BR112017009620B1

BR112017009620B1 - Method for cooking crushed cellulosic material

Info

Publication number: BR112017009620B1
Application number: BR112017009620-0A
Authority: BR
Inventors: Fredrik Wilgotson; Magnus Hãgglund; Krister Olsson
Original assignee: Valmet Ab
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2022-04-12
Also published as: EP3215672A4; SE538452C2; CL2017001066A1; EP3215672A1; WO2016072919A1; BR112017009620A2; EP3215672B1; SE1451340A1

Abstract

A presente invenção se refere a um método para operação de um sistema de cozimento de dois vasos aperfeiçoado, em que o primeiro vaso é um vaso de impregnação atmosférico e o segundo vaso é um digestor pressurizado, onde liquor negro quente é finalmente evaporado (lançado) rapidamente no interior do vaso de impregnação para vaporização do material celulósico e para provisão do liquor de impregnação. Em concordância com o método da presente invenção, é um adicional liquor de lavagem de limpeza aquecido e adicionado para a zona de cozimento final no digestor, enquanto de deslocamento de uma correspondente quantidade de liquor negro quente antes da zona de cozimento final, e o valor de calor no liquor negro quente é recuperado primeiramente em circulação de transporte antes de ser utilizado como fonte para evaporação rapidamente de vapor utilizado para vaporizar o material celulósico triturado no interior do liquor de impregnação e subseqüentemente utilização final como liquor de impregnação quente liberando mais vapor para vaporização de cavaco. A presente invenção resulta em um processo de cozimento com alto rendimento e deslignificação aperfeiçoada em fases de cozimento final e reduzido conteúdo de COD na polpa produzida sem aumento de consumo de vapor.The present invention relates to a method for operating an improved two-vessel cooking system, wherein the first vessel is an atmospheric impregnation vessel and the second vessel is a pressurized digester, where hot black liquor is finally evaporated (launched). quickly inside the impregnation vessel to vaporize the cellulosic material and to provide the impregnation liquor. In accordance with the method of the present invention, an additional cleaning wash liquor is heated and added to the final cooking zone in the digester, while displacing a corresponding amount of hot black liquor before the final cooking zone, and the value of heat in the hot black liquor is first recovered in the transport circulation before being used as a source for the rapid evaporation of steam used to vaporize the crushed cellulosic material inside the impregnation liquor and subsequently end use as a hot impregnation liquor releasing more steam to chip vaporization. The present invention results in a cooking process with high yield and improved delignification in final cooking stages and reduced COD content in the pulp produced without increased steam consumption.

Description

TECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção diz respeito a um método para o cozimento contínuo de celulose com o objetivo de consecução de lavagem e de deslignificação aperfeiçoadas em menos perdas em economia de calor.[001] The present invention relates to a method for the continuous cooking of cellulose with the objective of achieving improved washing and delignification in less losses in heat savings.

DESCRIPTION OF THE DRAWINGS OF THE PRESENT INVENTION

[002] O estado da técnica e a presente invenção irão ser descritos utilizando as Figuras 1 a 6 que descrevem o desenvolvimento de cozimento contínuo no Compact CookingTM G2, lançado em 2.003; e finalmente a presente invenção é descrita com referência para a Figura 5. Assim, nos Desenhos das Figuras acompanhantes:[002] The state of the art and the present invention will be described using Figures 1 to 6 that describe the development of continuous cooking in the Compact CookingTM G2, launched in 2003; and finally the present invention is described with reference to Figure 5. Thus, in the accompanying Figure Drawings:

[003] A Figura 1 mostra o desenvolvimento de processos de cozimento contínuos com início a partir de 1.957;[003] Figure 1 shows the development of continuous cooking processes starting in 1957;

[004] A Figura 2 mostra esquematicamente o encaminhamento de fluxo no Compact Cooking G2;[004] Figure 2 schematically shows the flow forwarding in Compact Cooking G2;

[005] A Figura 3 mostra a parte superior do vaso de impregnação atmosférico utilizado no Compact Cooking G2;[005] Figure 3 shows the upper part of the atmospheric impregnation vessel used in the Compact Cooking G2;

[006] A Figura 4 mostra em detalhe adicional o encaminhamento de licor no Compact Cooking G2;[006] Figure 4 shows in further detail the liquor routing in Compact Cooking G2;

[007] A Figura 5 mostra o aperfeiçoamento em Compact Cooking, utilizando o primeiro vaso atmosférico para recuperação do fluxo aumentado de licores aquecidos para o sistema digestor como vapor para vaporização de cavaco;[007] Figure 5 shows the improvement in Compact Cooking, using the first atmospheric vessel to recover the increased flow of heated liquors to the digester system as steam for chip vaporization;

[008] A Figura 6 mostra uma lavagem marrom preferida em forma de uma lavagem de difusor de pressão da polpa vindo diretamente a partir da linha de sopramento do digestor.[008] Figure 6 shows a preferred brown wash in the form of a pressure diffuser wash of pulp coming directly from the digester blow line.

[009] Os desenhos são representações esquemáticas/diagramáticas e a presente invenção não está limitada ao aperfeiçoamento neles representado.[009] The drawings are schematic/diagrammatic representations and the present invention is not limited to the improvement represented therein.

STATE OF THE ART OF THE PRESENT INVENTION

[010] Como mostra a Figura 1, é apresentado o desenvolvimento de cozimento contínuo passadas diversas fases de desenvolvimento desde o primeiro digestor contínuo comercial instalado em Fengersfors, Suécia pela Valmet AB (à época Kamyr AB).[010] As shown in Figure 1, the development of continuous cooking is presented after several stages of development since the first commercial continuous digester installed in Fengersfors, Sweden by Valmet AB (at the time Kamyr AB).

