DE69111165T2

DE69111165T2 - Soak with black liquor before adding the white liquor.

Info

Publication number: DE69111165T2
Application number: DE69111165T
Authority: DE
Inventors: Johan C F C Richter; Ole J Richter
Original assignee: Kvaerner Pulping Technologies AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: EP0477059A2; ATE125010T1; JP3126763B2; FI103589B; FI914378A0; CA2050818C; DE69111165D1; NO913628D0; BR9104005A; FI914378A7; EP0477059A3; FI103589B1; CA2050818A1; EP0477059B1; NO913628L; JPH05132882A

Abstract

A method of continuously digesting comminuted cellulosic fibrous material (e.g. wood chips) is provided which simultaneously improves uniformity of the end product and has substantial energy economy. The chips are slurried, e.g. with black liquor, and fed to the top of a vertical digester. In the digester the chips are soaked in and heated with black liquor withdrawn from near the bottom of the cooking zone, which black liquor is at cooking temperature. White liquor (kraft cooking liquor) introduced into the cooking zone is preheated by passing it in heat exchange relationship with a portion of the black liquor withdrawn from the digester, so that only a small amount of heat in the form of steam need be added to the white liquor to bring it to cooking temperature. At the top of the digester, a portion of the liquid in the slurry can be withdrawn through a screen, pressurized, and then introduced under pressure with a downward velocity component facilitating a zone of concurrent movement of the chips and liquor.

Description

STATE OF THE ART AND BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Seit mehreren Jahrzehnten ist die kontinuierliche Kochung zerkleinerten Cellulosefasermaterials (z.B. Holzschnitzel) zur Zellstoffherstellung, insbesondere Kraftzellstoff, ein äußerst rationelles System zur Herstellung von Zellstoff. Bei kontinuierlicher Kochung muß man jedoch in der Praxis dafür sorgen, daß das Endprodukt gleichförmig ist. Ein wichtiger Punkt bei der Sicherstellung gleichförmiger Qualität des Endprodukts ist es, zufriedenstellende Imprägnierung des Materials mit Kochlauge (Weißlauge) sicherzustellen. Es ist seit langem bekannt, daß frisch gefälltes Holz mit hohem Feuchtigkeitsgehalt schnell und gleichförmig imprägniert wird, während gelagertes Holz mit geringem Feuchtigkeits- und hohem Luftgehalt zur gleichförmigen Imprägnierung wirksames Vordämpfen und günstige Imprägnierungsbedingungen erfordert. Dies ist zwar seit vielen Jahren bekannt, aber diese Tatsache wurde normalerweise nicht effektiv ausgenutzt, um gleichförmige Imprägnierung von Cellulosematerial wie Holzschnitzeln zu sichern.For several decades, continuous cooking of shredded cellulosic fibre material (e.g. wood chips) for pulp production, especially kraft pulp, has been a highly efficient system for producing pulp. However, in practice, continuous cooking requires care to ensure that the final product is uniform. An important point in ensuring uniform quality of the final product is to ensure satisfactory impregnation of the material with cooking liquor (white liquor). It has long been known that freshly felled wood with high moisture content is impregnated quickly and uniformly, while stored wood with low moisture and high air content requires effective pre-steaming and favourable impregnation conditions for uniform impregnation. Although this has been known for many years, this fact has not normally been effectively exploited to ensure uniform impregnation of cellulosic material such as wood chips.

Mit zunehmender Bedeutung der Energieeinsparung wird es ebenfalls wichtig, den Energieverbrauch bei der Kochung so weit wie möglich zu verringern. Typischerweise wird eine erhebliche Menge Energie in Form von Hochdruckdampf in einer kontinuierlichen Zellstoffanlage durch Erhitzen der Weißlauge auf eine angemessene Kochtemperatur (z.B. ungefähr 160-180ºC) und ferner zum Aufheizen der Imprägnierlauge, z.B. Schwarzlauge, verbraucht.As energy conservation becomes more important, it also becomes important to reduce energy consumption in cooking as much as possible. Typically, a significant amount of energy in the form of high pressure steam is consumed in a continuous pulping plant by heating the white liquor to an appropriate cooking temperature (e.g. approximately 160-180ºC) and further for heating the impregnating liquor, e.g. black liquor.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung zerkleinerten Cellulosefasermaterials zur Herstellung von Papierzellstoff, insbesondere Kraftzellstoff, zur Verfügung gestellt, welches erhöhte Gleichförmigkeit und geringstmögliche Energieerfordernisse aufweist. Gegenstand der Erfingung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung zerkleinerten Cellulosefasermaterials zur Herstellung von Kraftzellstoff, bei dem man stufenweise kontinuierlich:According to the invention, a process is provided for the continuous treatment of shredded cellulose fiber material for the production of paper pulp, in particular kraft pulp, which has increased uniformity and the lowest possible energy requirements. The subject of the invention is a process for the continuous treatment of shredded cellulose fiber material for the production of kraft pulp, in which the following are continuously and step by step:

