DE2927579C2 - Verfahren und Vorrichtung zum drucklosen Imprägnieren von Fasermaterial für die Zellstoffherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum drucklosen Imprägnieren von Fasermaterial für die Zellstoffherstellung, insbesondere von Einjahrespflanzen, insbesondere Bagasse, bei welchem das für den Zellstoffaufschluß vorbereitete und gegebenenfalls gewaschene Gut durch Pressen entwässert wird und ihm anschließend Kochlauge zugegeben wird.

Einjahrespflanzen, wie z.B. Bagasse, Stroh, Schilf, Gras od. dgl., werden in zunehmendem Maße vorzugsweise in tropischen Ländern als Rohstoff zur Herstellung von Zellstoff verwendet Dabei ist es bekannt, neben der am häufigsten angewandten Druckimprägnierung, welche einen relativ hohen Energiebedarf erfordert, vereinzelt den Rohstoff vor dem Zellstoff-Kochprozeß auch drucklos mit Kochlauge zu imprägnieren, z. B. mit einer Natronlauge nach dem Sodaprozeß. Damit bei der drucklosen Imprägnierung die zu imprägnierende Faser genügend Imprägniermittel aufnehmen kann, muß sie ausreichend durch Pressen auf etwa 30 bis 35% Trockengehalt entwässert werden. Das Imprägniermittel wird erwärmt zugeführt

In einem bekannten Verfahren erfolgt dies — nachdem die Fasern durch Scheibenpressen entwässert worden sind — in sogenannten Imprägnierungstürmen, die von unten nach oben und/oder von oben nach unten durchflossen werden. Dabei sinkt der Trockengehalt aufgrund der Zugabe des Imprägniermittels auf etwa 5 bis 6% ab. Während des Durchflusses sorgen umlaufende Rührarme für eine gleichmäßige Verteilung des

Imprägniermittels (Pulp and Paper International Juni 1968, Seite 56 bis 59). Die Praxis zeigte jedoch, daß dieses als sogenanntes Cusi-Verfahren bekannte Verfahren mit schwerwiegenden Nachteilen behaftet ist In den Impiägniertürmen bilden sich nämlich Kanäle, wodurch Störungen und Unterbrechungen im Betrieb auftreten und wodurch eine gleichmäßige und rationelle Imprägnierung nicht gewährleistet ist Außerdem ist wegen der zusätzlichen Rührwerke und wegen der Notwendigkeit, große Flüssigkeitsmengen zu pumpen,

der Energiebedarf relativ hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, welches eine störungslose gleichmäßige Imprägnierung bei möglichst geringem Energiebedarf gewährleistet

Die Erfindung löst das Problem dadurch, daß die Kochlauge in einem kontinuierlichen im wesentlichen horizontalen Gegenstromverfahren zugesetzt wird, in welchem das Gut über eine Strecke mit angenähert konstanter Schichthöhe zwangsgefördert wird. Vorzugsweise wird dabei während der Imprägnierung das vom Gut nicht aufgenommene Imprägniermittel im Abstand von der Zugabestelle an wenigstens einer Stelle der Förderstrecke abgezogen und an einer vor der jeweiligen Abzugsstelle liegenden Stelle wieder zugeführt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Fasermaterial völlig gleichmäßig mit der Lauge imprägniert. Der Verbrauch an Kochlauge ist bei diesem Verfahren wesentlich geringer als bei den bekannten Verfahren, da überschüssige Lauge vor dem Kochprozeß wieder in den Imprägnierungsprozeß zurückgeführt wird.

Es ist zwar bekannt, Zellulose-Fasermaterial in einem Gegenstromverfahren zu imprägnieren (DE-OS 21 12 633). Dies erfolgt aber in einem vertikalen Behälter unter Druck. Auch bei diesem Verfahren erfolgt bei seiner Anwendung für Bagasse u.dgl. die erwähnte Brückenbildung.