[011] A autêntica primeira geração (ver 1.957, CC + Cold Blow) de digestores contínuos apresentava uma zona de cozimento concorrente de um estágio único (CC) com um cozimento final no fundo para sopramento a frio. Na última geração (ver 1.962, CC + Hi Heat) de digestores contínuos existia também uma lavagem interna aperfeiçoada com uma zona de lavagem Hi.Heat em contracorrente. A capacidade de projeto estava em uma vista de retrospectiva bastante baixa na medida em que a lavagem em contracorrente prevenia aumento de produção, e somente metade do digestor era utilizada para cozimento. Tipicamente, temperaturas de cozimento permanecem em alguns 1600C - 1700C. Uma parte maior de digestores ainda em operação utiliza somente metade do digestor como uma zona de cozimento.[011] The authentic first generation (see 1957, CC + Cold Blow) of continuous digesters featured a single stage concurrent cooking zone (CC) with a bottom cook for cold blowing. In the last generation (see 1962, CC + Hi Heat) of continuous digesters there was also an improved internal wash with a counter-current Hi.Heat wash zone. Design capacity was on a very low hindsight view as backwashing prevented increased production, and only half of the digester was used for cooking. Typically, cooking temperatures remain at some 1600C - 1700C. Most digesters still in operation use only half of the digester as a cooking zone.

[012] Seguiu-se um desenvolvimento (ver 1.983, CC + MCC + Hi Heat) onde uma parte da zona de lavagem foi convertida para uma zona de cozimento em contracorrente com uma adição de álcali na extremidade da zona de cozimento de maneira tal a uniformizar o perfil alcalino e a utilizar mais do digestor como uma zona de cozimento. Este desenvolvimento prosseguiu com adicional extensão [ver 1.991, CC + MCC + ITCTM (Hi Heat)] da zona de cozimento, adicionando uma zona de cozimento ITC em temperatura de cozimento completa, também em contracorrente, abaixo da zona de cozimento MCC. A carga total de álcali foi, por consequência, distribuída para diversas posições durante o cozimento, com a carga principal no topo do digestor, mas com adicionais cargas no fundo da zona MCC e bem como no fundo da zona ITC. Esta distribuição de álcali em múltiplos pontos reduziu a concentração de álcali muito alta no início de cozimento. A alta concentração de álcali foi descoberta ser prejudicial para a resistência de polpa, e foi estabelecida no antigo cozimento convencional onde a maior parte, se não todo, do álcali foi carregado para o topo de digestor.[012] A development followed (see 1983, CC + MCC + Hi Heat) where a part of the wash zone was converted to a countercurrent cooking zone with an addition of alkali at the end of the cooking zone in such a way that standardize the alkaline profile and use more of the digester as a cooking zone. This development proceeded with further extension [see 1991, CC + MCC + ITCTM (Hi Heat)] of the cooking zone, adding an ITC cooking zone at full cooking temperature, also countercurrent, below the MCC cooking zone. The total alkali charge was therefore distributed to different positions during the cooking, with the main charge at the top of the digester, but with additional charges at the bottom of the MCC zone and as well as at the bottom of the ITC zone. This distribution of alkali at multiple points reduced the alkali concentration very high at the beginning of cooking. The high concentration of alkali was found to be detrimental to pulp strength, and was established in the old conventional cooking where most, if not all, of the alkali was carried to the top of the digester.

[013] A técnica de impregnação com licor negro foi desenvolvida durante a última parte dos anos 80’ e nos anos 90’ [ver 1.993, BLITM + MCC + ITCTM (Hi Heat)], com o objetivo de obtenção de aperfeiçoadas economia de cozimento e economia de calor e de obtenção de melhor polpa. Na Figura “1.993” é a impregnação de licor negro, isto é, BLI, estabelecida em um vaso de impregnação separado em um sistema digestor de dois vasos, mas diversos sistemas de vaso único têm também BLI na parte superior do digestor. Nestes prematuros sistemas de digestor de dois vasos a pressão a mais alta estabelecida foi obtida no vaso de impregnação e frequentemente em tal alta temperatura em que o material celulósico triturado foi não completamente impregnado com álcali antes do cozimento. Frequentemente estava uma temperatura em excesso de 1200C estabelecida no vaso de impregnação, o que foi considerado benéfico para economia de calor no processo, mas foi por último descoberto ser prejudicial para difusão de álcali para o núcleo do material celulósico triturado. Ao longo deste tempo foi também implementado o cozimento Lo-SolidsTM, onde licor negro foi extraído e substituído por licor de cozimento limpador com menos conteúdo de lignina.[013] The black liquor impregnation technique was developed during the latter part of the 1980's and 1990's [see 1993, BLITM + MCC + ITCTM (Hi Heat)], with the aim of achieving improved cooking economy. and heat savings and obtaining better pulp. In Figure “1993” is the black liquor impregnation, ie BLI, established in a separate impregnation vessel in a two vessel digester system, but many single vessel systems also have BLI in the upper part of the digester. In these early two-vessel digester systems the highest pressure set was obtained in the impregnation vessel and often at such a high temperature that the crushed cellulosic material was not completely impregnated with alkali prior to cooking. Often a temperature in excess of 1200C was set in the impregnation vessel, which was found to be beneficial for saving heat in the process, but was ultimately found to be detrimental to diffusion of alkali to the core of the crushed cellulosic material. During this time, Lo-SolidsTM cooking was also implemented, where black liquor was extracted and replaced by cleaner cooking liquor with less lignin content.

