DE2650735C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung homogener Pulpe - Google Patents

Description

zwar nicht den hohen Energieverlust wie das Sieben zur Folge. Weil aber die weiter zerkleinerten Splitter und Knoten nicht gekocht worden waren, können sie auch nicht gebleicht werden und verursachen geiärbte Flecke im Papier, das aus dieser Pulpe gefertigt wurde. Solches Papier ist selbstverständlich von minderer Qualität. Auch ist es unter bestimmten Umständen möglich, daß Fremdkörper den Zerkleinerern Schaden zufügen und ihre Stillsetzung erzwingen oder daß die Fremdkörper nachteilige Einwirkungen auf das endgültig erzeugte Papier haben.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen zur Hersteilung von Pulpe zu vermeiden und ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, wodurch bei niedrigen Anlage- und Betriebskosten die Herstellung homogener Pulpe möglich ist

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren bzw. durch die in Anspruch 5 angegebene Vorrichtung. Weitere, im Hinblick auf die gestellte Aufgabe vorteilhafte Maßnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Aufgrund der Erfindung wird die in der Pulpe ohnehin zur Verfügung stehende Energie, wenn diese in die Abgabeleitung aus dem Kocher gelangt, dazu herangezogen, die Trennung von Knoten und dergleichen von der aufgeschlossenen Pulpemasse zu bewerkstelligen. Die Pulpemasse in der Abgabeleitung wird direkt in einen Zyklonabscheider überführt, wo die schwereren Knoten, Splitter und Fremdkörper aufgrund der Fliehkraft an den Außenumfang des Zyklons und schließlich nach unten und aus dem Bodenauslaß des Zyklons wandern, während die Pulpefaser nach oben und aus dem mittigen Zyklonauslaß strömen. Obwohl die Pulpemasse einen Eindickungsgrad von 10—20% aufweist, wird sie bei hoher Geschwindigkeit, wie sie in der Abgabeleitung vom Kocher herrscht, aufgelockert und durchmischt, wodurch sie einen besser fließfähigen Zustand erreicht. Mit den Eigenschaften eines Strömungsmittels kann sie in herkömmlichen Zyklonabscheidern behandelt werden. Da Zyklonabscheider erfordern, daß das Strömungsmittel eine hohe Geschwindigkeit hat, ist ihre Benutzung gewöhnlich dann nicht durchführbar, wenn große Volumina sehr dichten Materials behandelt werden sollen. Zur Beschleunigung des Strömungsmittels würde dann nämlich sehr viel Energie verbraucht werden. Die Erfindung nutzt dagegen die Tatsache aus, daß sich das Strömungsmittel bei seinem Austritt aus dem Kocher bereits auf hoher Geschwindigkeit befindet. Anstelle der Vernichtung dieses hohen Energieinhalts des Materials, wie sie bei bisherigen Aufschlußanlagen üblich war, wird der hohe Energieinhalt zur Lösung bisher nicht gelöster Probleme herangezogen.

Sobald die Knoten und Splitter von der Pulpe in der Abgabeleitung getrennt wurden, können sie in einer von mehreren Arten behandelt werden. In solchen Fällen, in denen die Pulpe gebleicht werden soll, wi^rd ungekochtes Material durch Trenn- und Wascheinrichtungen geleitet, um Fasern und Fremdstoffe daraus zu entfernen, und darauf dem Kocher wieder zugeführt. Wenn dagegen die Pulpe nicht gebleicht werden soll, kann ungekochtes Material nach seiner Zerkleinerung wieder mit der Pulpe zusammengeführt werden. In diesem Fall besteht der Vorteil darin, daß eine geringere Energie beim Durchleiten nur der Knoten und Splitter durch die Zerkleinerer benötigt wird als in dem Fall, in dem die gesamte Pulpe durch diese gleitet werden müßte.

Aufgrund der Erfindung findet demgemäß eine verbesserte Trennung von Knoten, Splittern und dergleichen von der aufgeschlossenen Pulpemasse statt, so daß, bezogen auf einen vorgegebenen Anteil von Knoten und Splittern in der aus dem Kocher kommenden Pulpe, Papier verbesserter gleichmäßiger Qualität mit weniger Energieaufwand herstellbar ist. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. la ein schematisches Diagramm einer ersten aus dem Stande der Technik bekannten Lösung des Problems der Behandlung von Knoten und Splittern in aufgeschlossener Pulpemasse,

F i g. 1 b eine der F i g. 1 a ähnliche Darstellung einer zweiten aus dem Stande der Technik bekannten Lösung des gleichen Problems,

F i g. 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung homogener Pulpe.