Ferner ist ein druckloses Imprägnierungssystem in einem horizontalen oder leicht ansteigendem Behälter bekannt (DE-OS 27 55 445). Dieses ist nur zur Imprägnierung von Holzstreifen geeignet, aber nicht für die Imprägnierung von Bagasse, da letztere wegen des schon vor der Imprägnierung stattfindenden Waschens

eine sehr kompakte feuchte Masse darstellt im Gegensatz zu den Holzspänen, die leicht und voluminös sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die am Ende des Imprägnierprozesses gemessenen pH- und Trockengehaltswerte als Führungsgrößen für eine geregelte Kochlaugenzugabe am Eingang der Imprägnierstrecke. Hierdurch ist es möglich, den Imprägnierprozeß völlig kontrolliert durchzuführen. Insgesamt erhält man aufgrund der gleichmäßigen geregelten Imprägnierung eine gleichmäßigere Zellstoffqualität bei höherer Zellstoffausbeute. Aufgrund der besseren Ausnutzung der Lauge im Gegenstromverfahren ist die Stoffdichte während des Imprägnierprozesses durchweg wesentlich höher als bei den bekannten Verfahren. Damit und wegen des Wegfallens von Rührwerken wird auch der Energiebedarf geringer.

Die Fördergeschwindigkeit während des Imprägnierprozesses ist veränderbar. Damit ist es möglich, die Imprägnierzeit an die jeweilige Qualität des Fasermaterials anzupassen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Einrichtung zum Pressen des Gutes, mit einer Einrichtung zum Zuführen der Kochlauge und mit einer Imprägnierstation ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierstation einen Behälter mit am Boden angeordneten, das Gut entlang dem Behälter von einer Zugabestelle zu einem Austrag fördernden Transporteinrichtung aufweist und Pumpeinrichtungen zum Rückführen von Kochlauge von einer Entnahmestelle entlang der Förderstrecke im Abstand von der Zugabestelle zurück an eine Stelle vor der Entnahmestelle angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform dienen als Transporteinrichtung über den Boden des Behälters laufende Ketten mit Mitnehmern. Ferner sind vorzugsweise unterhalb der Transporteinrichtung in Auffangrinnen führende Durchbrechungen z. B. gelochte Siebbleche für die Kochlauge vorgesehen und die Pumpeinrichtungen sind an die Auffangrinnen angeschlossen. Um die jeweils zurückgeführte Lauge wieder auf die optimale Temperatur zu bringen, sind zweckmäßigerweise in der Rückführleitung Wärmetauscher zuu Aufwärmen der Lauge angeordnet Gemäß einer se.ir vorteilhaften weiteren Ausbildung der Vorrichtung dient als Presse vor der Imprägnierung eine Walzenpresse. Eine solche Walzenpresse hat gegenüber den für diesen Zweck üblicherweise verwendeten Scheibenpressen den Vorteil eines wesentlich geringeren Energiebedarfes. Außerdem ist die Fütterung der Walzenpresse problemloser durchzuführen als die einer Scheibenpresse.

Die Erfindung ist im folgenden ie einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert

In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine Imprägnierstation nach der Erfindung dargestellt
Das gehäckselte, gereinigte und ggf. gewaschene Fasermaterial wird auf einem Transportband 1 angeliefert und gelangt über eine Zuführrutsche 2 zwischen die Walzen 3 einer Trommelpresse. Das Abpreßwasser wird über die Leitung 4 abgeführt und bei der

