DE2361627A1

DE2361627A1 - Digesting wood pulp fibres in contra flow - by controlling upward flow of digesting liquor to separate liquor from pulp without screens or filters

Info

Publication number: DE2361627A1
Application number: DE2361627A
Authority: DE
Inventors: Per Tyke Christenson; Johan C F C Richter; Ole Johan Richter
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-12-11
Publication date: 1974-06-12
Also published as: JPS5633515B2; CA1004410A; JPS4986602A

Abstract

Wood pulp fibres are digested in contra-flow by feeding the wood pulp fibres into the digester through a concentric hopper at a rate commensurate with the withdrawal of the digested pulp at the base of the digester and feeding the digesting liquor from the base upwardly past the hopper to separate the liquor. To separate the liquor without entraining any wood pulp fibres and avoid the use of a screen or filter, teh rate of the upwardly fed liquor is controlled such that it does not inhibit the gravitational downward progress of the digested wood pulp fibres. Dimensions of hopper and digester are selected so that the rate of low of the liquor is small than the rate of sinking of the wood pulp.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gegenstrombehandlung von Zellulose-Faser-Material Die Erfindung betrifft eine solche Behandlung von Zellulose-Faser-Material, z.B. in Form von Spänen, suspendierten Fasern, Sägemehl und dergl., wie sie in der Zeiluloseindustrie beispielsweise mit imprägniertem, vorhydrolysiertem oder gekochtem Fasermaterialvor oder nach der Z~erfaserung mit ungebleichten oder gebleichten Fasersuspensionen usw. vorgenommen wird und die im wesentlichen darin besteht, daß das Fasermaterial während einer Bearbeitungsstufe durch Dämpfung, Imprägnierung, Kochen oder eine andere Behandlung ein spezifisches Gewicht erreicht, das höher als dasjenige einer Flüssigkeit ist, in welcher das Fasermaterial suspendiert ist, und sogar höher als eine Behandlungsflüssigkeit, und daß es durch die durch ihr eigenes Gewicht hervorgerufene Sinkbewegung, z.B. durch einen Behälter, mit einer aufwärts fließenden Behandlungsflussigkeit in Berührung kommt und diese Flüssigkeit abgetrennt und aus dem oberen Ende des Behälters ausgetragen wird. Method and device for countercurrent treatment of cellulose fiber material The invention relates to such treatment of cellulosic fiber material, e.g. in the form of chips, suspended fibers, sawdust and the like, as used in the pulp industry for example with impregnated, pre-hydrolyzed or boiled fiber material or after pulping with unbleached or bleached fiber suspensions etc. is made and which consists essentially in that the fiber material during a processing stage by steaming, impregnation, boiling or a other treatment reaches a specific gravity higher than that of one Is liquid in which the fiber material is suspended, and even higher than one Treatment liquid, and that it is caused by its own weight Descent movement, e.g. through a container, with an upward flowing treatment liquid comes in contact and this liquid is separated and removed from the top of the Container is discharged.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin«Siebe oder Filter für die Trennung von Fasermaterial und Flüssigkeit wegzulassen. Es wird also das Fasermaterial kontinuierlich durch einen Schacht in den oberen Teil eines Behandlungsbehälters gefördert, der mit einer Suspensionsflüssigkeit gefüllt ist, und nach-dem es bis zu einer Höhe unmittelbar unterhalb der Schachtöffnung aufgeschichtet worden ist und nach einer gewissen RUckhaltezeit wird das behandelte Fasermaterial aus dem unteren Ende des Behälters kontinuierlich ausgetragen. Oberhalb der Oberfläche des Fasermaterials befindet sich ein gewisses Flüssigkeitsvolumen. Ferner wird in der Nähe des Bodens des Behälters Flüssigkeit zugesetzt, und es strömt diese Flüssigkeit aufwärts im Gegenstrom zum Fasermaterialstrom, um die Suspensionsflüssigkeit zu verdrängen. Die nach aufwärts strömende Flüssigkeit wird von der Oberfläche des Fasermaterials abgetrennt in dem Flüssigkeitsvolumen um den Schacht herum. Durch Auswahl geeigneter ab Schachtfnessungen wird die Geschwindigkeit der aufwärts strömenden Flüssigkeit um den Schacht herum verhältHsmäßig niedrig gehalten, so daß auch leichte Fasermaterialteilchen nicht nach aufwärts bewegt werden. Auch sollten die Flüssigkeitsauslässe verhältnismäßig hoch angeordnet werden im Vergleich zum Schachtauslaß, um den FlUssigkeitsstrom zu stabilisieren. Die Fasermaterialteilalen erhalten somit Zeit zur Ablagerung oder zum Absetzen auf der Oberfläche des anderen Fasermaterials, worauf sie diesem Fasermaterial nach abwärts folgen. The method according to the invention consists essentially in "sieves" or to omit filters for the separation of fiber material and liquid. It will so the fiber material continuously through a shaft in the upper part of a Conveyed treatment tank, which is filled with a suspension liquid, and after-which it is piled up to a height immediately below the manhole opening has been and after a certain retention time, the treated fiber material discharged continuously from the lower end of the container. Above the surface there is a certain volume of liquid in the fiber material. Furthermore, in liquid is added near the bottom of the container, and this liquid flows upwards in countercurrent to the fiber material flow to the suspension liquid push away. The upward flowing liquid is drawn from the surface of the Fiber material separated in the volume of liquid around the shaft. By Choosing suitable ab shaft fixings will depend on the speed of the upward flowing liquid around the shaft is kept relatively low, so that also light fiber material particles cannot be moved upwards. The liquid outlets should also be proportionate be placed high in comparison to the shaft outlet, around the liquid flow to stabilize. The fiber material partals are thus given time to deposit or to settle on the surface of the other fiber material, whereupon this fiber material follow downwards.