Herkömmliche Anlagen zum Aufschließen von zeliulosehaltigem Material und zur Beseitigung von Knoten und Splittern daraus sind schematisch in den Fig. la und Ib dargestellt. In beiden Fällen werden die das Ausgangsmaterial darstellenden Schnitzel im Vorimprägnierkessel 12 behandelt und imprägniert, im Durchlaufkocher 14 gekocht und gewaschen und die sich daraus ergebende Pulpemasse über eine Entspannungseinheit 16 abgegeben. Gemäß dem Beispiel der Fig. la wird in einer Verdünnungsstufe 18 die Pulpemasse von einem Eindickungsgrad von etwa 10—20% auf einen solchen von 1 —4% herabgesetzt. Die Knoten und Splitter werden dann durch eine Siebstufe 20 beseitigt, worauf eine Eindickstufe 22 die Pulpe wieder auf einen Eindickungsgrad von 8—15% bringt, worauf sie an eine Einrichtung 24 zur Weiterbehandlung geleitet wird, z. B.

zum Lagern, Bleichen oder anderen Arbeitsgängen. Zum Verdünnen der Pulpe für das Sieben wird eine beträchtliche Menge Wasser verbraucht. Ebenso wird ein beträchtlicher Betrag an Energie zum Fördern des großen Materialvolumens verbraucht, das sich aus dem Verdünnungsprozeß ergibt. Außerdem ist bereits die Einrichtung zum Verdünnen, Aussieben und wieder Eindicken verhältnismäßig aufwendig.

Wenn herkömmliches Gerät gemäß Fig. Ib benutzt wird, wird die Pulpemasse vor der Entspannungsdnrichtung 16 einem Zerkleinerer 26 zugeführt. Besondere Zerkleinerer 26' können, falls erwünscht, zusätzlich Anwendung finden, und zwar entweder in Reihe oder parallel zum Zerkleinerer 26. Im Zerkleinerer 26 werden die Knoten und Splitter in noch kleinere Bruchstücke

so zerlegt und gehen mit dem Rest der Pulpemasse zur Einrichtung 24 zur Weiterbehandlung. Während bei dieser Anlage im Verhältnis zu der der Fig. la wenig Energie verbraucht wird, weist das endgültige Pulpematerial die ungekochten Knoten und Splitter auf, die sich nicht bleichen lassen, sondern gefärbte Sprenkel auf dem endgültig erzeugten Papier hinterlassen. Außerdem müssen bei dieser Anordnung nicht nur die Knoten und Splitter, sondern auch die gesamte übrige Pulpemasse durch die Zerkleinerer 26 gehen. Darin enthaltene Fremdkörper können die Lebensdauer der Zerkleinerer herabsetzen oder andere nachteilige Folgen haben.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Vorrichtung hat keinen der Nachteile der bekannten Anlagen des Standes der Technik. Gemäß vorliegender Erfindung werden Schnitzel in einen Schnitzelbunker 30 gebracht und von dort über eine Zuteileinrichtung 31 und einen Niederdruckförderer 32 in einen Dampfvorbehand-

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lungs-Kessel 33. Aus dem Kessel 33 gelangen sie durch eine Rutsche 34 in einen Hochdruckförderer 35 und von hier zum Vorimprägnierkessel 12. Vom Vorimprägnierkessel 12 werden die Schnitzel von oben in einen Durchlaufkocher 14 eingeleitet, der zum Beispiel von der Bauart gemäß US-PS 34 27 218 sein kann. Ein oder mehrere Kondensatsammler 36 sind dem Durchlaufkocher 14 und dem Dampfvorbehandlungs-Kessel 33 zugeordnet. Alle bisher beschriebenen Einzelheiten gehören zum bekannten Stand der Technik. Nach der Behandlung (d. h. nach der Imprägnierung, dem Kochen und dem Waschen) im Durchlaufkocher 14 wird die sich ergebende Pulpemasse durch den Kocherauslaß 38 abgegeben. An dieser Stelle hat die Pulpe einen Zustand hoher Energie, einen Eindickungsgrad von ungefähr 10—20% und einen Druck von etwa 14 atü. Die Pulpe kann durch die Entspannungseinrichtung 16 und dann tangential in den Zyklonabscheider 40 irgendeiner herkömmlichen, passenden Bauform geleitet werden. Die Entspannungseinrichtung 16 ist nur wahlweise vorgesehen, da keine Notwendigkeit besteht, den hohen Energieinhalt der Pulpe zu reduzieren, bevor diese in den Zyklonabscheider 40 eintritt. Die Entspannungseinrichtung 16 kann deshalb, falls gewünscht, auch in die Leitung 42 eingefügt werden. Die Masse hat am Zykloneinlaß die Eigenschaft eines Strömungsmittels und eine genügend hohe Geschwindigkeit, so daß die Trennung im Zyklon durchführbar ist. Die Fasern der Pulpe werden durch den oben angeordneten Zyklon-Mittenauslaß in die Leitung 42 abgegeben, während die Knoten, Splitter und Fremdkörper durch den unten angeordneten Zyklonauslaß 44 abgegeben werden, da die schweren Knoten und Splitter aufgrund der Fliehkraft zum Außenumfang des Zyklons und schließlich nach unten wandern.

