DE1767506A1

DE1767506A1 - Zellstoffkocher fuer stetigen Stoffdurchfluss mit zwei gesonderten Pulpeauslaessen

Info

Publication number: DE1767506A1
Application number: DE19681767506
Authority: DE
Inventors: Richter Johan Christoffer Carl
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1967-05-16
Filing date: 1968-05-16
Publication date: 1972-02-17
Also published as: NO119059B; FI47392B; FR1563482A; FI47392C; US3579421A; SE318180B

Description

DH. ING. ERNST MAIER PATEHIANWAIT

8 MÜNCHEN 32

"WIDBITlfATKSSXK. 5 'TBI₁]SFOS I«BB80, SSBlSl

1 ß. Mai 1958

A 18468

Firiaa AKTIEBOLAGET KAiIYR Karlstad/Schwoden

Zellstoffkocher für stetigen Stoffdurchfluß mit zwei gesonderten Pulpeauslüssen·

Die Erfindung betrifft einen stehenden zylindrischen Zellstoffkocher mit Vorrichtungen, durch welche ein Faseraatorial,

NJ wie Holzschliff, gemischt mit Aufschluß- bzw. Kochlauge axial ο

*? durch, den Kocher mit einer Geschwindigkeit bewegt werden 2 kann, die über den ganzen Kocherquerschnitt gleich und ia ο wesentlichen gleichmfissig ist.

Bei solchen Kochern wird die AufschluOpulpe gewöhnlich durch ojtncn mittig angeordneten Auslnß an dom einen Ende des Kochors

Sü'i.iau» 5t*iromb«rQ Rank hau· M#rd, finde & Co.,Möndi«n, Nf. 25 464 lankhaifi H. Aufhäuief.MÖndien, Nr. S3 597 PoJhdiedii MunoSen 1536 61 T»(*grammadr*w«i fotentsanTor

SAD ORIGINAL BADORIGINAl-

i ··* -*'♦■■ ■'■-■■ »*·

mittels einer umlaufenden Schabevorrichtung ausgetragen, welche im wesentlichen über den vollen Querschnitt des Kochers wirkt, um die Endschicht der Pulpefüllung so zum Auslaß zu bewegen, daß sich der Rest der Füllung als zusammenhängende Säule bzw. als zusammenhängender Pfropfen, d.h. mit der gleichen axialen Geschwindigkeit über den vollen Querschnitt bewegt. Auf diese Weise wird im Auslaß Pulpe von der Kernzone des Kochers mit Pulpe vermischt, die von der Umfangszone des Kochers stammt, wodurch ein einheitliches Endprodukt erhalten wird.

Die chemischen Reaktionen finden jedoch nicht ganz gleichmassig über den Querschnitt des Kochers statt, u.a. weil die Temperatur zwangsläufig an den Umfangsteilen niedriger als im Mittelteil des Kocherquerschnitts ist und auch wegen des Umständes, daß die Aufschluß- und Waschflüssigkeiten, welche durch die Fasermaterialsäule getrieben werden, gewöhnlich in der Mitte des Kocherquerschnitts zugeführt und radial nach aussen verteilt werden. Durch verschiedene Maßnahmen können diese unvermeidlichen Unterschiede noch verstärkt werden, so daß die "Kernpulpe¹¹ und die "Mantelpulpe¹¹ voneinander deutlich verschiedene Eigenschaften aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht im Prinzip darin, die beiden Pulpearten so voneinander zu trennen, daß sie für verschiedene Zwecke benutzt und gegebenenfalls zum Gegenstand

209808/0542

BAD ORIGINAL

verschiedener kontinuierlicher Behandlungen gemacht werden können. Dementsprechend besteht ein Hauptmerkmal der Erfindung darin, daß der Kocher mit zwei gesonderten Auslässen für die aufgeschlossene Pulpe ausgerüstet ist, von denen der eine mit einer Mittelzone des Kocherquerschnitts verbunden ist, während der andere Auslaß mit einer Umfangszone des Kocherquerschnitts in Verbindung steht, so daß Pulpe, die sich in einem kleineren Abstand vom Kochermantel bewegt hat, gesondert von der Pulpe ausgetragen werden kann, die sich in einem grösseren Abstand vom Kochermantel bewegt hat. Vorzugsweise ist eine mittige Pulpeaustragvorrichtung vorgesehen, deren Wirkung auf den Raum in der Nähe der Achse des Kochers beschränkt ist und welche Pulpe durch nur einen der beiden Auslässe austrägt. Wenn die erwähnte Pulpeaustragvorrichtung aus einem an einer zum Kocher gleichachsigen Antriebswelle befestigten umlaufenden Schaber zum Austragen von Pulpe durch einen Bodenauslaß besteht, wird diesem Schaber ein Durchmesser gegeben, der geringfügig kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Kochermantels ist und der zwischen der Unterseite des Schabers und dem Bodenauslaß liegende Raum ist gegen eine Verbindung mit dem Raum im Endteil des Kochers, der radial ausserhalb des ersterwähnten Raumes und um diesen herum liegt, abgeschirmt. Aus diesem Umfangsraum wird Pulpe durch den zweiten Pulpeauslaß vorzugsweise mittels einer Umfangs-