a) zerkleinertes Cellulosefasermaterial mit Flüssigkeit zu einem Stoff aufschläznmt,a) crushed cellulose fibre material is mixed with liquid to form a substance,

b) den Stoff in eine Imprägnierungszone einführt,(b) introduces the substance into an impregnation zone,

c) den Stoff in der Imprägnierungszone mit Heizund Tränkungsflüssigkeit imprägniert,c) the material in the impregnation zone is impregnated with heating and impregnating liquid,

d) den Stoff aus der Imprägnierungszone in eine Kochzone überführt,d) transferring the material from the impregnation zone to a cooking zone,

e) den Stoff in der Kochzone bei der Kochtemperatur mit Kraftkochlauge behandelt, um das Material in dem Stoff zur Herstellung von Kraftzellstoff aufzuschließen,(e) treating the stock in the cooking zone at the cooking temperature with kraft cooking liquor to digest the material in the stock to produce kraft pulp,

f) Schwarzlauge bei der Kochtemperatur aus der Kochzone abzieht undf) Black liquor is removed from the cooking zone at cooking temperature and

g) mindestens einen Teil der in Stufe f) abgezogenen Schwarzlauge zur Lieferung mindestens eines Teils der Imprägnierflüssigkeit in Stufe c) in die Imprägnierungszone überführt.g) at least part of the black liquor withdrawn in stage f) is transferred to the impregnation zone to supply at least part of the impregnating liquid in stage c).

Dies ist in US -A-3 303 088 beschrieben.This is described in US-A-3 303 088.

Unsere Erfindung unterscheidet sich dadurch von US -A-3 303 088, daß dieses Aufschlämmen in einem Hochdruckzufuhrgefäß erfolgt und daß man diese Imprägnierung in Stufe c) mittels raschem Verdrängungsaufheizen des zerkleinerten Cellulosefasermaterials durch Einführung von Schwarzlauge im wesentlichen bei der Kochtemperatur durchführt und dann eine rasche Diffusionsimprägnierung durch Einführen von Weißlauge in das Material bewirkt, um eine kontinuierliche Kraf tkochung des Materials zu erzielen.Our invention differs from US-A-3,303,088 in that this slurrying is carried out in a high pressure feed vessel and in that this impregnation is carried out in step c) by means of rapid displacement heating of the shredded cellulosic fiber material by introducing black liquor substantially at the cooking temperature and then effecting rapid diffusion impregnation by introducing white liquor into the material to achieve continuous force cooking of the material.

Im Gegensatz zu US -A-3 303 088 lehrt unsere Erfindung daher die Anwendung raschen Verdrängungsaufheizens des Fasermaterials durch Einführung von Schwarzlauge im wesentlichen bei der Kochtemperatur, d.h. erfindungsgemäß wird die in den Schnitzeln vorhandene Feuchtigkeit (z.B. Kondensat vom Dämpfen) durch heiße Schwarzlauge verdrängt, was wirksames Aufheizen und Imprägnieren der Schnitzel sowie auch weitere Vorteile bewirkt. Die nunmehr mit heißer Schwarzlauge imprägnierten Schnitzel sind für Diffusion von Chemikalien sehr zugänglich. Demgemäß werden sich die wirksamen Chemikalien der Weißlauge, die nach der Imprägnierung eingeführt werden, sehr schnell in jeden Schnitzel bewegen und das eigentliche Aufschlußverfahren ingangsetzen.In contrast to US-A-3 303 088, our invention therefore teaches the use of rapid displacement heating of the fiber material by introducing black liquor substantially at the cooking temperature, i.e., according to the invention, the moisture present in the chips (e.g. condensate from steaming) is displaced by hot black liquor, which brings about effective heating and impregnation of the chips as well as other advantages. The chips now impregnated with hot black liquor are very accessible to diffusion of chemicals. Accordingly, the active chemicals of the white liquor, introduced after impregnation, will move very quickly into each chip and initiate the actual digestion process.

Vorzugsweise erfolgt dabei auch die weitere Stufe h) einer Vorwärmung der Kochlauge vor der Einführung in die Kochzone, indem man sie in Wärmeaustausch mit einem ersten Teil der in Stufe f) abgezogenen Schwarzlauge bringt, während ein zweiter Teil der in Stufe f) abgezogenen Schwarzlauge in Stufe g) verwendet wird.Preferably, the further step h) of preheating the cooking liquor before it is introduced into the cooking zone is also carried out by exchanging heat with a first part of the black liquor removed in step f), while a second part of the black liquor removed in step f) is used in step g).