Das üblicherweise bekannte Problem der Zellulose industrie bezüglich verstopfter Siebe oder Filter in Verbindung mit der Trennung von Fasermaterial und Flüssigkeit kann infolgedessen bei einer solchen Behandlung des Fasermaterials als gelöst angesehen werden. Die Erfindung ist auch auf eine Vorrichtung gerichtet, die für die Durchführung des Verfahrens geeignet ist. The commonly known problem of the cellulose industry related to clogged sieves or filters in connection with the separation of fiber material and As a result, liquid can in such a treatment of the fiber material as be considered resolved. The invention is also directed to a device which is suitable for carrying out the procedure.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem-bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert, das zur Durchführung einer Verdräqungsbehandlung im Gegenstrom für eine Fasersuspension geeignet ist. The invention is illustrated below with reference to the drawing of a preferred one Embodiment explained in more detail, that for carrying out a Verdräqungsverarbeitung is suitable in countercurrent for a fiber suspension.

Der dargestellte Behandlungsbehälter ist ein Turm mit einer zylindrischen Wand 10 und mit konisch geformtem Oberteil 11 und einem konischen unteren Teil 12. Der Oberteil ist mit einer Abdeckung 15 versehen, an welcher ein vertikaler, gerader oder sich nach abwärts etwas erweiternder Einlaßschacht 14 mit vollständiffenem unteren Ende befestigt ist, durch welchen Fasermaterial 15 in den Behälter gefördert wird. Im oberen Teil des Behälters oberhalb der Schachtöffnung sind ein oder mehrere Flüssigkeitsauslässe angeordnet, die mit einer Leitung 16 angedeutet sind, durch welche Flüssigkeit 17 den Behälter verlassen kann. Der Bodenteil des Behälters ist mit einem Deckel 18 versehen, durch den eine vertikale Welle 19 verläuft. Die Welle ist mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung 20 drehbar und ist mit einer Dichtung, z.B. einer Stopfbuchse 21, versehen. Die Welle 19 ist hohl, und es ist der Innenraum 22 an seinem unteren Ende -mittels einer geeigneten Kupplung 25, z.I3. einer drehbaren Kupplung mit einer Leitung 24 für die Zuführung von Behandlungsflüssigkeit 25 versehen. Am oberen Ende des Raumes 22 sind eine oder mehrere radiale armartige Einrichtungen 26 vorgesehen, die mit Hohlräumen 27 und and Offnungen 28 für die Verteilung von Flüssigkeit versehen sind, Die Behandlungsflüssigkeit 25 wird durch den Einlaß 24 zugeführt und erreicht zunächst den Hohlraum 22 darauf den Hohlraum 27 und sie strömt darauf durch die Öffnungen 28 aus Während der Rotation der Welle 19 wird auch der Arm 26 gedreht, und es wird Behandlungsflüssigkeit über den Querschnitt dds Behälters verteilt. An der sich drehenden Welle 19 sind auch eine Zahl Arme 29, 30, 31 befestigt, die z.B. mit blattartigen Schaufeln 52, 55, 34 zum Umrühren und zum Austragen von Fasermaterial versehen sind, -welches dann den Behälter durch den Auslaß 55 verläßt. The treatment tank shown is a tower with a cylindrical Wall 10 and with a conical top part 11 and a conical lower part 12. The upper part is provided with a cover 15 on which a vertical, straight or downwardly widening inlet duct 14 with is attached completely to the lower end, through which fiber material 