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Einrichtung zur Flüssigkeitsumwälzung in Aufschlußbehältern für Fasergut
Beim Aufschließen von Fasergut, z. B. Holzspänen, in langgestreckten, senkrechten
Aufschlußbehältern, bei denen .der Stoff in der Längsrichtung des Behälters vorgespeist
wird, kann es mitunter zweckmäßig sein, eine Flüssigkeitsumwälzung quer zur Förderrichtung
zu bewirken, um dadurch bei der Erwärmung oder Abk'ü'hlung der umgewälzten Flüssigkeit
und bzw. oder beim Zusetzen bzw. Entfernen von Chemikalien eine zonenweise Behandlung
der Aufschlußflüssigkeit zu erzielen.
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Dies kann zur Erwärmung des Kocherinhaltes bei einem stetigen Kochverfahren,
bei dem der Kocherinhalt unter einem die Dampfspannung bei der herrschenden Kochertemperatur
übersteigenden Kompressionsdruck :gehalten wird, von Interesse sein. Unter,diesen
Verhältnissen läßt es sich nämlich machen, verschiedene Temperaturen auf bestimmte
Zonen lokalisiert zu halten. Bei einem senkrecht gestellten, kontinuierlichen Kocher,
der nach .dem obigen Prinzip, und zwar mit Eintragung oben undAustragung unten arbeitet,
ist es sogar möglich, eine kältere Zone oben, eine Aufschlußzone in der Mitte und
beispielsweise eine Abschlußzone mit höherer oder niedriger Temperatur ganz unten
aufrechtzuerhalten. Es mag paradox erscheinen, eine niedrige Temperatur, vorzugsweise
unter zoo°, beispielsweise 8o° oben und eine hohe Temperatur, vorzugsweise r2o bis
2oo°, beispielsweise r70° in
der Mitte und soggar mit ziemlich scharfer
Trennung .der Zonen aufrechtzuerhalten. Versuche haben aber gezeigt, daß es möglich
ist, und theoretisch läßt es sich wie folgt erklären: i. Solange der Kocher unter
einem Kompressionsdruck gehalten wird, welcher den Verdampfungsdruck übersteigt,
werden keine Dampfblasen gebildet, die nach oben steigen, gegebenenfalls mit Ausnahme
von S02 Gas. 2. Der zweiten Form einer Temperaturübertragung, näm= lieh einer Strömung
der wärmeren Flüssigkeit nach oben, wirkt die Tatsache entgegen, daß der Köcher
mit Spänen vollgestopft gehalten wird, so wie .es bei mechanischem Vorschub der
Späne der Fall ist. 3. Die dritte Form einer Temperaturübertragung, nämlich langsame
Wärmeleitung, wird .durch die stetige gleichmäßige Bewegung .der Masse nach unten
durch den Kocher mehr als ausgeglichen.
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Die Bedeutung dieser Maßnahme leuchtet ein, indem man dadurch ganz
oben eine kältere Tränkungszone aufrechterhalten kann, der eine weiter unten liegende
heiße Aufschließzone bzw. mehrere Zonen mit ziemlich scharfenTemperäturübergängen
folgt bzw. folgen.
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Wird nun eine starke Laugenumwälzung in der waagerechten Ebene quer
zur Längsachse des Kochers vorgesehen, so findet die Erwärmung des Kocherinhältes
dadurch statt, daß dieser umlaufenden Laugenmenge die erforderlichen Kalorien entweder
unmittelbar mit Frischdampf oder mittelbar durch einen Erhitzer zugeführt werden,
wonach diese Kalorien während des Durchganges der Lauge quer zum Kocher an den Kocherinhalt
abgegeben werden. Je größer die umlaufende Laugenmenge ist, um so kleinere Temperaturerhöhung
wird für die Umlauflauge erfordert.
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In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben; daß eine große umlaufende
Laugenmenge sehr einfach aufrechtzuerhalten ist, indem man jedenfalls an der betreffenden
Stufe des Kochvorganges (Übergang von Tränkung bei 8o0 zum-Kochen bei z4obis 1700)
mit Spänen zu tun hat, die noch nicht aufgeschlossen sind und der Strömung der Lauge
nicht allzu großen Widerstand bieten.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die Siebe gut ausgenützt
werden können, da der im Kocher herrschende Kompressionsdruck wegen -des Druckgefälles
durch die Spalten des Siebes ein Verdampfen der Lauge verhindert. Die Umlaufpumpe
arbeitet somit in günstigster Weise.