209808/0542

BAD ORIGINAL

austragvorrichtung ausgetragen, die ebenfalls als umlaufender Schaber ausgebildet sein kann.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Zellstoffkocher für stetigen Stoffdurchfluß, auf den die Erfindung Anwendung gefunden hat, und

Fig. 2 eine Abänderung hierzu.

Der gezeigte Kocher ist im wesentlichen von der in dem USA-Patent 3.298.899 beschriebenen Bauart und dient zur Durchführung eines Aufschlusses unter Faserfreilegung von Lignocellulose-Fasermaterial, auf welchen das Entfernen der Lauge folgt und eine erste Waschstufe des Fasermaterials bereits im Kocher stattfindet. Für diesen Zweck besteht der Kocher aus einem stehenden, zumindest im wesentlichen zylindrischen (oder etwas konischen) Behälter 11, in welchem sich das Fasermaterial stetig als zusammenhängende Säule oder Pfropfen abwärts bewegt, wobei verschiedene Behandlungen des Fasermaterials durchgeführt werden. Das behandelte Material, das Holzschliff, geschrotetes Stroh oder ein anderes fein zerkleinertes pflanzliches Fasermaterial sein

209808/0542

BAD ORIGINAL

kann, wird über eine Leitung 13 und ein Füllventil 15 mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, daß der Kocher fast mit dem Material gefüllt gehalten wird. Dem oberen Ende des Kochers wird Hochdruckdampf über eine Leitung 17 zugeführt, um das Fasermaterial zu erhitzen und gegebenenfalls von Luft zu reinigen. Das sich im oberen Ende des Kochers sammelnde Gas wird durch eine Leitung 19 abgeleitet, in der sich ein Regelventil 21 befindet, mit dessen Hilfe der Druck des Kochers so geregelt wird, daß ein Wert von

2
etwa 8 kg/cm aufrechterhalten wird.

Die Kochlauge, z.B. Sulfatlauge, die durch eine Leitung 23 zugeführt wird, wird mittels einer Pumpe 25 durch einen Wärmeaustauscher 27 gefördert, in welchem die Lauge auf die Aufschlußtemperatur erhitzt wird, worauf sie in den Kocher durch eine Leitung 29 eingeleitet wird, die im Kocher mittig mündet. Die Lauge wird radial in allen Richtungen verteilt und schiebt früher zugeführte Lauge vor sich her, welche durch das Fasermaterial bereits etwas abgekühlt worden ist, bis sie einen in den Kochermantel eingesetzten Siebgürtel 31 erreicht. Dieser Siebgürtel ist mit der Ansaugseite der Pumpe 25 verbunden, so daß die verdrängte Lauge nach dew Erhitzen von neuem in Umlauf gesetzt wird, Durch Regeln der Aufheizwirkung im I/ärmeaustauscher 27 mit bezug auf die -Menge der umlaufenden Lauge ist es möglich, sicher-

209808/0542

BAD ORIGINAL

zustellen, daß in einer mittleren Kernzone A des Kochers eine Temperatur von etwa 17o°C aufrechterhalten wird, während de Temperatur einer umgebenden Umfangszone B etwa 16o°C wird. Die Grenze zwischen diesen Zonen ist durch gestrichelte Linien 33 angegeben. Natürlich besteht in diesem Falle keine scharfe Temperaturgrenze, sondern ein diffuser und allmählicher Obergang.

Die Füllgeschwindigkeit des Fasermaterials wird so gewählt, daß die Aufschlußreaktion beendet ist, wenn das Material die Höhe des Siebgürtels 35 erreicht, der in den Kochermantel angesetzt ist. Die von der Pulpe durch den Siebgürtel abgetrennte Ablauge wird über ein Regelventil 37 in einen Kondensatsammler 39 abgeleitet, von welchem aus die Lauge vorzugsweise einer Anlage zur Rückgewinnung der Chemikalien in derselben gefördert wird. Mit Hilfe einer Pumpe 41 und einer Rohrleitung 43, die mittig im Kocher mündet, wird die Ablauge in Umlauf gehalten, um die Konzentration in der Höhe des Siebgürtels 35 anzugleichen.