Die Stufe b) läßt sich zum Teil dadurch durchführen, daß man einen Teil der Flüssigkeit aus dem Stoff in einem Abzugsbereich über der Imprägnierungszone abzieht, die abgezogene Flüssigkeit unter Druck setzt und die unter Druck gesetzte abgezogene Flüssigkeit über dem Abzugsbereich vorwiegend nach unten gerichtet in den Stoff einführt. Die Stufen c) und g) erfolgen vorzugsweise dadurch, daß man einen Teil der Flüssigkeit aus dem Stoff in der Imprägnierungszone bei einem Abzugsbereich abzieht, die abgezogene Flüssigkeit in die Imprägnierungszone über dem Abzugsbereich rezirkuliert und der rezirkulierten abgezogenen Flüssigkeit Schwarzlauge aus Stufe f) zusetzt. Die Stufe a) führt man vorzugsweise durch Aufschlämmung des Materials mit Schwarzlauge durch. Die Stufen b) - f) führt man vorzugsweise in einem einzigen senkrechten Gefäß durch, wobei sich das Material während der Behandlung im Gefäß von oben nach unten bewegt.Step b) may be carried out in part by withdrawing a portion of the liquid from the material in a withdrawal zone above the impregnation zone, pressurizing the withdrawn liquid and introducing the pressurized withdrawn liquid into the material above the withdrawal zone in a predominantly downward direction. Steps c) and g) are preferably carried out by withdrawing a portion of the liquid from the material in the impregnation zone at a withdrawal zone, recirculating the withdrawn liquid to the impregnation zone above the withdrawal zone and adding black liquor from step f) to the recirculated withdrawn liquid. Step a) is preferably carried out by slurrying the material with black liquor. Steps b) - f) are preferably carried out in a single vertical vessel with the material moving from top to bottom in the vessel during treatment.

Noch ein weiterer Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein ein Verfahren zur Behandlung eines Stoffs aus zerkleinertem Cellulosefasermaterial in einem aufrechten Gefäß mit einem Kopf und Fuß sowie mindestens ersten, zweiten und dritten Sätzen von Böden, die senkrecht voneinander beabstandet sind, wobei sich der erste Satz Böden zuoberst und der dritte Satz Böden zuunterst befindet. Dieses Verfahren umfaßt die Stufen, daß man:Yet another object of the present invention is a method of treating a mass of shredded cellulosic fiber material in an upright vessel having a head and a foot and at least first, second and third sets of trays spaced vertically from one another, the first set of trays being uppermost and the third set of trays being lowermost. This method comprises the steps of:

a) den Stoff in den Kopf des Gefäßes einführt, so daß er darin von oben nach unten strömt, b) einen Teil der Flüssigkeit aus dem Stoff mit dem ersten Satz Böden abzieht und die abgezogene Flüssigkeit über dem ersten Satz Böden in das Gefäß zurückführt, c) einen Teil der Flüssigkeit aus dem Stoff mit dem zweiten Satz Böden abzieht und die abgezogene Flüssigkeit über dem zweiten Satz Böden in das Gefäß zurückführt, d) einen Teil der Flüssigkeit aus dem Stoff mit dem dritten Satz Böden abzieht und mindestens einen Teil der aus dem dritten Satz Böden abgezogenen Flüssigkeit zur Einführung in das Gefäß mit der rezirkulierten Flüssigkeit aus Stufe b) in die aus dem ersten Satz Böden abgezogene Flüssigkeit überführt sowie e) Zellstoff vom Fuß des Gefäßes unter dem dritten Satz Böden abzieht. Ein vierter Satz Böden wird vorzugsweise ebenfalls über dem ersten Satz eingesetzt. Flüssigkeit wird durch den vierten Satz Böden abgezogen, unter Druck gesetzt und dann über dem vierten Satz Böden mit einer im wesentlichen nach unten gerichteten Geschwindigkeit eingeführt, um so die Bewegung des Materials zu unterstützen.a) the substance is introduced into the head of the vessel so that it flows from top to bottom, b) part of the liquid is drawn off from the substance using the first set of plates and the drawn off liquid is returned to the vessel via the first set of plates, c) part of the liquid is drawn off from the substance using the second set of plates and the drawn off liquid is returned to the vessel via the second set of plates, set of trays back into the vessel; d) withdrawing a portion of the liquid from the stock using the third set of trays and transferring at least a portion of the liquid withdrawn from the third set of trays into the liquid withdrawn from the first set of trays for introduction into the vessel containing the recirculated liquid from step b); and e) withdrawing pulp from the base of the vessel beneath the third set of trays. A fourth set of trays is preferably also inserted above the first set. Liquid is withdrawn through the fourth set of trays, pressurized and then introduced above the fourth set of trays at a substantially downward velocity so as to assist in the movement of the material.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es&sub1; kontinuierliche Zellstoffkochung mit erheblicher Energieersparnis und gleichzeitig verbesserter Gleichförmigkeit des Endprodukts zu ermöglichen. Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch Kenntnisnahme der näheren Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Ansprüche erläutert.The main object of the present invention is to enable continuous pulp cooking with significant energy savings and at the same time improved uniformity of the final product. These and other objects of the invention will become clear from reading the detailed description of the invention and the appended claims.