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Indessen ist es klar, daß, wenn die Strömung einseitig in der gleichen
Richtung erfolgt, der Kocherinhalt beim Eintritt der Umlauflauge vom Erhitzer am
meisten und-beim Austritt am Sieb am wenigsten erhitzt wird. Dieser - Temperaturunterschied
wird jedoch um so kleiner sein, je' größer die Umlaufmenge ist. -Um einer solchen
Unregelmäßigkeit entgegenzuwirken,-sieht die vorliegende Erfindung vor, den Läugenurnlaüf
z: B. alle 2 oder 5 Minuten od. dgl. 'umkehrbar zu machen. Zwei oder mehrere über
.den Umfang des Behälters verteilte Saugsiebe mitRückeinlauf auf der jeweiligen
entgegengesetzten Seite sind zu diesem Zweck an einen Umwälzungskreislauf über eine
Schaltvorrichtung angeschlossen, die zum Umschalten des Kreislaufes von einem Sieb
zum anderen dient.
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Zweckmäßig werden .diese Siebe in gleicher Höhe angeordnet und ebenfalls
die entsprechenden Rückeinläufe. In der Regel werden zwei Siebe genügen, die sich
dann über je 12o° erstrecken können.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht,
die -in Fig. z und 2 die Umwälzvorrichtung sowie einen senkrechten bzw. einen waagerechten
Schnitt .der Siebvorrichtung in Verbindung mit einem Kocher zeigt.
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'Die Lauge wird durch ein Sieb i, das etwa z2o° des Kocherumfanges
umfaßt, mittels einer Umlaufpumpe-2 hindu-rchgesaugt und strömt weiter durch einen
Erhitzer 3 in den Kocher an einer denn Sieb :diametral gegenüberliegenden Stelle
d. zurück. Den Stellen i bzw. q. :gegenüber ist ein Sieb 5 mit Rück-Leitung zum
Kocher bei 6 vorgesehen. Durch eine einfache Umkehrung der Strömungsrichtung, wie
mit gestrichelten Linien in der Zeichnung angedeutet, kann der erforderliche Ausgleich
der Temperatur über den Kocherquerschnitt erfolgen. So, wie der Drehschieber 7 dargestellt
ist, saugt die Pumpe 2 aus dem Sieb i und ,drückt durch den Erhitzer 3 nach q..
Wird der Schieber nach der anderen Seite bewegt, .so wie es mit gestrichelten Kanälen
und Linien angedeutet ist, saugt die Pumpe 2 aus dem Sieb 5 und drückt durch den
Erhitzer 3 nach 6. Natürlich besteht kein Hindernis ,dafür, z. B. drei Siebe von
je 12o° vorzusehen usw., aber die oben beschriebene Anordnung mit zwei Siebgruppen
von je 12o° ist genügend, um praktischen Bedürfnissen nachzukommen.
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Im vorliegenden Fallerfolgt also die Umkehrung, nicht um die Siebe
offenzuhalten; so wie es bei gewöhnlichen periodisch beschickten Kochern der Fall
sein. kann, sondern um den kleineren Temperaturunterschied auszugleichen, der sonst
zwischen der Siebseite und der gegenüberliegenden Kocherwand entstehen würde, an
der die umlaufende Lauge eingeführt wird.
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Außer,der Zufuhr von Kalorien durch einen Erhitzer ist es auch möglich,
mit - einem Wärmeaustauscher in einem entsprechenden Umlaufsystem an einer späteren
Stufe des Aufschlusses Kalorien zu entnehmen, um die Temperatur in einer begrenzten
Zone herabzusenken.
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Weiter ist es klar, .daß die Erfindung nicht nur dazu ausgenutzt werden
kann, um Kalorien zuzuführen bzw. zu entfernen, sondern auch. dazu, neue Chemikalien,
z. B. Säure, Alkali, S 02 usw., in einer scharf abgegrenzten Zone zuzuführen. Gegebenenfallskann
auch S 02 in derselben Weise entfernt werden dadurch, daß die umlaufende Lauge entspannt
wird-, wonach die vom SO, teilweise befreite Lauge in das System zurückgedrückt
wird.