Im unteren Teil des Kochers wird eine erste Waschstufe für die aufgeschlossene Pulpe mit Hilfe einer Waschflüssigkeit, z.B. V/asser oder Filtrat durchgeführt, das von einer Leitung 45 herangeführt und durch eine Pumpe 47 durch ein Rohr 48 gefördert wird, das im Kocher mittig mündet. Iiin in den Ko» chermantel in der Mähe seines unteren Endes eingesetzter

209808/0542

BAD ORIGINAL

SiebgÜrtel 49 ist mit der Saugseite der Pumpe 47 verbunden, % daß ein Umlauf aufrechterhalten wird, wodurch die Waschflüssigkeit radial ausgebreitet und über den ganzen Kocherquerschnitt in der Höhe des Siebgürtels 49 verteilt wird. Vom letzteren aus bewegt sich die Waschflüssigkeit im Gegenstrom zumFasermaterial zum Siebgürtel 35, wobei sie die Kochlauge ersetzt und verdrängt. Ein Teil der Waschflüssigkeit begleitet die Ablauge durch den Siebgürtel 35 heraus. Die zugeführte Waschflüssigkeit dient ferner zur Kühlung der Pulpe im unteren Ende des Kochers.

Zur Durchführung der Erfindung und um die bei der höheren Temperatur aufgeschlossene Kernpulpe von der bei der niedrigeren Temperatur aufgeschlossenen Mantelpulpe zu trennen, ist der Kocher an seinem unteren Ende mit zwei gesonderten Auslässen versehen, von denen jeder seine eigene Astragvorrichtung aufweist. Die beiden Auslässe sind bei einem besonderen Bodenstück 51 vorgesehen, welches mittels einer Flanschverbindung 53 an einem Hals 55 befestigt ist, der das untere Ende des Kochers bildet. Der eine Auslaß wird durch eine kreisförmige Nut 57 an der Oberseite des Bodenstückes gebildet, von welcher Nut sich ein Kanal 59 zuerst nach unten und dann radial nach aussen erstreckt. Mit dem Kanal 59 ist eine erste Pulpeleitung 61 verbunden, in welcher sich ein Drosselventil 63 zur Regelung der Austrittsgeschv/indigkeit befindet. Der zweite Auslaß wird

209808/0542

durch eine ähnliche kreisförmige Nut 65 gebildet, die an der Oberseite des Bodenstückes vorgesehen und zur Nut 57 konzentrisch ist, jedoch einen grösseren Durchmesser als die letztere hat, wobei sich ein Verbindungskanal 67 vom Grund der ersten Nut nach unten und dann radial nach aussen in einer Richtung erstreckt, die zu der des Kanals 59 entgegengesetzt ist, welcher Verbindungskanal mit einer zweiten Pulpeleitung 69 verbunden ist, in der sich ein Drosselventil 71 befindet.

Das BodenstUck 51 weist eine zum Kocher gleichachsige vertikale Bohrung auf, durch welche eine hohle Antriebswelle 73 geführt ist, in welche eine volle Welle 75 gleichachsig eingesetzt ist. Die Wellen 73, 75 sind gegen das Bodenstück und mit bezug aufeinander durch Stopfbüchsen 77, 79 abgedichtet und werden je durch einen gesonderten Motor 81 bzw. 83 über ein Getriebe angetrieben. Am oberen Ende der Welle 75 ist ein Schaber 85 mit einer Nabe 87 und im wesentlichen radial von dieser abstehenden Armen 89 befestigt, welch letztere schräge Schabeschaufeln 91 tragen. Der Durchmesser des Schabers 85 ist wesentlich geringer als der Durchmesser des Kochermantels und beträgt beispielsweise 5o - 8o % desselben und entspricht dem Durchmesser des Kerns A der Holzschliffsäule, die gesondert ausgetragen werden soll« Die Hohlwelle 73 trägt einen zweiten Schaber 93 von grösserem Durchmesser, damit er auf die Pulpe in der ümfangszone B einwirken kann.