[014] Em desenvolvimento posterior (ver 1.997, CC + Compact CookingTM) foi o sistema digestor de dois vasos adicionalmente aperfeiçoado com os objetivos principais para aumentar rendimento e resultados de cozimento uniformes. Características as mais dominantes em Compact Cooking foram impregnação e bem como cozimento em altas proporções de L/W, possibilitando para presença de alta quantidade de álcali em kg por kg de madeira, enquanto de redução das concentrações de álcali, e menos circulações de cozimento que frequentemente estabeleceram uma distribuição de álcali irregular ao longo da seção transversal. Esta distribuição de álcali irregular foi observada nos digestores maiores desenvolvidos nesta época com capacidades de mais de 4.000 toneladas de polpa por dia e com um diâmetro de digestor em excesso de 6 metros ou mais. Durante um curto período de tempo de desenvolvimento durante os anos 90’ a capacidade de digestor foi aumentada a partir de típica capacidade de 2.000 toneladas/dia para 5.000 toneladas/dia ou mais a qual também pediu por mudanças no processo de cozimento. Especialmente na medida em que diâmetros de digestores aumentaram a partir de 4 metros - 5 metros, e digestores muito altos, de até mais de 8 metros, tornaram difícil para implementar circulações de cozimento efetivas.[014] In further development (see 1997, CC + Compact CookingTM) was the two-vessel digester system further improved with the primary goals of increasing yield and uniform cooking results. The most dominant characteristics in Compact Cooking were impregnation and cooking in high L/W proportions, allowing for the presence of a high amount of alkali in kg per kg of wood, while reducing alkali concentrations, and less cooking circulations than often established an irregular alkali distribution along the cross section. This uneven alkali distribution was observed in the larger digesters developed at this time with capacities of over 4,000 tonnes of pulp per day and with a digester diameter in excess of 6 meters or more. During a short period of development during the 1990's the digester capacity was increased from the typical capacity of 2,000 tons/day to 5,000 tons/day or more which also called for changes in the cooking process. Especially as digesters diameters increased from 4 meters - 5 meters, and very tall digesters, up to more than 8 meters, made it difficult to implement effective cooking circulations.

[015] Compact Cooking é mais de uma oposição para cozimento Lo-Solids na medida em que o conteúdo de hemicelulose dissolvida é mantido alto durante o cozimento de maneira tal a aumentar o rendimento na medida em que a hemicelulose começa a se precipitar de volta sobre a polpa nas fases finais de cozimento.[015] Compact Cooking is more of an opposition to Lo-Solids cooking in that the dissolved hemicellulose content is kept high during cooking in such a way as to increase the yield as the hemicellulose begins to precipitate back onto the pulp in the final stages of cooking.

[016] A hemicelulose é uma grande parte do conteúdo orgânico dissolvido, o qual em cozimento Lo-Solids deliberadamente é mantido baixo através de todo o cozimento por múltiplas extrações de licor negro, e frequentemente o conteúdo orgânico total é mantido abaixo de 100 g/l através de todo o cozimento, o que evidentemente resulta em perdas em rendimento.[016] Hemicellulose is a large part of the dissolved organic content, which in Lo-Solids cooking is deliberately kept low throughout the cooking by multiple black liquor extractions, and often the total organic content is kept below 100 g/ l throughout cooking, which evidently results in yield losses.

[017] Até o final dos anos 90’ era todo sistema de digestor comercial equipado com sistemas de vaporização de cavaco à frente do vaso de impregnação, e aquele sistema de vaporização frequentemente tinha um primeiro silo de vaporização, utilizando vapor de baixa pressão, e um segundo vaso de vaporização pressurizado, também utilizando vapor de baixa pressão para aquecimento e para deslocamento do ar aglutinado no material celulósico triturado. O vapor utilizado foi o mais frequentemente vapor evaporado rapidamente a partir de licores de cozimento residuais ou caldeiras de vapor onde vapor limpo foi produzido. A necessidade de uma vaporização completa foi considerada essencial, mas adicionou muitos custos de investimento no sistema digestor. Em convencionais sistemas de digestor de dois vasos à esta época também o primeiro vaso de impregnação foi pressurizado, e de fato a pressão a mais alta no sistema foi estabelecida no primeiro vaso de impregnação, com o alimentador de escotilha de alta pressão alimentando o material celulósico triturado vaporizado para o topo do vaso de impregnação. Este tipo de sistema de dois vasos possui o padrão convencional em cozimento por quase metade de um século, necessitando tanto de equipamento de vaporização e quanto bem como alimentadores de escotilha de alta pressão à frente do vaso de impregnação.[017] Until the late 1990's, every commercial digester system was equipped with chip steaming systems ahead of the impregnation vessel, and that steaming system often had a first steaming silo, using low pressure steam, and a second pressurized vaporization vessel, also using low pressure steam for heating and for displacing the agglutinated air in the crushed cellulosic material. The steam used was most often steam quickly evaporated from residual cooking liquors or steam boilers where clean steam was produced. The need for complete vaporization was considered essential, but it added many investment costs to the digester system. In conventional two-vessel digester systems at this time also the first impregnation vessel was pressurized, and in fact the highest pressure in the system was set in the first impregnation vessel, with the high-pressure hatch feeder feeding the cellulosic material. vaporized powder to the top of the impregnation vessel. This type of two-vessel system has been standard in cooking for nearly half a century, requiring both steaming equipment and high-pressure hatch feeders ahead of the impregnation vessel.

