DE941529C - Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Fasermaterial unter Druck - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Fasermaterial unter DruckInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 12. APRIL 1956
Aip43 IVa155b
unter Druck
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschließen von Fasermaterial unter Druck, z. B. zur
Erzeugung von Holzzellstoff oder zur Verzuckerung zellstoffhaltigen Materials, wobei das Rohmaterial
in einem fortlaufenden Strom unter gleichzeitiger Zuführung von Aufschlußflüssigkeit, z. B.
vom SO2 oder anderen Chemikalien, ein Aufschließgefäß
durchläuft, in welchem ein den normalen Dampfdruck bei der maximalen Kochtemperatur
übersteigender Druck aufrechterhalten wird, und eine Vorrichtung, mit der sich das neue Verfahren
zweckmäßig durchführen läßt.
Das Aufschließen oder Kochen von Holz oder ähnlichem Fasermaterial für die Zellstoffherstellung
oder für die Verzuckerung von Holz findet bisher unter Überdruck und erhöhter Temperatur
(130 bis i8o° ader mehr) statt, je nachdem das
Aufschließen mit BAsulfit, Sulfat oder schwefeliger Säure oder nach einem anderen Verfahren ausgeführt
wird. Kochprozesse dieser Art werden in der Praxis ausschließlich unterbrochen ausgeführt,
d.h. der Kocher wird mit Rohmaterial (Spänen) gefüllt, wonach die Füllöffnung geschlossen und
die Aufschließflüssigkeit zugeführt wird; danach werden Temperatur und Druck in Übereinstimmung
mit Erfahrungskurven gesteigert, wobei der Druck bestimmt durch die Summe aus Dampfdruck
und Partialdiruck der entwickelten Gase wird. Während der Anfahr- und Kochzeit wird im allgemeinen
Gas abgeblasen, entweder um den Druck zu erniedrigen (Auslaß von Luft und SO2) oder
auch, um gewisse Nebenprodukte zu gewinnen (Terpentin).
Es sind schon viele Versuche ausgeführt worden, um auch ein fortlaufendes Aufschließen in praktisch
brauchbarer Weise zu ermöglichen; hierbei soll der Rohstoff (Späne) fortlaufend an dem einen
Ende des Behandlungsaggregates eingeführt wer-
den, um' 'danach den Apparat unter Zufuhr von
Kochfiüssigkeit, Dampf usw. durchzulaufen und schließlich an dem anderen Ende des Apparates in
Form eines fertig aufgeschlossenen Produktes ausgetragen zu· werden. Die verschiedensten Verfahren
und Anordnungen sind vorgeschlagen und versucht worden, ohne daß bis jetzt eine in der Praxis befriedigende
Lösung gefunden, wurde.
Bisher beruhten fast alle vorgeschlagenen Lösungen
auf dem gleichen Grundprinzip, das auch bei 'den bekannten periodischen Kochern benutzt
wind uind bei dem der Kochdruck durch die Summe
aus dem der Kochtemperatur entsprechenden' Dampfdruck und dem Partialdruck der amwesen-
den Gase bestimmt wird. . .
Hierbei ergaben sich in der Praxis Schwierigkeiten, dadurch, daß die Koohfiüssigkeit auf dem
Siedepunkt das Bestreben hat, sich im Verhältnis zur Masse in Richtung gegen die Abnahmestelle zu
bewegen. Diese Erscheinung ist beim Ausblasen gewöhnlicher Kocher wohlbekannt, bei denen die
Lauge vorausgeht und die Zellstoffmasse zurückbleibt und aus dem Kocher durch Spülung oder
drurch mechanische Mittel entfernt werden muß. Diese Erscheinung ist die Ursache dafür, daß
- praktisch sämtliche bisher angestellten Versuche mit fortlaufendem Aufschließen mißlungen sind.
Man kann zwar den erwähnten Nachteil dadurch vermeiden, daß die Späne am Kocherboden eingeführt,
dagegen die fertige Masse und die Lauge über einen Überlauf am oberen Ende des Kochers
entfernt werden, wobei der Kocher also immer bis oben ,gefüllt bleibt.