Nach Abgabe durch den Zyklonauslaß 44 können die Knoten, Splitter und dergleichen entweder durch die Leitung 45 einem herkömmlichen Zerkleinerer 26 und dann der Einrichtung 24 zur Weiterbehandlung zugeleitet werden. Sie können aber auch durch eine Leitung 47 einem Wascher 51 zur Beseitigung von Fasern zugeleitet und von da zum Schnitzelbunker 30 zurückgeführt werden. Wenn Fremdkörper zu erwarten sind, sollte eine Trenneinrichtung 43 zur Trennung von Fremdkörpern von den Knoten und Splittern am Zyklonauslaß 44 vorgesehen sein. Eine solche Trenneinrichtung 43 kann von irgendeiner herkömmlichen Art, z. B. ebenfalls ein Zyklonabscheider sein, ebensogut aber auch eine Siebeinrichtung oder ein Gerät zur Schwimm- und Sinksichtung. Wenn die Qualität des vom Zyklonauslaß 44 abgegebenen Materials zu schlecht ist, kann das gesamte Material verworfen werden.

Wci'ifi die Leitung 45 und Zerkleinerer 26 Verwendet

werden, gehen die weiter zerteilten Knoten oder Splitter durch die Leitung 50 zurück zur Leitung 42, um in die „, Einrichtung 24 zur Weiterbehandlung eingeleitet zu 55 ρ werden. Während die Leitung 50 normalerweise nicht Jj vorgesehen ist, wenn ein nachfolgender Bleichvorgang | für die Pulpemasse durchgeführt wird, hat die Anord- «| nung gemäß F i g. 2 einschließlich der Leitung 50 einen J| Vorteil gegenüber der in Fig. Ib gezeigten Anordnung, ω || falls ein Bleichvorgang nicht stattfindet Wegen des ge- Ij ringeren durch den Zerkleinerer zu bearbeitenden Vo- I^s? lumens kann dieser kleiner gebaut sein und weniger s| .Energie verbrauchen. $

65 f.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen %

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung homogener Pulpe, welches die Verfahrensschritte des Aufschließens von Holzschnitzeln oder dergleichen in einem Durchlaufkocher, der eine Pulpemasse hoher Dichte mit einem Eindickungsgrad von ungefähr 10—20% und in einem Zustand hoher Energie abgibt, des Entfernens vom Knoten, Splittern und Fremdkörpern aus der Pulpemasse und des Förderns der Pulpemasse zu einer Einrichtung zur Weiterbehandlung einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen von Knoten, Splittern und Fremdkörpern aus der Pulpemasse im Zustand hohen Eindickungsgrads, wie er beim Verlassen des Durchlaufkochers vorliegt, dadurch erfolgt, daß die unverdünnte Pulpemasse durch einen Zyklonabscheider (40) geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt, daß aus der Pulpemasse entfernte Knoten und Splitter von aus der Pulpemasse entfernten Fremdkörpern getrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt, daß nach der Trennung von den Fremdkörpern die Knoten und Splitter durch Zuführung zu einem oder mehreren Zerkleinerern (26) weiter zerkleinert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt, daß die zerkleinerten Knoten und Splitter aus dem Zerkleinerer oder den Zerkleinerern (26) der Einrichtung (24) zur Weiterbehandlung zugeleitet werden, der auch die abgetrennte Pulpemasse zugeleitet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Durchlaufkocher zum Aufschließen von Schnitzeln und dergleichen, der eine Pulpemasse hoher Dichte in einem Zustand hoher Energie in eine Abgabeleitung abgibt, einer Einrichtung zum Entfernen von Knoten, Splittern und Fremdkörpern aus der Pulpemasse und einer Einrichtung zur Weiterbehandlung der Pulpemasse, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Abgabeleitung (42) des Durchlaufkochers ohne Zwischenschaltung einer Verdünnungsstufe eingeschaltete Einrichtung zum Entfernen von Knoten, Splittern und Fremdkörpern aus der Pulpemasse ein Zyklonabscheider (40) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Trennen der aus der Pulpem'asse entfernten Knoten und Splitter von den aus der Pulpemasse entfernten Fremdkörpern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnitzelbunker (30), ein Niederdruckdampfbehandlungs-Kessel (33) und ein Vorimprägnierkessel (12) dem Durchlaufkocher (14) vorgeschaltet sind, um diesem die zu behandelnden Schnitzel zuzuleiten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens einen Zerkleinerer (26) für aus der Pulpemasse entfernte Knoten und Splitter.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch wenigstens eine Leitung (50) zur Überführung zerkleinerter Knoten und Splitter aus dem wenigstens einen Zerkleinerer (26) in die Einrichtung (24) zur Weiterbehandlung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung homogener Pulpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5. In Systemen zur Durchlaufbehandlung von Pulpe, wie