[018] Uma solução para o intercâmbio entre custos de investimento, rendimento, capacidade de produção e qualidade de polpa foi, então, desenvolvida com a próxima geração de Compact Cooking G2, (ver 2.003, Compact CookingTM G2). Neste sistema digestor de dois vasos estava a integridade de equipamento de pré-vaporização excluída por utilização de um vaso de impregnação modificado vendido pela Valmet sob o nome ImpBinTM. No ImpBin estava tanto a vaporização e quanto a impregnação implementadas, e na medida em que o ImpBin era atmosférico, isto limitou a temperatura máxima em nível de licor de impregnação superior para cerca de 1000C, proporcionando condições otimizadas para difusão de álcali para o núcleo do material celulósico triturado que mostrou reduzir as quantidades de rejeitos consideravelmente. A quantidade de rejeitos foi reduzida em uma tal extensão nas primeiras instalações de Compact Cooking G2 utilizando ImpBin que silos de armazenamento de rejeita dimensionados para volumes de manipulação de rejeitos “normais” foram utilizados em somente frações de sua capacidade de projeto, se utilizados em absoluto.[018] A solution for the trade-off between investment costs, yield, production capacity and pulp quality was then developed with the next generation of Compact Cooking G2, (see 2003, Compact CookingTM G2). In this two vessel digester system was the integrity of pre-steam equipment excluded by using a modified impregnation vessel sold by Valmet under the name ImpBinTM. The ImpBin was both vaporization and impregnation implemented, and insofar as the ImpBin was atmospheric, this limited the maximum temperature at the upper impregnation liquor level to around 1000C, providing optimized conditions for alkali diffusion to the core of the crushed cellulosic material which has been shown to reduce tailings amounts considerably. The amount of tailings was reduced to such an extent in the first Compact Cooking G2 installations using ImpBin that tailings storage silos sized for “normal” tailings handling volumes were used at only fractions of their design capacity, if used at all. .

[019] Em um recente adicional aperfeiçoamento de cozimento contínuo mostrado na patente norte americana número US 7.112.256 é o conceito com ImpBin desenvolvido com CrossCircTm. Esta combinação de um vaso de impregnação atmosférico com substancial tempo de retenção, e um vaso de cozimento dedicado é o projeto otimizado do sistema digestor. Primeiramente, o vaso de impregnação atmosférico garante uma impregnação completa de material celulósico triturado com álcali através de todo o percurso para o núcleo do material celulósico triturado, reduzindo a quantidade de rejeitos depois do cozimento para um mínimo. O material celulósico triturado é também vaporizado no efetivo mesmo vaso por adição de licor negro quente para o nível de licor estabelecido no ImpBin, possibilitando que vapor venha a ser evaporado rapidamente para um volume de cavaco estabelecido acima do nível de licor. A patente norte americana número US 7.112.256 é relacionada para as características de CrossCirc que o volume aparente (volumoso) de licor de retorno a partir do separador de topo é ao invés disso enviado para este nível de licor em ImpBin, e antes que ao invés disso licor negro quente venha a ser adicionado para início de transferência (ao invés do licor de retorno de separador de topo que era a prática convencional). Isto aperfeiçoa a economia de calor na medida em que o aquecimento acontece em direção da temperatura de cozimento em transferência para o digestor, e o calor residual no licor de retorno de separador de topo é possibilitado a evaporar rapidamente para vaporização, enquanto ainda estabelecendo uma baixa temperatura de impregnação em licor negro depois de evaporação rápida.[019] In a recent further improvement of continuous cooking shown in US patent number US 7,112,256 is the ImpBin concept developed with CrossCircTM. This combination of an atmospheric impregnation vessel with substantial retention time, and a dedicated cooking vessel is the optimal design of the digester system. First, the atmospheric impregnation vessel ensures a complete impregnation of the crushed cellulosic material with alkali all the way to the core of the crushed cellulosic material, reducing the amount of waste after cooking to a minimum. The crushed cellulosic material is also vaporized in the actual same vessel by adding hot black liquor to the liquor level set in the ImpBin, allowing steam to be evaporated quickly to a chip volume set above the liquor level. US patent number US 7,112,256 is related to the CrossCirc feature that the apparent (bulky) volume of liquor returned from the top separator is instead sent to this liquor level in ImpBin, and before instead hot black liquor is added to initiate transfer (instead of top separator return liquor which was the conventional practice). This improves heat savings as heating takes place towards the cooking temperature in transfer to the digester, and the waste heat in the head-separator return liquor is enabled to evaporate quickly for vaporization, while still establishing a low black liquor impregnation temperature after rapid evaporation.

[020] Os conceitos com Compact Cooking G2, utilizando um ImpBin é apresentado também em Chemical Pulping Part 1, Fibre Chemistry and Technology, Livro 6, segunda edição (ISBN 978-952-5216-41-7), nas páginas 350 - 356.[020] The concepts with Compact Cooking G2 using an ImpBin are also presented in Chemical Pulping Part 1, Fiber Chemistry and Technology, Book 6, second edition (ISBN 978-952-5216-41-7), on pages 350 - 356 .