SHORT DESCRIPTION OF THE DRAWING

FIGUR 1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Apparatur zur Durchführung des erf indungsgemäßen Verfahrens.FIGURE 1 is a schematic view of an exemplary apparatus for carrying out the method according to the invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWING

Viele der in FIGUR 1 abgebildeten Teile der Apparatur entsprechen den Teilen der Apparatur nach US-A-3 802 956 oder sind damit vergleichbar. Jenes Patent beschreibt Apparaturen zur Durchführung einer kontinuierlichen Zellstoffherstellung, insbesondere Kraftzellstoffherstellung, aus zerkleinertem Cellulosefasermaterial zum Zweck zufriedenstellender Imprägnierung des Materials.Many of the parts of the apparatus shown in FIGURE 1 correspond to or are comparable to the parts of the apparatus according to US-A-3 802 956. That patent describes apparatus for carrying out continuous pulp production, in particular kraft pulp production, from shredded cellulosic fiber material for the purpose of satisfactory impregnation of the material.

Eine Apparatur nach dem System von FIGUR 1, das allgemein mit derjenigen in besagtem Patent 3 802 956 vergleichbar ist, enthält einen Schnitzelbunker 11 (der ein Schnitzeldämpfungsbunker sein kann), der über ein Niederdruckventil 13 mit einem herkömmlichen Dämpfungsgefäß 14 in Verbindung steht. Niederdruckdampf, z.B. mit einer Atmosphäre Überdruck, wird dem Gefäß 14 durch eine Leitung 15 zugeführt, wobei die Luft durch die Leitung 17 ausgetrieben wird. Schließlich gelangen die Schnitzel über den Auslauf 18 in das herkömmliche Hochdruckzufuhrgefäß 19, wobei Flüssigkeit unter Zwangsumlauf mittels der Pumpe 20 aus dem Auslauf 18 fallende Schnitzel - oder ähnliches Cellulosefasermaterial - in der Umlaufflüssigkeit in die Überführungsvorrichtung 19 schleppt.An apparatus according to the system of FIGURE 1, which is generally comparable to that in said patent 3 802 956, comprises a chip bunker 11 (which may be a chip steaming bunker) which is connected via a Low pressure valve 13 is connected to a conventional steaming vessel 14. Low pressure steam, eg at one atmosphere overpressure, is fed to the vessel 14 through a line 15, the air being expelled through the line 17. Finally, the chips pass through the outlet 18 into the conventional high pressure feed vessel 19, with liquid under forced circulation by means of the pump 20 carrying chips - or similar cellulose fiber material - falling from the outlet 18 in the circulating liquid into the transfer device 19.

Erfindungsgemäß gelangen die Schnitzel von dem Hochdruckzufuhrgefäß 19 in der Leitung 21 zum Kopf eines im wesentlichen senkrechten Kochers 22. Der Stoff aus Schnitzeln in Flüssigkeit läuft am Kopf des Kochers 22 in eine Apparatur zur Abtrennung eines Teils der Flüssigkeit, wobei die Apparatur vorzugsweise aus einem Siebring 25 mit einer Förderschnecke 27 darin besteht und wobei die abgezogene Flüssigkeit in der Leitung 23 zurück zur Pumpe 20 strömt. Ein Boden 28 befindet sich nahe am Kopf des Kochers 22, aber unter dem Ring 25 und der Schnecke 27, die mit der Pumpe 26 verbunden ist, welche ihrerseits an Düsen 24 angeschlossen ist. Ein Teil der aus dem Stoff durch den Boden 28 abgezogenen Flüssigkeit wird durch die Pumpe 26 unter Druck gesetzt und dann im wesentlichen nach unten gerichtet über dem Boden 28 durch die Düsen 24 zurück in das Gefäß gedrückt. Dieses System dient vorwiegend der Erzeugung einer abwärts wirkenden Kraft auf das Material für Betriebszwecke, so daß es zunächst zusammen mit Flüssigkeit nach unten in den Kocher 22 strömt. Ein Teil der durch den Boden 28 abgezogenen Flüssigkeit gelangt über die Leitung 30, wie weiter unten beschrieben, zur zweiten Stufe 90 eines Entspannungstanksystems.According to the invention, the chips pass from the high pressure feed vessel 19 in line 21 to the head of a substantially vertical cooker 22. The stock of chips in liquid passes at the head of the cooker 22 into an apparatus for separating a portion of the liquid, the apparatus preferably consisting of a sieve ring 25 with a conveyor screw 27 therein, and the withdrawn liquid flows in line 23 back to the pump 20. A tray 28 is located near the head of the cooker 22, but below the ring 25 and the screw 27, which is connected to the pump 26, which in turn is connected to nozzles 24. A portion of the liquid withdrawn from the stock through the tray 28 is pressurized by the pump 26 and then forced substantially downwardly above the tray 28 through the nozzles 24 back into the vessel. This system serves primarily to create a downward force on the material for operational purposes so that it initially flows downwardly into the digester 22 together with liquid. A portion of the liquid withdrawn through the bottom 28 passes via line 30, as described below, to the second stage 90 of a flash tank system.