15 in the Container is promoted. In the upper part of the container above the shaft opening one or more liquid outlets are arranged, which are connected to a line 16 are indicated, through which liquid 17 can leave the container. The bottom part of the container is provided with a lid 18 through which a vertical shaft 19 runs. The shaft is rotatable with the aid of a drive device 20 and is with a seal such as a stuffing box 21. The shaft 19 is hollow, and it is the inner space 22 at its lower end by means of a suitable coupling 25, e.g. I3. a rotatable coupling with a line 24 for the supply of treatment liquid 25 provided. At the upper end of the space 22 are one or more radial arm-like Means 26 provided with cavities 27 and and openings 28 for the Distribution of liquid are provided, the treatment liquid 25 is through the inlet 24 is supplied and first reaches the cavity 22 on the cavity 27 and it then flows out through the openings 28 during the rotation of the shaft 19 the arm 26 is also rotated and there is treatment liquid over the cross-section dds container distributed. On the rotating shaft 19 are also a number of arms 29, 30, 31 attached, for example with blade-like paddles 52, 55, 34 for stirring and are provided for discharging fiber material, -which then passes through the container the outlet 55 leaves.

Die Höhe oder das Niveau des Fasermaterials im Behälter kann gesteuert werden durch ein Niveau-Meßgerät 58, das über eine Verbindungsleitung 37 das Ventil 36 in der Auslaßleitung 35 steuert. Irgendeine gewünschte Verdrängungsflüssigkeit 39 kann durch eine Anzahl gleichmäßig verteilter Einlässe 40, die um den Umfang des Behälters angeordnet sind, zugefügt werden. The height or level of the fiber material in the container can be controlled are by a level measuring device 58, which via a connecting line 37 the valve 36 in the outlet line 35 controls. Any displacement fluid desired 39 can pass through a number of evenly distributed inlets 40 around the circumference of the container are arranged to be added.

Während des Arbeitsvorganges tritt das Fasermaterial zusammen mit seiner Suspensionsflüssigkeit durch den Schacht 14 in den Behälter ein, der mit Flüssigkeit gefüllt ist oder der zumindest ein Flüssigkeitsniveau oberhalb des Auslasses 16 aufweist. Aufgrund seiner Absinkneiung bildet das Fasermaterial eine geneigte Oberfläche 41 entsprechend dem natürlichen SchUttwinkels Die freie Oberfläche 41 stellt dann die Auslaßfläche des Fasermaterials dar, von welcher nach aufwärts strömende Flüssigkeit ohne Verwendung von Sieben oder Filtern getrennt wird Das eintretende Fasermaterial kann auch verteilt werden mittels z.B. eines rotierenden Schabers (nicht dargestellt). During the work process, the fiber material comes together with its suspension liquid through the shaft 14 into the container with Liquid is filled or the at least one liquid level above the outlet 16 has. Due to its sinking angle, the fiber material forms an inclined one Surface 41 corresponding to the natural angle of repose The free surface 41 then represents the outlet area of the fiber material, of which upward flowing liquid separated without the use of sieves or filters The incoming fiber material can also be distributed by means of e.g. rotating scraper (not shown).