[021] Um fluxograma de processo mais detalhado de um Compact Cooking G2, utilizando um ImpBin e CrossCirc é mostrado na Figura 2. O digestor é simplificado com somente duas seções de peneira, e na primeira seção de peneira superior existe licor negro quente (HBL1) extraído em temperatura de cozimento completa. Este (HBL1) é adicionado para o final de ImpBin e no início de transferência do material celulósico triturado para elevar a temperatura na linha de alimentação (TSFEED) para o separador de topo em concordância com a prática de CrossCirc. É para ser observado que a carga principal de álcali para o digestor está no efetivo topo do digestor, de maneira tal que irá existir um nível de álcali residual considerável no licor (HBL1), na medida em que este nível de álcali residual tem que ser suficiente para manter o nível de álcali residual no final da próxima zona de cozimento acima de 6 g/l (evitando condensação de lignina, etc.). Na medida em que o tempo de retenção na linha de alimentação (TSFEED) é curto, nenhum consumo prático de álcali ocorre, mas a temperatura do material celulósico triturado irá ser aumentada em direção da temperatura de cozimento completa. O licor de retorno (TSRET) extraído no separador de topo, isto é, o fluido de transporte em (TSFEED). O álcali residual (TS) e a temperatura é uma mistura da temperatura e do álcali no final da impregnação, mais a adição de (HBL1) propósito principal da qual é o de aumentar a temperatura do (TS).[021] A more detailed process flowchart of a Compact Cooking G2, using an ImpBin and CrossCirc is shown in Figure 2. The digester is simplified with only two sieve sections, and in the first upper sieve section there is hot black liquor (HBL1 ) extracted at full cooking temperature. This (HBL1) is added to the end of ImpBin and at the beginning of the transfer of the crushed cellulosic material to raise the temperature in the feed line (TSFEED) to the top separator in accordance with CrossCirc practice. It is to be noted that the main charge of alkali to the digester is at the effective top of the digester, so that there will be a considerable level of residual alkali in the liquor (HBL1), as this level of residual alkali has to be enough to keep the residual alkali level at the end of the next cooking zone above 6 g/l (avoiding lignin condensation, etc.). As long as the holding time in the feed line (TSFEED) is short, no practical consumption of alkali occurs, but the temperature of the crushed cellulosic material will be increased towards the full cooking temperature. The return liquor (TSRET) is extracted in the overhead separator, i.e. the transport fluid in (TSFEED). Residual alkali (TS) and temperature is a mixture of the temperature and the alkali at the end of the impregnation, plus the addition of (HBL1) the main purpose of which is to raise the temperature of the (TS).

[022] Quando este licor de retorno (TSRET) é liberado no nível de licor do vapor ImpBin é liberado, e um efeito de vaporização do material celulósico triturado é obtido com o valor de calor residual no licor. O licor reduzido em pressão estabelece o licor de impregnação ImpLiq para o ImpBin.[022] When this return liquor (TSRET) is released at the liquor level the ImpBin vapor is released, and a vaporization effect of the crushed cellulosic material is obtained with the residual heat value in the liquor. Pressure-reduced liquor sets ImpLiq impregnation liquor to the ImpBin.

[023] Como indicado, em muitas fábricas é o aquecimento adicional do licor de retorno (TSRET) necessário de maneira tal a gerar suficiente quantidade de vapor para vaporização de material celulósico triturado em uma extensão tal que o material celulósico triturado perde sua flutuabilidade devido para o fato de ar aglutinado. Mas em algumas fábricas em climas quentes o poderia valor de calor no licor de retorno (TSRET) ser completamente suficiente para o efeito de vaporização requisitado, especialmente para cozimento de madeira dura e utilização de eucalipto como material de madeira possuindo uma alta densidade. Adicionalmente, material celulósico triturado vaporizado sendo alimentado em temperatura ambiente diretamente para ImpBin requer quantidade de vapor bem diferente se o material celulósico triturado é alimentado a partir de um pilha de cavaco do lado de fora (exterior) em temperaturas ambientes de -300C a -400C, comparadas com alimentação de material celulósico triturado a partir de uma pilha de cavaco do lado de fora (exterior) em temperaturas ambientes de +300C a +400C. Portanto, em algumas fábricas o aquecimento adicional é somente feito em estações frias enquanto nenhum aquecimento adicional é feito em estações quentes.[023] As indicated, in many factories additional heating of the liquor return (TSRET) is required in such a way as to generate sufficient amount of steam for vaporization of shredded cellulosic material to such an extent that the shredded cellulosic material loses its buoyancy due to the fact of agglutinated air. But in some factories in hot climates the heat value in the return liquor (TSRET) could be completely sufficient for the required vaporization effect, especially for hardwood cooking and use of eucalyptus as a wood material having a high density. Additionally, vaporized shredded cellulosic material being fed at room temperature directly to ImpBin requires quite different amount of steam if the shredded cellulosic material is fed from an outside (outside) chip pile at ambient temperatures of -300C to -400C , compared to feeding crushed cellulosic material from an outside (outside) chip pile at ambient temperatures of +300C to +400C. Therefore, in some factories additional heating is only done in cold seasons while no additional heating is done in warm seasons.

[024] Este é o princípio essencial no CrossCirc, isto é, enviando o fluxo de licor de retorno a partir do separador de topo do vaso de impregnação e ao invés disso adição de licor negro quente para início de sistema de transferência. O efeito de aquecimento do licor negro quente é primeiramente utilizado para elevar a temperatura em transferência em direção da temperatura de cozimento sem quaisquer perdas de calor, e o valor de calor residual na extração de licor no separador de topo é utilizado para produzir a quantidade necessária de vaporização do material celulósico triturado no ImpBin. Como indicado, licor de cozimento gasto é extraído a partir da extremidade de digestor, (REC2), e preferivelmente também a partir de uma extração no nível de licor em ImpBin, isto é, (REC1), e envio adicional para a planta de evaporação à frente da recuperação final em um boiler de recuperação.[024] This is the essential principle in CrossCirc, ie sending the return flow of liquor from the top separator of the impregnation vessel and instead adding hot black liquor to start the transfer system. The heating effect of the hot black liquor is primarily used to raise the temperature in transfer towards the cooking temperature without any heat loss, and the residual heat value in the liquor extraction in the overhead separator is used to produce the required amount. of vaporization of the cellulosic material crushed in the ImpBin. As indicated, spent cooking liquor is extracted from the digester end, (REC2), and preferably also from a liquor level extraction in ImpBin, i.e. (REC1), and further sending to the evaporation plant. ahead of the final recovery in a recovery boiler.