Eine solche Lösung hat indessen gewisse Nachteile, da es aus mehreren Gründen wünschenswert
ist, die Masse am oberen Ende eines· stehenden Kochers einzuführen und das fertige Produkt am
Boden des Kochers auszutragen.
Aus praktischen Rücksichten sollte beispielsweise der Kocher stehend angeordnet sein, wobei
die Zuführung oben und die: Entnahme unten erfolgt,
weil sich die spezifisch schwerere Masse am leichtesten nach abwärts bewegt, die Einfuhirungsapparatur
am oberen Ende 'des Kochers leichter zugänglich ist und. der Kocher am ,einfachsten unten
entleert wird.
Nach den Erfahrungen mit periodischen Kochern sollte der Kbchprozeß Zonen mit verschiedenen
Temperaturen derart durchlaufen, daß das Material zuerst eine relativ kältere Zone zwecks Imprägnierung,
danach die eigentliche Aufschließzone unter voller Kochtemperatur und schließlich
eine etwas kältere Abnahmezone durchläuft.
Ferner muß die Bewegung der Lauge iSo gesteuert
werden, daß sie sich nicht im Verhältnis zu dem'Material bew'egt. Die Bewegung der Flüssigkeit
durch den Kocher soll ausschließlich durch die - eingeführte Flüssigkeitsmenge bestimmt werden.
Hauptbedingung für den voraussetzunigsgemäßen Verlauf des Verfahrens ist, daß der
Kocher vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird und keinen oberen Dampf raum aufweist. Falls. die
Flüssigkeit sich auf dem Siedepurilit befindet, wird
nämlich der Dampfdruck -die Wanderung der Lauge verursachen.
Der Kocher muß also unter Kompression gehalten werden, d. h. unter einem Flüssigkeitsdruck, der
den Dampfdruck der Behandlungsflüssigkeit bei der höchsten auftretenden Kochtemperatur übersteigt.
Wenn der Kocher durch Pumpendruck unter Kornpression gehalten wird, dann kann auch der Bedingung genügt werden, in verschiedenen Zonen ver-.
schliedene Temperaturen aufrechtzuerhalten, solange man nicht an irgendeiner Stelle auf die
Siedetemperatur bei dem herrschenden Druck kommt. Es besteht dann kein Hindernis dafür, eine
kältere Imprägnierungszone oben im Kocher und eine heißere Aufschließzone weiter unten aufrechtzuerhalten.
Durch die Erfindung gelingt es, alle die obenerwähnten Schwierigkeiten zu überwinden und ein
Verfahren· zum kontinuierlichen Aufsehließen von Fasermaterial unter Druck so zu gestalten, daß die
erwähnten Bedingungen erfüllt werden. Die Erfindung schlägt vor, das Verfahren so durchzuführen,
daß nahe der Auslaßstelle des Behälters eine Komp.ressionsflüssigkeit unabhängig von der Zufuhr des
Rohmaterials und der Behandlungsflüssigkeit in den Behälter eingepumpt wird.
Die Notwendigkeit, mit erhöhtem Druck zu arbeiten, ist selbstverständlich auch schon früher
erkannt worden, jedoch wurde bei allen bisher vorgeschlagenen Verfahren dieser erhöhte Druck durch
entsprechende Beeinflussung des Speisekreislaufes erzielt. Man setzte also in allen bekannten Fällen
■die Behandlungsflüssigkeit selbst 'dem gewünschten
Druck aus. Auch bei dem ernaidungsgemäßen Verfahren
wird der Druck im Kocher auf einem solchen Wert gehalten, daß eine Gasentwicklung
verhindert wird. Der Erfindungsgedainke sowie der grundlegende Unterschied zu allen bisher bekannten Verfahren bestehen in dem Vorschlag, zusätzlich
eine Kompressionsflüssigkeit in der Nähe des Austragendes des Kochers in diesen einzuleiten.