.· eines z. B. in US-PS 34 27 218 gezeigt ist, ist es üblich, die aufgeschlossene Pulpe nach Verdünnung mit Wasser Sieb- und Verfeinerungsarbeitsgängen zu unterwerfen, damit unerwünschte grobe oder nicht aufgeschlossene

ίο Teilchen und Fremdkörper beseitigt werden. Wenn ein gewöhnlicher Pulpekocher auch noch so wirksam ist, wird er trotzdem normalerweise nicht 100% der Holzschnitzel oder dergleichen, die durch ihn gehen, so behandeln, daß das Lignin der Fasern vollständig zerstört wird. Dementsprechend kann die von einem Kocher abgegebene Pulpe bis zu 1% nicht aufgeschlossener Knoten und möglicherweise ein zusätzliches Prozent kleiner Zündholz ähnlicher unaufgeschlossener Teilchen, die im folgenden mit Splitter bezeichnet sind, enthalten. Splitter sind Holzstückchen oder ähnliche Teilchen, die in der Kochstufe des Aufschlußapparats nicht vollständig aufgeschlossen werden, weil sie in der Flüssigkeitsimprägnierstufe nicht vollständig imprägniert wurden, entweder weil sie zu groß waren, um die vollständige Durchdringung mit Flüssigkeit zu gestatten, oder weil sie von andersartiger Beschaffenheit waren, als die, die bei der Auslegung der Aufschlußanlage und bei der Wahl der Flüssigkeit in Betracht gezogen war, oder weil die Luft aus ihnen vor der Imprägnierung mit Flüssigkeit nicht völlig durch Dampf ausgetrieben worden war. Fremdkörper bestehen normalerweise aus Steinchen oder Metallteilchen, die von der Baumzerkleinerungseinrichtung abgebrochen sind und versehentlich zusammen mit den Zelluloseschnitzeln in die Aufschußanlage gelangten.

Zur Ausführung herkömmlicher Siebarbeitsgänge zur Beseitigung der Knoten, Splitter und dergleichen aus der aufgeschlossenen Pulpe ist es notwendig, die Masse aus ihrem Eindickungsgrad von ungefähr 10—20% (in Gewichtsanteilen) auf einen Eindickungsgrad von etwa 1 —4% zu verdünnen. Bei diesen niedrigen Eindickungsgraden ist die Masse ausreichend dünn, damit aus ihr die Knoten und Splitter mittels verschiedenerlei Siebeinrichtungen entfernt werden können, worauf die Pulpe erneut auf Eindickungsgrade von 8—15% zur Lagerung und/oder nachfolgenden Behandlung gebracht werden muß. Der Siebarbeitsgang ist durch den hohen Verbrauch an Wasser und elektrischer Leistung zum Pumpen des größeren Volumens an Material verschwenderisch ebenso wie dadurch, daß eine größere Anlage benötigt wird, um die Arbeitsgänge des Verdünnens, Siebens und Wiedereindickens durchzuführen. Die zusätzlichen Anlagekosten können sich auf zwei bis drei Millionen US-Dollar für eine Anlage mit der Kapazität von 500-1000 Tonnen pro Tag belaufen.

Die Verdünnung der Pulpe kann umgangen werden, wenn ein oder mehrere Zerkleinerer (hintereinander oder nebeneinander) an irgendeiner geeigneten Stelle in der Abgabeleitung eingeschaltet sind (siehe z. B. kanadisches Patent 9 76 012 vom 14.10.1975). Solche Zerkleinerer bestehen aus Einrichtungen mit parallelen Platten, die relativ zueinander rotieren, wobei entweder beide Platten in entgegengesetzten Richtungen oder nur eine Platte bei Stillstand der anderen rotiert und die Platten mit Vorsprüngen oder Zahnungen an ihren Oberflächen versehen sind. Die Platten brechen die Knoten und Splitter in kleinere Bruchstücke. Dieses Vorgehen hat