[025] Uma característica essencial do sistema ImpBin atmosférico é mostrado em maiores detalhes na Figura 3. O perfil de temperatura estabelecido no volume de cavaco acima do nível de licor, e acima do ponto de liberação do licor de retorno (TSRET), desenvolve uma zona quente (> 1000C) onde vaporização de material celulósico triturado é obtido. Depois que uma zona de transição está em uma zona tampão fria estabelecida em temperatura ambiente, isto é, a temperatura que material celulósico triturado possui sobre entrada para o ImpBin. Por consequência, vapor e gases condensáveis se acumulam em camadas condensadas no interior do volume de cavaco e é prevenido de vir a escapamento pela camada de material celulósico triturado mais frio repousando acima da zona de transição. Somente ar e alguns gases não condensáveis passam através do volume de cavaco frio e é ventilado por um sistema de DNCG [Diluted Non Condensable Gas] (Gás Não Condensável Diluído) (como é mostrado na Figura 2).[025] An essential feature of the atmospheric ImpBin system is shown in greater detail in Figure 3. The temperature profile established at the chip volume above the liquor level, and above the return liquor release point (TSRET), develops a hot zone (> 1000C) where vaporization of crushed cellulosic material is obtained. After that a transition zone is in a cold buffer zone set at room temperature, that is, the temperature that shredded cellulosic material has on entry to the ImpBin. Consequently, steam and condensable gases accumulate in condensed layers within the chip volume and are prevented from escaping by the layer of cooler crushed cellulosic material lying above the transition zone. Only air and some non-condensable gases pass through the cold chip volume and it is vented by a DNCG (Diluted Non Condensable Gas) system (as shown in Figure 2).

[026] Na medida em que material celulósico triturado mais frio é continuamente alimentado para o ImpBin é esta zona de transição balanceada com a quantidade de vapor liberado no volume de cavaco, e o controle de liberação de vapor é controlado por uma sonda de temperatura penetrando no volume de cavaco (não mostrada). Se a zona de transição se move descendentemente mais licor de retorno (TSRET) é adicionado ou adicional aquecimento do mesmo, ou alternativamente utilizando vapor de baixa pressão como um efeito de vaporização complementar.[026] As cooler crushed cellulosic material is continuously fed into the ImpBin this transition zone is balanced with the amount of steam released into the chip volume, and the steam release control is controlled by a temperature probe penetrating in chip volume (not shown). If the transition zone moves downwards more return liquor (TSRET) is added or additional heating of it, or alternatively using low pressure steam as a complementary vaporization effect.

[027] A Figura 4 mostra em detalhes adicionais o encaminhamento de licor no Compact Cooking G2. O digestor é operado com somente duas zonas de cozimento concorrentes, carregando o licor branco (WL) para o topo de digestor onde este licor branco se mistura bem com o fluxo de entrada de material celulósico triturado impregnado. Uma proporção de L/W de cerca de cinco é estabelecida na primeira zona de cozimento e depois desta zona existe licor de cozimento parcialmente gasto aquecido, isto é, licor negro, extraído em uma proporção de L/W de cerca de três. Este licor negro aquecido é carregado para início de transferência como é mostrado de maneira tal a elevar a temperatura na circulação de transporte onde uma proporção de L/W de cerca de 10 - 12 é estabelecida. No separador de topo existe licor de transporte em excesso extraído em uma proporção de L/W de cerca de 6 - 8, e este licor de transporte é enviado para o topo de ImpBin para ser liberado para o volume de pilha de cavaco estabelecido acima do nível de licor, onde vapor é liberado. Por consequência, o licor de impregnação para o ImpBin é estabelecido pela extração de licor negro aquecido que depois de misturação para a circulação de transporte para aquecimento, é extraído no separador de topo e enviado para topo de ImpBin. Ao licor negro é, por consequência, determinado um tempo de reação aumentado no sistema de cozimento na medida em que o mesmo é recirculado de volta para ImpBin e mantido na primeiro zona de cozimento. O tempo de retenção aumentado é benéfico para aumento de rendimento, na medida em que a hemicelulose dissolvida mais cedo em cozimento necessita de tempo e de alta concentração de álcali para clivagem de grupos finais em uma extensão tal que esta hemicelulose se precipita de volta sobre a celulose. O efeito de precipitação de hemicelulose é dependente da exposição de fator H da hemicelulose dissolvida. Portanto, na medida em que é realizado no esquema de encaminhamento de licor os carboidratos são dissolvidos no cozimento antecedentemente no cozimento, isto é, no ImpBin e zona de cozimento superior, recirculados de volta para o início de ImpBin e determinados com o tempo de reação necessário para obtenção do aumento intencionado em rendimento devido para o fato de precipitação. A temperatura estabelecida no nível de licor é de cerca de 1000C - 1020C e o único aquecimento submetido para o material celulósico triturado durante impregnação é a liberação de calor devido para o fato de reações exotérmicas, alcançando cerca de 1100C no fundo. Esta temperatura baixa resulta em um fator H mínimo e consumo de álcali desprezível devido para o fato de reações de deslignificação. Entretanto, alguma quantidade de álcali é consumida devido para o fato de neutralização da acidez de madeira liberada durante vaporização, mas muita da acidez de madeira é extraída no nível de licor em ImpBin. A alta proporção de L/W de cerca de cinco ainda possibilita uma suficiente quantidade de álcali em kg por kg de madeira, e menos queda em concentração de álcali devido para o fato de consumo de álcali.[027] Figure 4 shows in additional detail the liquor routing in Compact Cooking G2. The digester is operated with only two concurrent cooking zones, carrying the white liquor (WL) to the top of the digester where this white liquor mixes well with the inflow of impregnated shredded cellulosic material. An L/W ratio of about five is set in the first cooking zone and after this zone there is heated partially spent cooking liquor, i.e. black liquor, extracted at an L/W ratio of about three. This heated black liquor is charged to start transfer as shown in such a way as to raise the temperature in the transport circulation where an L/W ratio of about 10 - 12 is established. In the top separator there is excess transport liquor extracted at an L/W ratio of about 6 - 8, and this transport liquor is sent to the top of the ImpBin to be released to the chip pile volume established above the liquor level, where steam is released. Consequently, the impregnation liquor for the ImpBin is established by the extraction of heated black liquor which after mixing in the transport circulation for heating, is extracted in the top separator and sent to the top of the ImpBin. The black liquor is therefore given an increased reaction time in the cooking system as it is recirculated back to the ImpBin and held in the first cooking zone. The increased retention time is beneficial for increased yield, as hemicellulose dissolved earlier in cooking requires time and high alkali concentration to cleave end groups to such an extent that this hemicellulose precipitates back onto the cellulose. The hemicellulose precipitation effect is dependent on the exposure of factor H from the dissolved hemicellulose. Therefore, as it is carried out in the liquor forwarding scheme the carbohydrates are dissolved in the cook prior to the cook, i.e. in the ImpBin and upper cooking zone, recirculated back to the beginning of ImpBin and determined with the reaction time necessary to obtain the intended increase in yield due to the fact of precipitation. The temperature established at the liquor level is about 1000C - 1020C and the only heating subjected to the crushed cellulosic material during impregnation is the release of heat due to the fact of exothermic reactions, reaching about 1100C at the bottom. This low temperature results in a minimal H factor and negligible alkali consumption due to delignification reactions. However, some amount of alkali is consumed due to the fact that it neutralizes the wood acidity released during steaming, but much of the wood acidity is extracted at the liquor level in ImpBin. The high L/W ratio of about five still allows for a sufficient amount of alkali in kg per kg of wood, and less drop in alkali concentration due to the fact of alkali consumption.

