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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Zellstoff aus holzhaltigem
Rohstoff. Um aus holzhaltigem Rohstoff Zellstoff zu gewinnen, wird gegenwärtig in
folgender Weise gearbeitet: Der Rohstoff wird durch Waschen oder durch Luftströme
von Staub und Fremdstoffen befreit und dann in einem Kocher der Einwirkung einer
alkalischen Lauge unter Druck während einer gewissen Zeit unterworfen. Das gekochte
Material wird auf einem Filter von der Lauge getrennt und dann mehrmals gewaschen,
worauf es gemahlen, mit Wasser gespült und gebleicht wird. Nacli dem Waschen ist
dann das Material zur Verarbeitung auf Papier usw. geeignet.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung von Zellstoff in
ununterbrochenem Betrieb, mit anderen Worten, den Ersatz der aufeinanderfolgenden
.getrennten Behandlungen durch eine ununterbrochene Folge von Arbeitsstufen. Erfindungsgemäß
können die einzelnett Arbeitsstufen, nämlich das, Aufweichen, das Kochen finit Lauge,
das Waschen, das Bleichen und (las Spülen, in getrennten Behältern dadurch unter
direkter ununterbrochener Führung des Rohstoffes aus einem Behälter in den nächsten
erfolgen, daß an dein Endteil eines jeden Behälters eine Preßeinrichtung vorgesehen
ist, die die Bildung eines aus dein Rohstoff bestehenden und zum Abschluß der einzelnen
Behälter voneinander dienenden Agglomerats veranlaßt.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der zur beispielsweisen
Ausführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung. In Abb. i ist eine schematische
Seitenansicht der Vorrichtung dargestellt.
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Abb. 2 zeigt die entsprechende Draufsicht. Abb. 3 zeigt eine schematische
Darstellung des Kreislaufes der beim Verfahren verwendeten bzw. verarbeiteten Reagenzien.
Der holzhaltige Rohstoff wird wie gewÖhnlich zerrissen, wobei jedoch die Pflanzenstengel
usw. einer Behandlung unterworfen werden, welche das Zerdrücken der Knoten bezweckt.
Zu diesem Zweck «-erden sie auf ein wagerechtes Fördertuch aufgelegt, welches sie
einem oder mehreren Zylinderpaaren 2, 3 zuführt, zwischen welchen die Knoten zerdrückt
«-erden. Alsdann gelangt der Rohstoff zum Zerhacker 4, welcher ihn in kleine Längen
zerschneidet. Der derart zerrissene und zerhackte Rohstoff gelangt in den Trichter
5, aus welchem er durch das Gebläse 9 zu einem Schläger io gefördert wird, aus welchem
er in den Aufweichbehälter fällt, während der Staub durch den Luftstrom nach außen
gefördert wird.
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Der Aufweichbehälter besteht aus einem langen Bottich i i, welcher
durch den Dampfmantel 12 geheizt und auf seiner ganzen Länge von einer Welle durchdrungen
wird, die schneckenförmig angeordnete Schläger trägt. Auf diese Weise wird der Rohstoff
mit der Weichlauge, welche zum Bottich durch die Zentrifugalpulnpe 29 zugeführt
wirrt, durcheinandergeschleudert und zu dem Durchgangskanal 13 gefördert. Aus diesem
letzteren fällt der mit der Lauge getränkte Rohstoff auf eine ununterbrochen arbeitende
Auspreßeinrichtung, welche aus zwei Schnekken 14, 15 mit entgegengesetzt gerichteten
Schraubengängen besteht, welche sich in entgegengesetztem Sinne drehen und in einer
gelochten Muffe Aufnahme finden. Die ausgepreßte Flüssigkeit gelangt durch einen
Doppelboden zur Leitung ß, während der entwässerte Rohstoff durch die Schnecken
in die kegelförmige Kammer 16 gefördert wird, welche durch das federbelastete Klappenventil
16' nach außen geschlossen ist, welches dein Durchgang des Rohstoffes einen
bestimmten Widerstand entgegensetzt. Durch den entgegengesetzt
«-irk-enden
Druck der Förderschnecken wird der Stoff allmählich in der Kammer 16 zusammengepreßt
und zu einem dichten Agglomerat verdichtet, dessen äußere Schicht allmählich zti
dem nachfolgenden Behälter r; gelangt, während von den Schnekken aus weitere Schichten
an das Agglomerat angelagert werden, so daß ein dauernder Abschluß des Behälters
i i vom Behälter 17 erzielt wird, selbst, wenn das Ventil i6' zeit-«-eise geöffnet
wird.