Auf diese Weise gelingt es, durch geeignete Beeinfhissung
der Kompressionsflüssigkeit den Druck im Kocher* zu regeln, ohne das Verhältnis von flüssigem
Material zu "der Behandluiugsflüssigkeit, d. h.
ohne die Konsistenz der Masse zu verändern. Die Menge der Kompressionsflüssigkeit kann nach Belieben
so gewählt werden, wie es im Hinblick auf die gewünschte Durchführung des Kochverfahrens
am zweckmäßigsten erscheint. Der Vorschlag, die Druckeinstellung im Kocher durch eine zusätzliche
Komptessionsflüssi'gkeit herbeizuführen und
diese Kompressionsflüssigkeit nahe der Auslaßstelle des Kochers im diesen einzuleiten, ist bei den
bisher bekannten Verfahren nicht angewendet worden.
Im Gegensatz zu der Erfindung gelingt es mit den bekannten Verfahren nicht, die oben dargelegten
Bedingungen zu erfüllen, so 'daß den bekannten
Verfahren eine praktische Bedeutung nicht zukommt.
Die Menge Kompressionsflüssigkeit, die an sich von untergeordneter Bedeutung ist, wird automatisch
gleich dem Unterschied zwischen der' ausge-
frragenen Menge und der Summe eingeführter Roh·-
materialmengen (Flüssigkeit einschließlich Chemikalien und gegebenenfalls Dampf). Durch eine
zweckmäßige Änderung der ausgetragenen Menge kann man somit eine geeignete Menge Kompressionsflüssigkeit
einführen.
Hinsichtlich der Art der Kompressionsflüssigkeit selbst liegt praktisch nur die Möglichkeit vor,
Ablauge oder sogenannte Schwarzlauge zu verwenden, um den Gehalt an Chemikalien und gelöster
Substanz in der Lauge, die zur Rückgewinnungsanlage geführt wird, nicht herabzusetzen.
Wasser als Kompressionsflüssigkeit zu benutzen, ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht so günstig.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird am besten in einer Vorrichtung durchgeführt, die aus einem
senkrechten, verhältnismäßig schlanken und hohen Kocher mit Eintragung der Späne und etwaiger
Kocherlauge von oben und mit Heizung, gegebenenfalls
im Zusammenhang mit der Zufuhr weiterer Chemikalien mittels eines oder gegebenenfalls
mehrerer weiter unten liegender Systeme zur Laugeniumwälzung in waagerechter Ebene und mit
einer Entleerungseinriflhtung am unteren Ende be-
ag steht. Diese Vorrichtung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß im Zusammenhang mit der Austragung eine druckregulierte Zuleitung für. Ablauge oder eine
andere Kompressionsflüssigkeit im Kocherboden oder in der Nähe des Kocherbodens angeordnet ist.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung zur Ausführung
des Verfahrens veranschaulicht.
Dem stehenden Kocher 1 wird Rohmaterial und Aufschlußflüssigkeit, iz. B. Lauge, fortlaufend zugeführt,
und zwar wird das mit Lauge eingetränkte Spänematerial mittels einer Pumpe durch die Leitung
13· nach der Innenseite des Siebes 6 geführt, wobei die Späne mittels der Schnecke 7 abwärts in
den Kocher gefördert werden, während die Lauge teilweiise durch das Sieb 6 und die Leitung 14 abgeht,
um in einem geschlossenen! Kreislauf zu zirkulieren und wiederum zum Einbringen einer
neuen Menge von Spänen durch die Leitung 13 zu dienen. Am oberen Teil des Kochers befindet sich
bei 10 eine Anordnung für den Auslaß von z. B. Luft. Die Imprägnierungs- oder Aufschließflüssigkeit
kann entweder dem Kocher bei 28 oder zusammen mit den Spänen zugeführt werden. Frischlauge,
SO2, oder andere Chemikalien können auch ganz oder teilweise später zugeführt werden, z. B.
bei 2'8& oder bei 28C, vorzugsweise in Verbindung
mit örtlichem Laugenumlauf und Dampfheizung, wie bei 17 angedeutet. Im oberen Teil des Kochers
findet das Imprägnieren bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, 60 bis 120°, statt, wonach
Wärme bei 17 entweder unmittelbar in der Form von Dampf oder mittelbar durch örtlichen Umlauf
der Lauge über eine Heizvorrichtung in an sich bekannter Weise zugeführt wird. Da es sich hier
um bekannte Einrichtungen handelt, sind diese in der Zeichnung nicht näher angedeutet. Die Aufschließtemperatur
kann z. B. 140 bis ι8ό° oder
höher sein. Gase, die gegebenenfalls durch die Heizung frei gemacht werden, steigen im Gegenstrom
zu dem eingeführten Material in die Höhe und verursachen somit eine gewisse Vorheizung in der
ImprägniierungS'Zone, während das Gas gleichzeitig wegen der sinkenden Temperatur wieder in Lösung
geht und an der Imprägnierung teilnimmt. In der gleichen Weise kann weitere Wärme bei iya zugeführt
werden, oder die Temperatur kann hier, wenn erwünscht, herabgesetzt werden.
