angeordnet, um das
Cellulosexanthogenat gleichmäßig in der Flüssigkeit zu verteilen.
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Das durch die Natronlauge mitgeführte Cellulosexanthogenat wird in
der Naßmühle 74 zerrieben und in, den Lösungsbehälter 80 geführt, wo es in der Natriumhydroxydlösung
zu Viskose gelöst und von wo es durch die Leitung 84 der weiteren Behandlung bzw.
Verwendung zugeführt wird.
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Die Gesamtmenge des in die Kammer eingeführten Schwefelkohlenstoffes
beträgt zwischen 31 und 4111/o des Alphacellulosegehaltes der in die Kammer gelieferten
Alkalicellulose, vorzugsweise 37 %. Es kann die Gesamtmenge des Schwefelkohlenstoffes
durch den Verteiler 60 und die Einspritzdüsen 64 eingespritzt werden; oder es wird
ein Teil davon, vorzugsweise nicht über 2511/o der Gesamtmenge, durch die Zuteilpumpen
78 und 104 in den Sumpf von Natronlauge und Cellulosexanthogenat eingeführt. Die
Höhe derAlkalicelluloseschicht auf dem endlosen Band 32 soll 7 bis 8 cm nicht übersteigen
und wird zweckmäßig auf weniger als 21/s cm gehalten.