Die Schnitzel werden mittels in der Schleife 37 unter der Einwirkung der Pumpe 35 strömender Flüssigkeit durch den Auslauf 18 in das Hochdruckzufuhrgefäß 19 gespült. Uberschüssige Flüssigkeit gelangt in das Niveaugefäß 39 und wird von da durch Leitung 41 und Pumpe 29 auf die Hochdruckseite zurückgeführt. Außerdem kann man Zusatzflüssigkeit - die Schwarzlauge von der Quelle 33, Weißlauge von der Quelle 31 oder eine Kombination von beiden (wie durch das Ventil 48 dosiert) sein kann - über die Ventile 10 bzw. 12 einführen. Diese Flüssigkeit strömt über die Leitung 50 zur oberen Außenseite des Siebrings 25 - d.h. der Hochdruckschleife.The chips are flushed through the outlet 18 into the high-pressure feed vessel 19 by means of liquid flowing in the loop 37 under the action of the pump 35. Excess liquid enters the level vessel 39 and is returned from there to the high-pressure side via line 41 and pump 29. In addition, make-up liquid - which may be black liquor from source 33, white liquor from source 31, or a combination of both (as metered by valve 48) - may be introduced via valves 10 and 12, respectively. This liquid flows via line 50 to the upper outside of the strainer ring 25 - ie the high pressure loop.

Unter dem Boden 28 nahe dem Kopf des Gefäßes 22 befindet sich eine Imprägnierungszone. In dieser ist ein mit einer Pumpe 42 vorbundener Boden 40 vorgesehen. Die Pumpe 42 zieht einen Teil der Flüssigkeit aus dem sich im Gefäß 22 nach unten bewegenden Stoff ab und rezirkuliert ihn in der Schleife 43 zum Einlaßrohr 46 über dem Boden 40. Dadurch eingeführte Flüssigkeit neigt dazu, im Gegenstrom zu den sich im Gefäß 22 nach unten bewegenden Schnitzeln zu fließen und wird schließlich durch den Boden 28 abgezogen. Ein Aufheizer, wie ein indirekter Aufheizer (der Flüssigkeit mit Dampf erhitzt) kann in der Kreislaufschleife 43 vorgesehen werden, ist aber erfindungsgemäß nicht notwendig.An impregnation zone is located beneath the tray 28 near the top of the vessel 22. In this, a tray 40 is provided, connected to a pump 42. The pump 42 withdraws a portion of the liquid from the material moving downward in the vessel 22 and recirculates it in the loop 43 to the inlet pipe 46 above the tray 40. Liquid introduced thereby tends to flow countercurrent to the chips moving downward in the vessel 22 and is ultimately withdrawn through the tray 28. A heater, such as an indirect heater (which heats liquid with steam) can be provided in the circulation loop 43, but is not necessary according to the invention.

Unter dem Boden 40 befindet sich eine Kochzone. Innerhalb der Imprägnierungs- und Kochzone liegen ein oder mehrere Böden 63, 87 und 92. Ein Teil der Flüssigkeit in der sich am Boden 63 abwärts bewegenden Flüssigkeit wird daraus über die Pumpe 65 abgezogen und zum Erhitzen durch einen herkömmlichen indirekten Dampfaufheizer (Wärmeaustauscher) 67 geführt, wobei die abgezogene Flüssigkeit rezirkuliert und in einer zentralen Rückführungsleitung 69 über dem Boden 63 in die Schnitzelsäule eingeführt wird. Erfindungsgemäß kann Kraftkochlauge (Weißlauge) von der Quelle 31 durch die Pumpe 36 zu dieser Rezirkulationsschleife gepumpt, z.B. der Pumpe 65 zugesetzt, werden, um mit der rezirkulierten Flüssigkeit eingeführt zu werden.A cooking zone is located below the tray 40. Within the impregnation and cooking zone are one or more trays 63, 87 and 92. A portion of the liquid in the liquid moving downwards along the tray 63 is withdrawn therefrom via the pump 65 and passed through a conventional indirect steam heater (heat exchanger) 67 for heating, the withdrawn liquid being recirculated and introduced into the chip column in a central return line 69 above the tray 63. According to the invention, power cooking liquor (white liquor) can be pumped from the source 31 through the pump 36 to this recirculation loop, e.g. added to the pump 65, to be introduced with the recirculated liquid.