Die fertige, aufgeschlossene Masse, d. h. die Mischung von Fasern und Ablauge, wird am Boden
des Kochers entleert, wobei Dampf und Gas in an sich bekannter Weise bei 18 und Lauge bei 20
abgeleitet werden, während das fertige Faserprodukt bei 21 zur Aufbereitungsanlage weitergeführt
und die Ablauge bei 19 zur Rückgewinnungsanlage geleitet wird. Die Entleerung selbst kann z. B. mittels
einer Schabervorrichtung 22 und Schleusenanilage bei 23 in Verbindung mit einem selbsttätigen
Relais 24 durchgeführt werden.
Ein Teil der bei 20 abgetrennten Lauge wird mittels der Pumpe 25 zur Stelle 26 zurückgeführt,
um in Verbindung mit der Kocherentleerung eine Verdünnung des Zellstoffbreies herbeizuführen.
Dabei wird der Pumpendruck mit Hilfe eines Druckrelais 27 derart herabgesetzt, daß er dem im
Kocher gewünschten Kompressionsdruck entspricht. Der Druck der Kompressionislauge ist festgelegt,
während die Menge dieser Lauge sich selbsttätig derart einstellt, daß sie gleich dem Unterschied
zwischen der Ableitung bei- 23 und der Einführung von Rohmaterial, Flüssigkeit und Chemikalien, bei
13, 28 und 17 wird.
Selbstverständlich muß die Ableitung bei 23 immer größer sein als die Einführung bei 13, 28
und 17, um für die Kompressionslauge Platz zu 1°° machen. Die Menge der Kompressionslauge kann
demgemäß beispielsweise mit Hilfe eines Relais 24 derart überwacht werden, daß der genannte Unterschied
gerade so groß wird, daß bei 26 eine so große Menge Kompressionslauge mit einer Temperatur
von z. B. 8o° eingeführt wird, daß die Aufschliießtemperatur
im Kocher von beispielsweise 170 auf beispielsweise 1200 an der Ableitungsstelle herabgesetzt
wird, wo· das Temperaturrelais 24 seine Impulse erhält. Sollte man an der Ableitungsstelle
eine Temperatur von 130 anstatt 1200 wünschen:,
so wird das Relais für 1300 eingestellt (unter Berücksichtigung
der Zeit des Temperaturausgleichs, mit dem man rechnen muß). Die Geschwindigkeit
des Ausschleusens bei 23 wird sich dann selbsttätig so einstellen, daß die Menge der Kompressionslauge
bei 26 mit einer Temperatur von 8o° genauso herabgesetzt wird, daß die Temperatur der
Masse von 170 auf 1300 (anstatt früher 120°) herabgesetzt
wird. Sinkt die Temperatur der Kornpressionslauge bei 26, so verzögert das Temperaturrelais
das Ausschleusen bei 23 derart, daß .genau die notwendige Menge Kompressionslauge zugeführt
wird, um die Temperatur beim Ausschleusen unverändert auf 120 bzw. 1300 zu halten. Steigt
die Temperatur der Kompressionslauge bei 26, so
wird die Ausschleusegeschwmdigkeit bei" 23 und
damit auch die Menge der Kompressionslauge gesteigert, wodurch die Temperatur- der Masse von
170° dauernd auf 120 bzw. 130° herabgesetzt wird.
Eine Hauptbedingung ist, daß die Kapazität der Schleusvorrichtung 23 so groß ist,- daß sie außer
den bei 13, 28 und 17 eingeführten Stoffen auch für
die Kompressionslauge Platz macht. Solange die Ableitungstemperatur niedriger ist als die Temperatur
im Boden des Kochers, wird diese Hauptbedingung zufriedenstellend erfüllt.