Eine mögliche Ausführung eines solchen Schabers kann bestehen aus einer Verlängerung der Welle -19 nach aufwärts bis in die Nähe des Schachtes 14. Dort kann die Welle mit einem oder mit mehreren Schaberarmen versehen sein, die sich nach auswärts bis an den Umfang des Behälters erstrecken.One possible design of such a scraper can consist of an extension of the shaft -19 upwards to the vicinity of the shaft 14. There the shaft can be provided with one or more scraper arms that extend outward to the perimeter of the container.

Während der Drehung der Welle wird das eintretende Fasermaterial über den Querschnitt des Behälters verteilt, und es wird dann eine mehr oder weniger horizontale Oberfläche bilden. Dies kann von vorteilhafter Wirkung auf die Trennoperation sein.During the rotation of the shaft, the incoming fiber material is over the cross-section of the container is distributed, and there is then a more or less form horizontal surface. This can have a beneficial effect on the separation operation be.

Während seiner kontinuierlichen Abwärtsströmung im Behälter trifft das Fasermaterial auf eine im Gegenstrom nach aufwärts strömende Behandlungsflüssigkeit 25, die durch den Einlaß 24, den Raum 22 und den Raum 27 eintritt. Diese Flüssigkeit strömt aus durch die Öffnungen 28 und wird durch die Drehung der Welle 19 über die tuerschnittsflEche des Behälters verteilt. Die Behandlungsflüssigkeit kan auch auf andere Weise verteilt werden, wie es z.B. bei kontinuierlichen Kochern bekannt ist, nämlich durch Zufügung der Behandlungsflüssigkeit durch eine zentrale Leitung im Behälter9 wobei die Flüssigkeit radial nach außen zu Trennsieben oder Trennfiltern in der Behälterwand strömt. Die Menge an zugesetzter Behandlungsflüssigkeit wird ausgeglichen durch die eintretende und austretende Flüssigkeit zusammen mit dem Fasermaterial und der zugeführten Flüssigkeit fUr die Verdrängung und auch der abgezogenen Flüssigkeit in solcher -Menge, daß sich-die Behandlungs flüssigkeit nach aufwärts im Gegenstrom zum Fasermaterial mit einer ausreichend geringen Geschwindigkeit bewegt, wobei eine Steuerung derart erfolgt, daß das Fasermaterial nicht nach aufwärts getragen wird und daß ferner der Auslaß 16 für das Austragen von Flüssigkeit in einer solchen Höhe oberhalb des Fasermaterialniveaus und damit oberhalb des unteren Endes des Schachtes, z.B. in einer Höhe, die nicht weniger als ein Fünftel des Behälterdurchmessers beträgt, so angeordnet ist, daß der FlUssigkeitsraum 42 einen ausreichenden Querschnitt und ein ausreichendes Volumen erhält, so daß es eventuellen feinen Teilchen des Fasermaterials in der Flüssigkeit ermöglicht wird, abwärts zu sinken, sich abzusetzen und dann dem anderen Fasermaterial nach abwärts durch den Behälter zu folgen, d.h. die Geschwindigteit der aufwärtsströmenden Flüssigkeit muß geringer sein als die Sinkgeschwindigkeit des Fasermaterials. During its continuous downward flow in the container meets the fiber material onto a treatment liquid flowing upwards in countercurrent 25 entering through inlet 24, space 22 and space 27. This liquid flows out through the openings 28 and is by the rotation of the shaft 19 over the cross-sectional area of the container. The treatment liquid can also be used other way distributed, as is the case, for example, with continuous Kochern is known, namely by adding the treatment liquid by a central line in the container9 whereby the liquid radially outwards to separating sieves or separating filters in the container wall. The amount of treatment liquid added is balanced by the entering and exiting liquid along with the fiber material and the supplied liquid for the displacement and also the withdrawn liquid in such an amount that the treatment liquid upwards in countercurrent to the fiber material at a sufficiently low speed moved, with control being such that the fiber material does not move upwards is carried and that further the outlet 16 for the discharge of liquid in such a height above the fiber material level and thus above the lower level End of the shaft, e.g. at a height that is not less than a fifth of the container diameter is arranged so that the liquid space 42 has a sufficient cross section and is given sufficient volume to contain any fine particles of the Fiber material in the liquid is allowed to sink downwards, to settle and then following the other fibrous material down through the container, i.e. the speed of the upward flowing liquid must be less than that Descent rate of the fiber material.