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Der Kocher 17 besteht aus einem lotrechten Kessel von zylindrischem
Querschnitt, welcher durch einen Dampfmantel geheizt wird und eine genügende Höhe
aufweist, damit der Stoff beim Durchgang von oben nach unten hinreichend desintegriert
wird. Die in den Vorratsbehälter i 9 durch eine Pumpe durch denHahn2o geförderte
alkalischeLaugefließt zu dem Kocher durch die Leitung 18 und verteilt sich mittels
einer Brause. Der Behälter i9 wird mittels eines Dampfmantels und der Dampfleitung
2i, 22 beheizt, während das Beheizen des Kochers durch die Leitung 23, 25 erfolgt.
Der gekochte Stoff fällt allmählich bis zur ununterbrochen arbeitenden Presse 32
hinab, welche aus zwei parallelen Schnekken 33, 34 von entgegengesetztem Gewindegang
besteht, die sich in entgegengesetztem Sinne in einem gelochten Zylinder drehen.
Die Ablauge fließt durch den Kocher 17 in langsamem, ununterbrochenem Strome
und ergießt sich in gleicher Weise aus demselben, um den Hindur chtritt des in bezug
auf di Kochlauge spezifisch leichteren Stoffes durch den Kocher zu ermöglichen.
Der einmalige Durchgang genügt bei einer bestimmten Durchgangszeit, die von der
Lieferungsmenge und der Flüssigkeit und des Stoffes abhängt, um den in dem Aufweichebehälter
Lereits mit der alkalischen Lauge vorbehandelten Stoff vollständig zu desintegrieren.
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Durch die Preßschnecken 33, 3.4 wird der desintegrierte Stoff in den
Zylinder 35 befördert, während die beim Eintritt des Stoffes in die kegelförmige
Preßkammer 36 aus ihm ausgepreßte Flüssigkeit von der Pumpe 29 ansaugt und nach
dem Behälter i i gefördert wird. Mit der Kammer 36 wirkt das federbelastete Ventil
37 zusammen, wobei das sich in der Kammer 36 bildende Agg'oinerat einer. dauernden
Abschluß des Kochers t; nach dein folgenden Behälter 38 bewirkt.
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Der geeignete Behälter 38 dient zum Waschen des Stoffes und enthält
zwei Schnekken mit gelochten Windungen von entgegengesetzten Gängen und mit entgegengesetzter
Drehrichtung, die zum Teil ineinandergreifen und in einer Muffe eingeschlossen sind.
Der aus dem Kocher 17 durch das Ventil 37 hindurchtretende Stoff wird durch die
Schnecken von unten nach oben befördert, während in entgegengesetzter Richtung das
durch die Leitung 39 zugeführte Waschwasser durch den Stoff und die gelochten Windungen
nach unten abfließt und in die Leitungen .1o gelangt. Der gewaschene Stoff entleert
sich am oberen Ende der Waschsäule in einem Kanal 42 und gelangt zur Kratztrommel
4.3, von welcher er durch den Heber .14 und in den Kanal 4.5 zu den Schnecken 4.6
gelangt, welche ihn in den Zylinder .47 und die Preßkammer 4.8 fördern. Hier wird
der größte Teil des Waschwassers aus dem Stoff ausgepreßt, welches durch die Leitungen
5o und 51 nach der Hauptleitung abfließen kann.
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Der entwässerte Stoff gelangt aus der Kammer .18 in einen Kanal .49
des säulenförmigen Bleichbehälters 52, welcher geneigt verläuft und zwei Sceecken
mit gelochten Windungen 53, 54 enthält, welche den unten eintretenden Stoff nach
aufwärts fördern, während eine Strömung von Natriumhypochlorit durch die Leitungen
55 sich in entgegengesetztem Sinne durch den Stoff ergießt und durch die Leitungen
56 nach der Hauptleitung 41 abfließt. Wie das Waschen im Behälter 38, so erfolgt
somit auch das Bleichen in ununterbrochener Weise.