ίο vorausgegangenen Wäsche wieder eingesetzt. Der Trockengehalt des Fasermaterials beträgt nach dem Auspressen ca. 30%. Über eine weitere Rutsche 5 gelangt das Material auf eine Bandwaage 6, welche das Gewicht des Fasermaterials erfaßt und wonach u. a. der Kochlaugenzusatz ermittelt wird. Ein Bandförderer 7 fördert das Material von oben in den Behälter 8. Der Boden des Behälters 8 wird von zueinander parallel angeordneten Ketten 9 mit Mitnehmern 10 überstrichen, welche das Material von der Zugabestelle 11 zu der Austragsstelle 12 an dem an der Stirnseite offenen Behälter 8 zwangsweise fördern. Die frische Kochlauge zum Imprägnieren wird über die Zufuhrleitung 13 zugeführt, weiche über einen Wärmetauscher 14 zum Erwärmen der Lauge auf die optimale Temperatur von etwa 80° C über die Zufuhrleitung 15 an der Zugabestelle 11 in den Behälter einfüllt Die Regelung der Zugabemenge erfolgt nicht nur in Abhängigkeit von dem der Bandwaage 6 ermittelten Gewicht, sondern auch in Abhängigkeit von den an der Austragsstelle 12 gemessenen pH- und Trockengehaltswerten mittels an sich bekannter Regeleinrichtungen. Im Boden des Behälters 8 befinden sich jeweils zwischen den Förderketten 9 Durchbrechungen 16, durch welche die vom Fasermaterial nicht aufgenommene Kochlauge in darunter angeordnete Flüssigkeitssammelrinnen 17, 18 und 19 abläuft Von der Sammelrinne 17 wird das Material mittels einer Zentrifugalpumpe 20 über den Wärmetauscher 14 der Zufuhrleitung 15 wieder zugegeben. Von der Sammelrinne 18 wird die dort gesammelte abfließende Lauge über die Zentrifugalpumpe 21 und den Wärmetauscher 22 über Zufuhrleitungen 23 vor der entsprechenden Entnahmestelle wieder dem Material zugeführt. Das gleiche erfolgt von der Sammelrinne 19 über Zentrifugalpumpe 24 und Wärmetauscher 25 über Zufuhrleitungen 26. Von dem Austrag 12 wird das imprägnierte Gut über einen Bandförderer 27 und Rutsche 28 einer Trommelpresse 29 gefördert, von wo es über eine Rutsche 30 und einen Bandförderer 31 dem Zellstoffkocher zugeführt wird.

Die mittels der Trommelpresse 29 ausgepreßte Flüssigkeit wird über eine weitere Zentrifugalpumpe 32 zurück in die Sammelrinne 19 geführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum drucklosen Imprägnieren von Fasermaterial für die Zellstoffherstellung_: insbesondere von Einjahrespflanze^ insbesondere Bagasse, bei welchem das für den Zellstoffaufschluß vorbereitete und gegebenenfalls gewaschene Gut durch Pressen entwässert wird und ihm anschließend Kochlauge zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochlauge in einem kontinuierlichen im wesentlichen horizontalen Gegenstromverfahren zugesetzt wird, bei weichern das Gut über eine Strecke mit angenähert konstanter Schichthöhe zwangsgefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Imprägnierung das vom Gut nicht aufgenommene Imprägniermittel in Abstand von der Zugabestelle an wenigstens einer Stelle der Förderstrecke abgezogen und an einer vor der jeweiligen Abzugsstelle liegenden Stelle wieder zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende des Imprägnierprozesses gemessenen pH- und Trockengehaltswerte als Führungsgrößen für eine geregelte Kochlaugen- und Wasserzugabe am Eingang der Imprägnierstrecke dienen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Einrichtung zum Pressen des Gutes, mit einer Einrichtung zum Zuführen der Kochlauge und mit einer Imprägnierstation, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierstation einen Behälter (8) mit am Boden angeordneten, das Gut entlang dem Behälter von einer Zugabestelle (11) zu einem Austrag (12) fördernden Transporteinrichtung (9, 10) aufweist und Pumpeinrichtungen (20,21,24) zum Rückführen von Kochlauge von einer Entnahmestelle (17,18,19) entlang der Förderstrecke im Abstand von der Zugabestelle (11) zurück an eine Stelle vor der Entnahmestelle angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Transporteinrichtung über den Boden des Behälters laufende Ketten (9) mit Mitnehmern (10) dienen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Transporteinrichtung (9, 10) in Auffangrinnen (17, 18, 19) führende Durchbrechungen (16) für die Kochlauge vorgesehen sind und die Pumpeinrichtungen (20,21, 24) an die Auffangrinnen angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (15, 23, 26) ein Wärmetauscher (14, 22, 25) zum Aufwärmen der Lauge angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Pressen vor und nach der Imprägnierung Trommelpressen (3, 29) dienen.