In dieser Beziehung muß auch die querschnittsfläche des Schachtes 14 in Betracht gezogen werden. Vorzugsweise sollte sie ein Fünftel der Behälter-Querschnittsfläche nicht Ubersteigen, Infolgedessen werden Teilchen des FaseFmaterials nicht bis hinauf zur Wandöffnung des Auslaases 16 hinaufgelangen, und infolgedessen werdettelne Filter oder Siebe für die Trennung von FlUssigkeit und Fasermaterial am Auslaß benötigt. Das Arbeiten ohne Siebe bzw. Filter ist von sehr großem Vorteil, da, wie bereits erwähnt, insbesondere bei Anwendung von Fasermaterial, Siebe bz. Filter oft die Neigung haben, zu verstopfen, wodurch sich große Probleme ergeben und möglicherweise die Arbeitsweise unterbrochen wird.In this regard, the cross-sectional area of the shaft must also 14 should be considered. Preferably it should be one fifth of the cross sectional area of the container Do not exceed, as a result, particles of the fibrous material will not go up up to the wall opening of the outlet 16, and consequently filters become or sieves are required for the separation of liquid and fiber material at the outlet. Working without a sieve or filter is a great advantage, because, as before mentioned, especially when using fiber material, sieves or filters, often the Have a tendency to clog, which creates and potentially major problems the working method is interrupted.

In der Zeichnung ist der Behälter selbst so dargestellt, daß er durch den Einlaßschacht 14 offen ist, d.h. mit anderen Worten, daß er dem atmosphärischen Druck unterliegt, jedoch ist es natürlich möglich, den Behälterteil so auszubilden, daß während der Behandlungszeit ein bestimmter Druck aufrechterhalten werden kann. Das Fasermaterial kann dann durch bekannte Verfahren in den Behälter eingebracht werden, beispielsweise mit Hilfe einer rotierenden Frdervorrichtung oder eines Propfenförderers, einer Pumpe,einer Schnecke oder dergl. Ein unter Druck arbeitendes System beeinflußt nicht in beträchtlichem Maße die Austragung aus dem Behälter, da es möglich ist, wie von den kontinuierlichen Kochern bekannt, z.B. den Inhalt-des unter Druck stehenden Behälters durch den Auslaß 55 auszublasen und die Strömung mit Hilfe eines Ventils 36 zu regulieren, um das Material weiter einem geeigneten Zyklon oder einer anderen Behandlungsvorrichtung zuzuführen. Der Druck bewirkt auch, daß das Fasermaterial schneller sinkt, insbesondere dann, wenn es Luft oder Gase enthält. In the drawing, the container itself is shown so that it is through the inlet duct 14 is open, in other words that it is the atmospheric Subject to pressure, but it is of course possible to design the container part so that a certain pressure can be maintained during the treatment time. The fiber material can then be introduced into the container by known methods , for example with the help of a rotating conveyor device or a plug conveyor, a pump, a screw or the like. A system operating under pressure influences not to a considerable extent the discharge from the container, there it is possible, as known from the continuous cookers, e.g. the content of the pressurized container to blow out through outlet 55 and the flow with the aid of a valve 36 to regulate the material further to a suitable Cyclone or another treatment device to be fed. The pressure also causes that the fiber material sinks faster, especially if it is air or gases contains.