Die Böden 87 und 92 ziehen Schwarzlauge aus dem Kocher 22 ab. Ein Teil der durch den Boden 92 unter der Einwirkung der Pumpe 93 abgezogenen Schwarzlauge kann in den Kocher 22 rezirkuliert und an der zentralen Leitung 95 eingeführt werden, während ein anderer Teil durch das Ventil 32 schließlich zum Entspannungstank 90 der zweiten Stufe fließt. Die Leitung 91 vom Fuß des Entspannungstanks 90 kann dazu dienen, die Quelle 33 mit Schwarzlauge zu versorgen. Ferner gelangt durch den Boden 87 abgezogene Schwarzlauge erfindungsgemäß in die Leitung 110, die mit der Kreislaufschleife 43 einschließlich der Pumpe 42 verbunden ist, so daß sie an der Rückführungsleitung 46 in das Gefäß eingeführt wird. Die Schwarzlauge in der Leitung 110 befindet sich im wesentlichen auf Kochtemperatur (z.B. etwa 160-180ºC).The trays 87 and 92 withdraw black liquor from the digester 22. A portion of the black liquor withdrawn through the tray 92 under the action of the pump 93 can be recirculated into the digester 22 and introduced into the central line 95, while another portion can be finally discharged through the valve 32 to the flash tank 90 of the second stage. Line 91 from the base of flash tank 90 may be used to supply black liquor to source 33. Further, according to the invention, black liquor withdrawn through bottom 87 enters line 110 which is connected to circulation loop 43 including pump 42 so that it is introduced into the vessel at return line 46. The black liquor in line 110 is substantially at boiling temperature (eg about 160-180ºC).

Ein weiterer Teil der mit den Böden 87 abgezogenen Flüssigkeit - der sich ebenfalls im wesentlichen auf Kochtemperatur befindet - wird dazu verwendet, die von der Quelle 31 in die Pumpe 65 eingeführte Weißlauge vorzuwärmen. Dies erfolgt vorzugsweise, imdem man die Leitung 112 und die Leitung 38 in einen Wärmeaustauscher 114 führt, wodurch ein Wärmeaustausch zwischen der heißen Schwarzlauge in der Leitung 112 und der kühlen Weißlauge in der Leitung 38 zustandekommt und letztere vor der Einführung in die Pumpe 65 vorgewärmt wird. Typischerweise würde der Wärmeaustauscher 114 die Weißlauge von etwa 70ºC auf etwa 160ºC vorwärmen. Nur noch eine geringe zusätzliche Energieeingabe von dem Aufheizer 67 ist erforderlich. Nachdem sie einen wesentlichen Teil ihres Wärmewerts im Wärmeaustauscher 114 verloren hat, wird die verbleibende Schwarzlauge in der Leitung 112 zu einem Entspannungstank 89 der ersten Stufe geleitet.A further portion of the liquid withdrawn with the trays 87 - also substantially at boiling temperature - is used to preheat the white liquor introduced from the source 31 into the pump 65. This is preferably done by passing the line 112 and the line 38 into a heat exchanger 114, whereby heat is exchanged between the hot black liquor in the line 112 and the cool white liquor in the line 38 and the latter is preheated prior to introduction into the pump 65. Typically the heat exchanger 114 would preheat the white liquor from about 70ºC to about 160ºC. Only a small additional energy input from the heater 67 is required. After losing a substantial portion of its heat value in heat exchanger 114, the remaining black liquor is passed in line 112 to a first stage flash tank 89.

Außer daß sie den Energiebedarf offensichtlich auf ein Minimum verringert, bewirkt die oben beschriebene Anordnung auch eine sehr gleichförmige Imprägnierung. Die aus der Leitung 110 eingeführte Schwarzlauge tränkt und erhitzt die Schnitzel, was zu deren raschem Verdrängungsaufheizen führt. Diese rasche Verdrängungsaufheizung macht die Schnitzel für die Imprägnierung mit Weißlauge viel zugänglicher. Dies bedeutet, daß rasche Diffusionsimprägnierung der Schnitzel mit Weißlauge stattfindet, wenn sich die Schnitzel nach unten in die Kochzone bewegen und mit der heißen Weißlauge zusammentreffen. Die Schnitzel werden dann bei einer Temperatur von etwa 160-180ºC gekocht und gelangen danach abwärts in den unteren Teil des Kochers 22, wo sie vorzugsweise gewaschen werden.Besides obviously minimising energy requirements, the above arrangement also results in very uniform impregnation. The black liquor introduced from line 110 soaks and heats the chips, resulting in their rapid displacement heating. This rapid displacement heating makes the chips much more amenable to impregnation with white liquor. This means that rapid diffusion impregnation of the chips with white liquor takes place as the chips move downwards into the cooking zone and encounter the hot white liquor. The chips are then cooked at a temperature of about 160-180ºC and then pass downwards into the lower part of the cooker 22, where they are preferably washed.