209808/0542

BAD ORIGINAL

Von der Nabe dieses Schabers erstrecken sich radiale Arme 97 bis über den Umfang des Schabers 85 hinaus und reichen bis in die Nähe des zylindrischen Mantels des Kochers. Diese Arme tragen schräggestellte Schabeschaufeln 95, 99, welche sich längs des Kocherbodens bewegen und Pulpe nach unten in die Nut 65 fördern, aus welcher die Pulpe nach unten in den Auslaßkanal 67 mittels einer Schabeschaufel lol verdrängt wird. Die Nabe des unteren Schabers trägt ferner eine Siebhülse Io3, die zum Kochermantel konzentrisch ist und dazu dient, eine Verbindung zwischen der Kernzone und der Umfangszone im unteren Ende des Kochers und insbesondere in dessen sich verjüngenden Halsteil zu verhindern. Diese Siebhülse weist einen unterai zylindrischen Teil auf, der sich eng benachbart einem ringförmigen Flansch Io5 bewegt, welcher am Bodenstück 51 zwischen den Nuten 57 und 65 ausgebildet ist. An ihrem oberen Ende erweitert sich die Siebhülse trichterförmig auf einen maximalen Durchmesser, der etwa gleich dem Durchmesser des oberen Schabers 85 ist, an welchem Durchmesser die Siebhülse mit den Schaberarmen 97 fest verbunden ist, die den Durchtritt von Pulpe zwischen sich zulassen. Zwischen der Siebhülse und der Nabe sind Kanäle Io7 vorgesehen, durch welche die innerhalb der Siebhülse während des stetigen Abstiegs der Pulpeslule aufgefangene Pulpe nach unten in die Nut 57 im Bodenstück tritt. Die Schabeschjmfoln 91 des oberen Schabers bewegen sich in unmittelbarer Nähe der Oberseite der Sieb- hüTm und tragen dazu bei, die Pulpe durch die erwähnten

209808/0542

BAD ORIGINAL

-lo-

Kanäle Io7 nach unten zu fördern. Aus der Nut 57 wird die Pumpe in den Auslaßkanal 59 mit Hilfe einer Schabeschaufel Io9 bewegt, die am unteren Schaber angebracht ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Abänderungsform unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform lediglich darin, daß der Siebgürtel 31 durch ein zylindrisches Sieb 115 ersetzt ist, welcher die Innenwand eines doppelwandigen ringförmigen Hohlkörpers 117 bildet, der einen kleineren Durchmesser hat als der Durchmesser des Mantels 11 des Kochers beträgt und zum Kocher konzentrisch ist. Die durch das Sieb 115 hindurchtretende und in das Innere des Hohlkörpers einte tende Kochlauge wird über eine Leitung 119, welche radial in den Kocher eingeführt ist und sich durch dessen Mantel nach aussen erstreckt, zu der Pumpe 25 geleitet, durch welche sie in Umlauf versetzt wird. Der Laugenumlauf erstreckt sich daher nicht bis zu den Umfangsteilen des Kocherquerschnitts, die »ich radial ausserhalb des Siebes 115 befinden, so daß der Aufschlug in diesen Umfängsteilen bei einer betrftchtlich niedrigeren Temperatur als in der Kerqtone erfolgt. Di· Ober« gangsgrenae 33 zwischen den Zonen A und B ist schiff«? definiert als in Fig. 1. Der Durchmesser des oberen Schabfirs 85 ist annähern^ gleich dem Durchmesser des Hohlkörpers fit ge- j wählt. Dieser Schaber trägt daher die garn· Pulpeatngf, die bei der höheren Temperatur aufgeschlossen worden ist* Jjttrch

209808/DSA2

SAD OfUGlNAL

-11-

den Auslaß 59 aus, wahrend die Umfangsteile der FulpesSule, die nicht innerhalb des Randes der Siebhülse Io3 aufgefangen worden sind, nittels des unteren Schabers 93 durch den Auslaß 67 ausgetragen werden. Offensichtlich besteht ein Hilfsmittel, d ie Vermischung der beiden Pulpearten zu verhindern, darin, daß die FasenoaterialsSule von einer solchen Konsistenz ist, <b& sie sich als fester Pfropfen, d.h. ohne innere Bewegungen, bewegt. Ub die vorerwähnte Bedingung herbeizuführen, kann es auch notwendig sein, die Umlaufgeschwindigkeiten der beiden Schaber und die Einstellungen der Drosselventile 63, 71 einander anzupassen«