In der Zeichnung ist der Behälter selbst als getrennte Einheit dargestellt, jedoch kanWaer Behälter auch einen integrierten Teil einer Vorrichtung mit oder ohne Uberatmosphärischem Druck für gewisse Behandlungsfolgen oder Reihenfolgen von Behandlungen des Fasermaterials in solcher Weise darstellen, daß z.B. dem Behälter ein ähnlicher Behälter für eine gewisse Vorbehandlung des Fasermaterials vorangeht und/ oder-daß dem Behälter ein ähnlicher Behälter für eine gewisse Nachbehandlung des Fasermaterials nachgeschaltet ist oder daß der Behälter einen Teil eines größeren Behälters darstellt, in welchem das Fasermaterial zwei oder mehreren Behandlungsstufen nacheinander unterworfen werden kann. In the drawing, the container itself is shown as a separate unit, however, KanWaer containers also have an integrated part of a device with or without excessive atmospheric pressure for certain treatment sequences or sequences of Represent treatments of the fibrous material in such a way that, for example, the container a similar container precedes some pre-treatment of the fiber material and / or that the container has a similar container for a certain post-treatment of the fiber material is connected downstream or that the container is part of a larger Represents the container in which the fiber material has two or more treatment stages can be successively subjected.

Die vorstehende Beschreibung betrifft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, jedoch kann die Erfindung innerhalb des Bereiches der folgenden Patentansprüche abgewandelt werden. The above description relates to a preferred embodiment, however, the invention can be within the scope of the following claims be modified.

Claims

PATENT TO P R U c HE

01. Process for countercurrent treatment of cellulose fiber material in a container filled with liquid, characterized in that the fiber material through a shaft-like inlet arranged vertically and centrally in the container with the lower end fully open in substantially continuous flow in the liquid is entered, the fiber material of approximately the height of the Opening downwards forms a continuous column of fibrous material in which the fibrous material particles sink downward at a rate that the Discharge of fiber material through an outlet at the lower end of the container, that at the lower end distributed treatment liquid in countercurrent to the fiber material up and past the lower end of the manhole to one or more outlets flows through which the treatment liquid together with displaced liquid is discharged, and that the shaft dimensions in relation to the container dimensions and the velocity of the liquids flowing upward in the liquid chamber are coordinated around the shaft in relation to each other so that the speed the upward flow is less than the rate of descent of the Fiber material, so that the fiber material does not go up through the liquid is moved and so that a separation of the liquid without the use of sieves or filtering can be done.

2. The method according to claim 1, characterized in that the treatment takes place at atmospheric pressure.

3 The method according to claim 1, characterized in that the treatment takes place with overpressure.

4. Device, in particular for performing the method according to Claim 1, characterized in that a preferably circular in cross section Container (10) with a shaft-like inlet (14) for fiber material (15) and suspension liquid is provided, which protrudes into the container (10) that the shaft-like inlet (14) has an open lower end at a predetermined height that the container (10) at the lower end with an outlet device (35) for fiber material and liquid with means (24, 22, 27) for the inlet and distribution of treatment liquid (25), with a device for supplying diluting liquid () 9) and with a device (19, 29 -) 4) for stirring the fiber material and liquid of the event and at the upper end above the shaft warning with one or more screenless or filterless liquid outlet openings (l6) is.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the or the liquid outlets (16) on the upper part of the container (11) at a distance above the shaft opening are arranged, which is at least one fifth of the container diameter is equivalent to.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the lower open end of the shaft-like inlet (14) has a diameter, which does not exceed one fifth of the container diameter.

L e r s e i t e