BRIEF DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION

[028] Agora, a presente invenção é toda direcionada para um aperfeiçoamento adicional do conceito Compact Cooking G2, onde rendimento aumentado é um dos maiores objetivos para o conceito de cozimento. Foi surpreendentemente percebido que o conceito ImpBin utilizado em Compact Cooking G2 é benéfico para recuperação de valor de calor nos licores de cozimento e, por consequência, para redução de custos de aquecimento, isto é, necessidade para vapor fresco. Ainda que o rendimento total seja alto em um processo de Compact Cooking G2, isto mostrou que a ordem de deslignificação em última fase de cozimento é baixa, tipicamente é a redução de número kappa na última metade da zona de cozimento da ordem de 15 - 20, enquanto a redução de número kappa na primeira metade está na ordem de 60 - 100. Para sistema de cozimento operado em concordância com projeto a transferência de COD na linha de sopramento de digestor está na faixa de 500 kg/adt - 700 kg/adt. Entretanto, para digestores sobrecarregados ou digestores que devem operar em baixos fatores de diluição por diferentes razões (material celulósico triturado de pequeno tamanho, baixo número kappa) a transferência de COD na linha de sopramento pode aumentar em níveis acima de 900 kg/adt (ou 1.000 kg/adt).[028] Now, the present invention is all directed towards a further improvement of the Compact Cooking G2 concept, where increased yield is one of the biggest goals for the cooking concept. It was surprisingly found that the ImpBin concept used in Compact Cooking G2 is beneficial for recovering the heat value in the cooking liquors and, consequently, for reducing heating costs, ie the need for fresh steam. Even though the total yield is high in a Compact Cooking G2 process, this showed that the delignification order in the last cooking stage is low, typically it is the kappa number reduction in the last half of the cooking zone of the order of 15 - 20 , while the kappa number reduction in the first half is on the order of 60 - 100. For cooking system operated in accordance with design the COD transfer in the digester blowing line is in the range of 500 kg/adt - 700 kg/adt . However, for overloaded digesters or digesters that must operate at low dilution factors for different reasons (small cellulosic shredded material, low kappa number) the COD transfer in the blow line can increase at levels above 900 kg/adt (or 1,000 kg/adt).

