Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein integriertes System zur Eindampfung von Ablaugen und zur Rückgewinnung von Alkoholen bei der Zellstoffherstellung mit auf Alkohol basierenden oder entsprechenden Kochflüssigkeiten.

Bei der Zellstoffherstellung wird das Kochverfahren an die gewünschten Eigenschaften und Qualitäten des Endprodukts angepaßt, bei dem es sich um eine Masse handelt, die hauptsächlich aus Zellstoff besteht. Eines der unkonventionellen Kochverfahren ist der Organosolv-Prozeß, der auf Kochflüssigkeiten beruht, die als wirksame Bestandteile Alkohole, z. B. Methanol, oder andere Flüssigkeiten enthalten, deren Siedepunkt niedriger ist als der von Wasser.

Bei der Zellstoffherstellung mit dem Methanolverfahren werden die Hackschnitzel zunächst dampfbeheizt und anschließend der Vorhydrolyse-Stufe zugeführt. Das Kochen selbst erfolgt in zwei Stufen. In der ersten Stufe werden die Hackschnitzel mit einer Chemikalienlösung gekocht, die ungefähr zur Hälfte aus Methanol und zur Hälfe aus Wasser besteht. Das Kochen erfolgt bei einer Temperatur von 190°C und dauert 20 bis 50 Minuten. In der zweiten Stufe wird Natriumhydroxid mit einer Konzentration von 18 bis 22% beigemischt. Dabei wird die Temperatur ca. 60 Minuten lang zwischen 165 und 175°C gehalten.

Nach dem Kochen oder teilweise schon während dem Kochen beginnt das Waschen des Zellstoffs. Die beim Kochen in der Masse aufgelösten Stoffe, wie z. B. das Lignin sollen ausgewaschen und gleichzeitig die Rückgewinnung von Ausschlußchemikalien eingeleitet werden. Die Waschflüssigkeit, die in diesem Fall als Ablauge bezeichnet wird, enthält 17 bis 20 Gew.-% Methanol, das teilweise aus der aufbereiteten Kochlösung stammt, teilweise während des Kochens neu gebildet wird. Ferner enthält die Ablauge ca. 10 bis 15% Trockensubstanz. Die Ablauge wird auf einen Trockengehalt von ca. 55 bis 65% derart eingedickt, daß diese, auch als Dicklauge bezeichnete Lauge im Kessel verfeuert und die Chemikalien bei gleichzeitiger Wärmerückgewinnung aus den gelösten organischen Stoffen zurückgewonnen werden können.

Die Ablauge hat, wenn sie zur Eindampfung gelangt, eine hohe Temperatur und steht unter hohem Druck, dabei enthält sie eine solche Menge an leichtflüchtigen Stoffen, daß sie als feuergefährlich und explosiv eingestuft wird. All das macht die Zwischenlagerung vor und während der Eindampfung teuer und aufwendig. Die Ablauge sollte entweder in druckbeaufschlagten Behältern gelagert oder vor der Lagerung auf unter 50°C abgekühlt werden. Mit der vorliegenden Erfindung können die Rückgewinnung von Chemikalien und die Eindampfung ohne Puffer oder Zwischenlager durchgeführt werden.

Beim Eintreffen der Ablauge im Eindampfungssystem, das in der Regel mehrstufig ausgeführt ist, beginnt man, durch mehrere stufenweise Expansionen Wasser aus der Lauge abzuscheiden und den Gehalt an leichtflüchtigen Stoffen herabzusetzen. Dies ermöglicht dann die Eindampfung dieser sehr zum Schäumen neigenden Lauge in Eindampfungsvorrichtungen. Hohe Gehalte an leichtflüchtigen Stoffen senken die Kondensationstemperatur das Dampfes sehr und verschlechtern darüber hinaus die Wärmeübertragung, was das konventionelle Kaskadenverfahren zur Eindampfung weniger ökonomisch macht. Bei der vorliegenden Erfindung wurde dieses Problem gelöst. Die Wärmeübertragung kann verbessert werden, wenn bei der Eindampfung abgeteilte Heizflächen benutzt werden, die reichliche Belüftung und frühe Abscheidung von leichtflüchtigen Stoffen ermöglichen. Dabei findet erwärmende Kondensation in jeder einzelnen Vorrichtung auf mehreren voneinander getrennten Heizflächen statt. Die Heizfläche der Eindampfungsvorrichtungen kann aus Rohren oder Lamellen bestehen. Ein Teil der Heizfläche kondensiert den Verdunstungs- und Expansionslaugendampf, ein zweiter abgetrennter Teil kondensiert Expansionsdampf des Frischkondensats. Somit braucht z. B. das Frischkondensat nicht mit dem methanolhaltigen Kondensat vermischt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird reines Wasser oder Kondensat auf die wärmere Seite von Eindampfungsvorrichtungen eingespritzt, um die Kondensationstemperatur des Dampfes zu erhöhen, was seinerseits die zur Verfügung stehende effektive Temperaturdifferenz verbessert. Der Zusatz von Wasser zum Laugendampf bewirkt eine neue Gleichgewichtssituation zwischen Dampf und Flüssigkeit, wobei die Methanolkonzentration des Dampfes reduziert wird und die Kondensationstemperatur des Dampfes ansteigt.

Auf der Laugenseite der Eindampfungsvorrichtungen wird die Lauge einer oder mehreren Verteilervorrichtungen zugeführt, die entweder ungeteilt oder unterteilt für die abgeteilten Heizflächen sind und durch welche die Lauge in einen ungeteilten Dampfraum eingedampft wird.

Die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung gehen aus den nachfolgenden Patentansprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematischen Ausführungsbeispielen mit Verweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.