Nahe dem Fuß des Gefäßes 22 ist ein Boden 79 mit einer Pumpe 81, einem Aufheizer 83 und einer zentralen Einlaufleitung 85 verbunden. Waschflüssigkeit wird in die Leitung 71 eingeführt, um im Gegenstrom (d.h. aufwärts) bezüglich der abwärts strömenden Schnitzel zu fließen, wobei ein Teil der Flüssigkeit durch den Boden 79 abgezogen, erhitzt und zurück in die Leitung 85 rezirkuliert wird. Der gewaschene Kraftzellstoff kann dann vom Fuß des Gefäßes unter Verwendung eines herkömmlichen rotierenden Schabers 99 und gewünschtenfalls einer Drosselvorrichtung 101 ausgetragen werden.Near the base of the vessel 22, a tray 79 is connected to a pump 81, a heater 83 and a central inlet line 85. Wash liquid is introduced into the line 71 to flow countercurrently (i.e., upwardly) with respect to the downwardly flowing chips, with a portion of the liquid being withdrawn through the tray 79, heated and recirculated back into the line 85. The washed kraft pulp can then be discharged from the base of the vessel using a conventional rotary scraper 99 and, if desired, a throttling device 101.

Das Verfahren wurde zwar mit Bezug auf ein einziges aufrechtes Gefäß 22 beschrieben, doch läßt sich das Verfahren auch auf andere Art durchführen (z.B. mit mehr als einem Gefäß), obwohl die Anordnung nach FIGUR 1 mit einem einzigen Gefäß stark bevorzugt wird.Although the process has been described with reference to a single upright vessel 22, the process can be carried out in other ways (e.g., with more than one vessel), although the single vessel arrangement of FIGURE 1 is strongly preferred.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Stoff aus zerkleinertem Cellulosefasermaterial (z.B. Holzschnitzeln) in Flüssigkeit (z.B. Schwarzlauge zusammen mit auf den Schnitzeln kondensiertem Dampf aus dem Dämpfungsgefäß 14 und gegebenenfalls natürlicher Flüssigkeit in den Schnitzeln) am Kopf des Kochers 22 eingeführt und bewegt sich unter der Einwirkung der nach unten gerichteten Flüssigkeitsströmung aus den Düsen 24 im Gefäß 22 abwärts. An einem ersten Satz Böden 40 kann ein Teil der Flüssigkeit in dem Stoff entfernt und in das Gefäß zurückgeführt werden, wobei durch den Boden 87 über die Leitung 110 abgezogene Schwarzlauge in die Kreislaufschleife 43 eingeführt wird. In der Nähe des Bodens 40 und darüber werden die Schnitzel getränkt und erhitzt, wobei sich die Schwarzlauge in der Leitung 110 im wesentlichen auf Kochtemperatur befindet. Dieses rasche Verdrängungsaufheizen der Schnitzel macht sie für die nachfolgende Imprägnierung während ihrer kontinuierlichen Verarbeitung zugänglich.According to one embodiment of the process of the invention, a stock of shredded cellulosic fiber material (e.g. wood chips) in liquid (e.g. black liquor together with steam condensed on the chips from steaming vessel 14 and optionally natural liquid in the chips) is introduced at the top of the digester 22 and moves downward in the vessel 22 under the action of the downward liquid flow from the nozzles 24. At a first set of trays 40, a portion of the liquid in the stock can be removed and returned to the vessel, with black liquor withdrawn through tray 87 via line 110 being introduced into the circulation loop 43. Near tray 40 and above, the chips are soaked and heated, with the black liquor in line 110 being substantially at cooking temperature. This rapid displacement heating of the schnitzels makes them accessible for subsequent impregnation during their continuous processing.