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Von dem oberen Ende des Bleichbehälter sinkt der mit der Bleichlösung
getränkte Stoff durch den Kanal 57 in die ununterbrochen arbeitende Presse 58, welche
in ähnlicher Weise ausgebildet ist wie die Pressen 32 und 4.6, und in welcher der
größte Teil der Bleichlösung ausgepreßt wird. Diese Abfallösung, welche sich im
Raum 59 sammelt, kann durch eine Umlaufleitung zu dem Bleichbehälter zurückgeführt
werden. Der aus der Preßkammer 6o durch das Klappenventil 61 hindurchtretende Stoff
fällt in den Zylinder 62, welcher in der Spülsäule 63 angeordnet ist. In dieser
Spülsäule bewegt sich der Stoff und das Spülwasser in zueinander entgegengesetzten
Richtungen, indem das Wasser durch die Leitung 64 eintritt und durch die Leitung
65 zu der Hauptleitung .I1 austritt, während der Stoff durch Schnecken in den oberen
Teil des Behälters 63 gehoben wird. Der gewaschene Stoff sinkt dann in den Kanal
66 auf den ununterbrochen arbeitenden Raffineur 67 herab, aus welchem er durch den
Heber 68 zur Presse oder zur Papiermaschine gelangt.
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Die Ablaugen und Abwässer aus dem Aufweichl-ehälter ii und der Presse
13, dein Waschbehälter 38, dem Bleichbehälter 52 unel dem Spülbehälter 63
werden in dem Sammelbehälter 69 gesammelt, in welchem der mitgerissene Stoff in
bekannter Weise von der Flüssigkeit getrennt wird. Der Stoff wird durch eine Pumpe
75 angesaugt, «-elche ihn :n den Kreislauf wieder einführt, während die
Flüssigkeit
zti dein Zersetzungsbehälter ; o bzw. ;1 gelangt. lif diesen Behältern wird die
Flüssigkeit durch Salzsäure oder gasföriniges Chlor behandelt, um die meisten als
Natriuinsalze vorhandenen organischen Stoffe zu zersetzen und dieselhe von der Flüssigkeit
in den nachfolgenden Dekantier- oder Filterbehältern 72, ; 3 zu trennen.
Bei Anwendung des Dekantierens arbeiten die Behälter 70, 7 1 und 72, 73 abwechselnd,
d. h. daß das Absetzen in dem einen Behälter erfolgt, während zu dein anderen die
Flüssigkeit zugeführt und zersetzt wird. Nach dem Austritt aus diesen Behältern
wird die so entstehende Kochsalzlösung dein Elektrolyseur 77 (Abb. 3) durch die
Leitung 74 zugeführt, in welchem die Verarbeitung auf Chlor und Ätznatron erfolgt.
Durch die Einschaltun- des Elektrolvsetirs wird ein ununterbrochener chemischer
Kreislauf gebildet, mittels welchen die benötigten Reagenzien wiedergewonnen werden,
so daß die Zuführung von frischen Reagenzien,- ausgenominne die Stoffverluste, unnötig
wird. Dieser ununterbrochene Kreislauf ist schematisch in Abb. 3 dargestellt.
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Aus dein Elektrol_yseur 77 wird ein Teil des Ätznatrons und des Chlors
durch die Leitungen 79, So zum Mischbehälter 82 geführt, in welchem die Bildung
von unterchloritsaurein Natron erfolgt, «-elches durch die Leitung 83
zu dem
Bleichbehälter 52 geführt wird. Der andere Teil des Ätznatrons wird durch die Leitung
8i, durch den Kocher 17, den Aufweichbehälter i i geschickt und gelangt in Form
von ligninsauren, pektinsauren usw. Salzen zu dem Sammelbehälter 69. Der andere
Teil des Chlors wird durch die Leitung 78 zu den Behältern 70, 71 befördert, in
welchen das Chlor die unbeständigen organischen Natriumsalze unter Bildung von Kochsalz
und Ausfüllung der organischen Stoffe zersetzt. Die Flüssigkeit gelangt dann zu
den Filterbehältern 72, 73, und die Kochsalzlösung fließt durch die Leitung 74 zum
Elektrolyseur zurück.
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Bei dein neuen Verfahren werden die Fremdstoffe und LTnreinigkeiten
aus dem Stoff «während des Kochens, Waschens, Bleichens usw. unmittelbar beseitigt
und entfernt, so daß sie nicht unnützer- und schädlicher-«-eise iin Kreislauf verbleiben.
Die Behandlung erfolgt auf diese Weise ununterbrochen, wobei dank der Wirkungsweise
der abdichtenden Agglonierdte eine Vermischung der einzelnen Behandlungsflüssigkeiten
verhindert wird.