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können die vorangehend beschriebenen AusfOhrungsformen verschiedene Abänderungen erfahren. Beispielsweise können die konzentrischen Schaber durch AustTagvorrichtungen ersetzt werden, die in irgendeiner anderen Weise arbeiten« Dies gilt insbesondere für die Umfangsaustragvorrichtung, die beispielsweise aus mehreren tangential gerichteten Sprührohren bestehen kann, mittels «eichen der ausserhalb der Siebhülse absteigende Teil der Pulpesiule ausgespült wird· In diesen Falle kann die Siebhalse stationär und an ihren oberen freien Ende vorzugsweise zylindrisch hergestellt sein. Bei geeigneten Abfinderungen der gezeigten Austrarvorrichtunken kann die Erfindung auch in denjenigen Fällen angewendet werden, in welchen der Durch-

209808/0542

BAD ORIGINAL

fluß des Fasermaterials durch den Kocher nach oben gerichtet ist.

209808/0542

Claims

Patentansprüche

1. Stehender zylindrischer Zellstoffkocher mit Vorrichtungen, durch welche ein fein verteiltes Fasermaterial, wie Holzschliff, gemischt mit Kochlauge axial durch den Kocher mit einer Geschwindigkeit bewegt werden kann, die gleich und im wesentlichen gleichmässig über den Querschnitt des Kochers ist, gekennzeichnet durch zwei gesonderte Auslässe (57, 65) für aufgeschlossene Pulpe, von denen der eino (5 7) mit der Hittelzone (A) des Kocherquerschnitts in Verbindung steht, während der zweite Auslaß (65) mit einer !-Infantszone (Γ<) dos Kocherquerschnitts verbunden ist, so daß Pulpe, uelche sich in einem kleineren Abstand vom Kochermantel (11) heuert hat, gesondert von der ?i.lpe ausgetragen worden kann, welche sich in einem ^rösseren Abstand vom Kochernantol bewegt hat.

2, -'ociier nicl· Anspruch i, u-eVi-nnzeicl.r.-t άυν;·Λ «ine τ.ittier3 !'ulpciuitracrVorrichtyn-^ Γ?'·), *ίαπϊΐί HrUmg nut den ]\Λνι\ in der iahe dvr Achse ■■..-:■ ^ 'ic-uhers hxi .'hr^nKt i:^;:t und

L BAD ORIGINAL

welche dazu dient, Pulpe lediglich durch den einen (57) der Auslässe auszutragen,

3. Kocher nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem ein umlaufender Schaber, der an einer zum Kocher gleichachsigen Antriebswelle befestigt ist, Pulpe durch einen Endauslaß austrägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (85) einen Durchmesser hat, der wesentlich geringer als der Durchmesser des zylindrischen Kochermantels (11) ist, und daß der Raun zwischen dem Schaber (85) und dera erwähnten Auslaß gegen eine Verbindung mit dem Raum im Kocherendteil abgeschirmt ist, der radial ausserhalb des ersterwähnten Raumes liegt und diesen umgibt.

4. Kocher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Siebhülse (Io3), die zum Kochermanttl (11) konzentrisch ist und sich nach oben erweitert, sich von unteren Auslaß nach oben und ivx\ Umfang des Schabers (8 5) erstreckt,

5. Kocher nach Anspruch. 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine UmfangsHustragvorrichtung (93), deren Wirkung auf eini;n RingrRu.a (B) in der Nähe des Koche man te Is (H)

209808/0542

BAD ORIGINAL

bcschrSnkt ist und die dazu dient, Pulpe lediglich zu einen zweiten Auslaß (65) zu beve^en.

6· Kocher nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsaustragvorrichtung einen umlaufenden Schaber (93) aufweist, der zum Schaher (85) der mittleren Austragvorrichtung gleichachsig ist und an einer Antriebswelle (73) befestigt ist, welche wie eine Hülse die Antriebswelle (75) des «tittleren Schabers (SS) umgibt«

7. Kocher nach den Ansprachen4 und 6, dadurch «jekennze lehnet, daß die Siebhttlsc (Io3) mit den einen (93) der umlaufenden Schaber vereinigt ist, so daß sie sich mit diesen dreht, und daß das untere Ende der Siebhülse nit einen stationären Ringflansch (Io5) od. dgl. zusammenfällt, der ara Kocherboden (51) vorgesehen ist, wobei nur ein Auslaß (57) innerhalb des erwähnten Flansches ausmündet«

8· Kocher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oiübhülse (Io5) die hohle Antriebswelle (73) umgibt und mit dieser verbunden ist und daß die Siebhülse dazu dient, die aktiven Teile des UmfangsSchabers (93) nit

209808/0542

BAD ORIGINAL

der erwähnten Welle zu verbinden.

209808/0542

Leerseite

Sinn