Während sich die Schnitzel im Gefäß 22 weiter nach unten bewegen, kommen sie mit dem zweiten Satz Böden 63 in Berührung. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch diese abgezogen, durch den Aufheizer 67 aufgeheizt und über die zentrale Leitung 69 wieder eingeführt. Von der Pumpe 36 gepumpte Weißlauge von der Quelle 31 in der Leitung 38 wird in dieser Kreislaufschleife der Pumpe 65 zugeführt. Vorzugsweise wird die Weißlauge vorgewärmt, indem man sie durch den Wärmeaustauscher 114 zum Wärmeaustausch mit Schwarzlauge in der Leitung 112 führt. Da die Schnitzel wegen ihrer Tränkung und Erhitzung durch rasches Verdrängungsaufheizen einer Imprägnierung zugänglich sind, erfolgt rasche Diffusionsimprägnierung der Schnitzel mit Weißlauge nahe dem Boden 63 und darüber. Unter dem Boden 63 findet Kraftkochung der Schnitzel statt. Schließlich werden die Schnitzel an oder über dem Boden 79 gewaschen und danach vom Fuß des Gefäßes ausgetragen.As the schnitzels move further down in vessel 22, they come into contact with the second set of floors 63. A portion of the liquid is withdrawn therethrough, heated by the heater 67 and reintroduced via the central line 69. White liquor pumped by the pump 36 from the source 31 in line 38 is fed to the pump 65 in this circulation loop. Preferably the white liquor is preheated by passing it through the heat exchanger 114 for heat exchange with black liquor in line 112. Since the chips are amenable to impregnation by rapid displacement heating due to their soaking and heating, rapid diffusion impregnation of the chips with white liquor takes place near the bottom 63 and above. Force cooking of the chips takes place below the bottom 63. Finally the chips are washed at or above the bottom 79 and thereafter discharged from the base of the vessel.

Es ist somit ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, das eine wesentliche Energieersparnis bewirkt und gleichzeitig die Gleichförmigkeit des in einem kontinuierlichen Kraftzellstoffherstellungsverfahren produzierten Zellstoffs verbessert.It can thus be seen that the present invention provides a process which achieves significant energy savings while improving the uniformity of pulp produced in a continuous kraft pulp manufacturing process.

Claims

1. Process for the continuous treatment of comminuted cellulose fibre material for the production of kraft pulp, in which the following are carried out step by step:

a) comminuted cellulose fibre material is slurried with liquid to form a substance,

(b) introduces the substance into an impregnation zone,

c) the material in the impregnation zone is impregnated with heating and impregnating liquid,

d) transferring the material from the impregnation zone to a cooking zone,

(e) treating the stock in the cooking zone at the cooking temperature with kraft cooking liquor to break down the material in the stock to produce kraft pulp,

f) Black liquor is removed from the cooking zone at cooking temperature and

g) at least part of the black liquor withdrawn in stage f) is transferred to the impregnation zone to supply at least part of the impregnating liquid in stage c),

characterized in that this slurrying is carried out in a high pressure feed vessel (19) and that this impregnation in step c) is carried out by means of rapid displacement heating of the shredded cellulose fiber material by introducing black liquor (46) substantially at the cooking temperature and then a rapid diffusion impregnation is effected by introducing white liquor (31, 69) into the material in order to achieve a continuous force cooking of the material.

2. A process according to claim 1, wherein step a) is carried out using black liquor (33) as the slurry liquid.

3. A process according to claim 2, wherein step e) is carried out by preheating the white liquor (31) before its introduction into the cooking zone by bringing it into heat exchange (114) with a first portion of the black liquor withdrawn in step f), while a second portion of the black liquor withdrawn in step f) is is used.

4. A process according to claim 3, including the further step of further heating the cooking liquor after its preheating in step h) by indirectly heating it with steam (67).

5. A process according to claim 1, wherein step b) is carried out by introducing the white liquor (69) substantially at cooking temperature.

6. Process according to claim 3, including the further step i), wherein after carrying out step h) the first part of the black liquor is passed into a relaxation vessel (89).

7. A process according to claim 1, wherein step b) is carried out by withdrawing a portion of the liquid from the stock in a withdrawal region (28) above the zone, pressurizing (26) the withdrawn liquid and returning the pressurized withdrawn liquid to the stock in a predominantly downward direction above the withdrawal region.

8. A process according to claim 1, wherein steps c) and g) are carried out by withdrawing a portion of the liquid from the stuff in the zone at a withdrawal section (40), recirculating (43) the withdrawn liquid to the zone above the withdrawal section and adding black liquor (110) from step f) to the recirculated withdrawn liquid.

9. The method of claim 1, wherein step e) is further performed by withdrawing liquid from the cooking zone in a withdrawal area (63), recirculating the withdrawn liquid into the cooking zone at a location (69) above the withdrawal area and adding the kraft cooking liquor (31) to the recirculated withdrawn liquid.

10. A process according to claim 9, wherein steps c) and g) are carried out by withdrawing a portion of the liquid from the stuff in the zone at a withdrawal area, recirculating the withdrawn liquid to the zone above the withdrawal area and adding black liquor from step f) to the recirculated withdrawn liquid.

11. A process according to claim 10, wherein step b) is carried out by withdrawing a portion of the liquid from the fabric in a withdrawal region (28) above the impregnation zone, pressurizing (26) the withdrawn liquid and returning the pressurized withdrawn liquid above the withdrawal region in a predominantly downward direction into the fabric.

12. A process according to claim 11, wherein steps b) - f) are carried out in a single vertical vessel (22) and wherein steps b) and d) are carried out by downward introduction of the material.