In dieser Weise kann der ganze Verlauf selbsttätig gesteuert und geregelt werden.
Das oben beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene
Anordnung kann im Prinzip unabhängig davon benutzt werden, ob die Behandlung mit Bisulfit,
Sulfat, SO2-Wasser oder einer anderen Kombination
stattfindet. Die Zufuhr von Chemikalien und Wärme kann gemäß an sich bekannter Verfahren
stattfinden, die deshalb nicht näher beschrieben werden.
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Verfahren zum Aufschließen von Fasermaterial unter Druck, z. B. zur Erzeugung von Holzzellstoff oder zur Verzuckerung zellstoffhaltigen Materials, wobei das Rohmaterial in .· einem fortlaufenden Strom unter gleichzeitiger Zuführung von Aufsehlußnüssigkeit, z, B. von SO2 oder anderen Chemikalien, ein Aufschließgefäß durchläuft, in welchem ein den normalen Dampfdruck bei 'der maximalen Kochtemperatur übersteigender Druck aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Auslaßstelle des Behälters eine Kompressionsflüssigkeit unabhängig von der Zufuhr des Rohmaterials und der Behandlungsflüssigkeit in den Behälter eingepumpt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompressionsflüssigkeit Ablauge oder sogenannte Schwarzlauge benutzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsflüssig- - köit unter einem bestimmten Druck in die Entleerungsvorrichtung des Behälters eingeführt wird und dabei gleichzeitig zur Verdünnung und Entleerung des fertigen Produktes dient.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerung so geregelt wird, daß die ausgeführte Menge sowohl den eingeführten Mengen von Rohmaterial, Flüssigkeit, Chemikalien und gegebenenfalls kondensiertem Dampf als auch einer gewissen Menge Flüssigkeit, die unter einem bestimmten Druck zugeführt wird, entspricht.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerniedrigung, die an der Entleerungsvorrichtung des Behälters durch· das Einpumpen einer kälteren Kompressionsflüssigkeit erzielt wird, als Impuls für selbsttätige Regelung der Entleerung in einer solchen Weise ausgenutzt wird, daß eine zweckmäßige Menge Kompressionsflüssigkeit im unteren Teil des Behälters eingeführt wird.
- 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, bestehend aus einem senkrechten, verhältnismäßig schlanken und hohen Kocher mit Eintragung der Späne und etwaiger Kocherlauge von oben und mit Heizung, gegebenenfalls im Zusammenhang mit der Zufuhr weiterer Chemikalien mittels eines oder .gegebenenfalls mehrerer weiter unten liegender Systeme zur Laugenumwälzung in waagerechter Ebene und mit einer Entleerungseinrichtung am unteren Ende", dadurch gekennzeichnet, daß im Zusammenhang mit der Aus- tragung eine druckregulierte Zuleitung (26) für Ablauge oder eine andere Kompressionsflüssigkeit im Kocherboden oder in der Nähe des Kocherbodens angeordnet ist.
- 7. Vorrichtung naoh Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Entleerungseinrichtung mit veränderlicher Kapazität, z. B. eine Schleuse mit regelbarer Drehzahl oder eine Düse mit regelbarem Querschnitt zur selbsttätigen Regelung der Menge der einzuführenden Kompressionslauge, wobei die selbsttätige Regelung ihre go Impulse z. B. von der Temperatur des ausgetragenen Gutes mittels eines Relais (24) erhält.Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 592 332;
französische Patentschrift Nr. 852 892;
USA.-Patentschrift Nr. 2 008 635.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen® 509 688 4.56
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA1943D DE941529C (de) | 1942-10-15 | 1943-10-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Fasermaterial unter Druck |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
NO2474862X | 1942-10-15 | ||
DEA1943D DE941529C (de) | 1942-10-15 | 1943-10-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Fasermaterial unter Druck |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE941529C true DE941529C (de) | 1956-04-12 |
Family
ID=25963035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA1943D Expired DE941529C (de) | 1942-10-15 | 1943-10-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Aufschliessen von Fasermaterial unter Druck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE941529C (de) |
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-
1943
- 1943-10-10 DE DEA1943D patent/DE941529C/de not_active Expired
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