[029] Por consequência, a presente invenção é um aperfeiçoamento de um método para cozimento de material celulósico triturado método no qual é utilizado um sistema digestor contínuo de dois vasos compreendendo um primeiro vaso de impregnação atmosférico e um segundo vaso digestor pressurizado, em que o material celulósico possui um tempo de retenção de pelo menos 40 minutos no primeiro vaso de impregnação e de pelo menos 90 minutos no segundo vaso digestor, e onde um nível de licor de pelo menos 15 metros é estabelecido no primeiro vaso de impregnação, referido método compreendendo as seguintes etapas em sequência: - alimentação de material celulósico triturado mantido em temperatura ambiente para o primeiro vaso de impregnação estabelecendo um nível de material celulósico de pelo menos 4 metros acima de um nível de licor estabelecido no vaso de impregnação; - adição de licor de impregnação quente em uma temperatura acima do ponto de ebulição em uma posição no interior do volume de material celulósico acima do nível de licor, de maneira tal que vapor é liberado para o volume de material celulósico para vaporização, e onde o licor de impregnação quente liberado por pressão assume uma temperatura correspondendo para o ponto de ebulição no nível de licor estabelecido no vaso de impregnação; - o vaso de impregnação possuindo uma peneira de extração no nível de licor e em que a peneira de extração extrai pelo menos 1 tonelada - 2 toneladas de licor/madeira bdt do licor de impregnação, referido licor contendo pelo menos uma parte da acidez de madeira liberada durante vaporização no volume de cavaco acima do nível de licor; - o material celulósico é impregnado com o licor de impregnação liberado por pressão durante o tempo de retenção no vaso de impregnação; - durante alimentação de material triturado impregnado a partir do vaso de impregnação é adicionado licor negro em temperatura de cozimento completa de maneira tal que a temperatura da pasta fluida de transporte de material triturado para o digestor é elevada em pelo menos 100C; - no topo do digestor existem pelo menos 4 toneladas de licor/madeira bdt da pasta fluida de transporte extraída e utilizada como o licor de impregnação quente adicionado para o vaso de impregnação; - e de que uma temperatura de digestor completa no intervalo de 1300C - 1700C é estabelecida em uma zona de cozimento no digestor utilizando pelo menos 80% do tempo de retenção total de referido digestor como uma zona de cozimento; - referido digestor possuindo uma peneira de extração de digestor na metade da zona de cozimento em uma posição no digestor correspondendo para 35% - 60% do tempo de retenção total no digestor, e em que a peneira de extração de cozimento extrai pelo menos 2,5 toneladas de licor/madeira bdt estabelecendo uma primeira parte da zona de cozimento com alta proporção de L/W e uma segunda parte da zona de cozimento com uma baixa proporção de L/W, licor de extração o qual é carregado durante alimentação de material triturado impregnado a partir do vaso de impregnação como licor negro em temperatura de cozimento completa. O que é definido na parte precedente são as pré- condições para um sistema Compact Cooking de dois vasos com um ImpBin e utilizando CrossCirc em circulação de transferência.[029] Accordingly, the present invention is an improvement of a method for cooking shredded cellulosic material, a method in which a two-vessel continuous digester system comprising a first atmospheric impregnation vessel and a pressurized second digester vessel is used, wherein the cellulosic material has a retention time of at least 40 minutes in the first impregnation vessel and of at least 90 minutes in the second digester vessel, and wherein a liquor level of at least 15 meters is established in the first impregnation vessel, said method comprising the following steps in sequence: - feeding crushed cellulosic material maintained at room temperature to the first impregnation vessel establishing a cellulosic material level of at least 4 meters above a liquor level established in the impregnation vessel; - adding hot impregnation liquor at a temperature above the boiling point at a position within the cellulosic material volume above the liquor level, in such a way that steam is released into the cellulosic material volume for vaporization, and where the hot pressurized impregnation liquor assumes a temperature corresponding to the boiling point at the established liquor level in the impregnation vessel; - the impregnation vessel having an extraction sieve at the liquor level and in which the extraction sieve extracts at least 1 tonne - 2 tonnes of liquor/wood bdt from the impregnation liquor, said liquor containing at least a part of the wood acidity released during vaporization in the chip volume above the liquor level; - the cellulosic material is impregnated with the impregnation liquor released by pressure during the retention time in the impregnation vessel; - during feeding of impregnated crushed material from the impregnation vessel, black liquor is added at complete cooking temperature in such a way that the temperature of the slurry for transporting crushed material to the digester is raised by at least 100C; - at the top of the digester there are at least 4 tons of liquor/bdt wood from the extracted conveyor slurry and used as the hot impregnation liquor added to the impregnation vessel; - and that a complete digester temperature in the range of 1300°C - 1700°C is established in a cooking zone in the digester using at least 80% of the total retention time of said digester as a cooking zone; - said digester having a digester extraction sieve in the middle of the cooking zone at a position in the digester corresponding to 35% - 60% of the total retention time in the digester, and wherein the cooking extraction sieve extracts at least 2, 5 tons of liquor/wood bdt establishing a first part of the cooking zone with a high L/W ratio and a second part of the cooking zone with a low L/W ratio, extraction liquor which is loaded during material feeding crushed powder impregnated from the impregnation vessel as black liquor at full cooking temperature. What is defined in the preceding part are the preconditions for a two-vessel Compact Cooking system with an ImpBin and using CrossCirc in transfer circulation.

[030] Agora a presente invenção é caracterizado pelo fato de que neste contexto um volume adicional de pelo menos 0,5 toneladas de licor/madeira bdt de filtrado lavado a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom depois do digestor, é adicionado para o centro do vaso de digestor na peneira de extração de digestor depois de aquecimento do filtrado lavado para temperatura de digestor completa, referido filtrado lavado possuindo um conteúdo de lignina de menos do que 50% do conteúdo de lignina na extração de licor negro na peneira de extração; - e finalmente extração de uma correspondente quantidade de licor como licor adicional também a partir da peneira de extração no vaso de impregnação, por consequência, utilizando o valor de calor do filtrado lavado aquecido primeiramente em circulação de transferência e subsequentemente como licor de impregnação quente liberando mais vapor para vaporização de cavaco.[030] Now the present invention is characterized by the fact that in this context an additional volume of at least 0.5 tons of liquor/wood bdt of washed filtrate from a subsequent brown wash position after the digester is added to the center of the digester vessel in the digester extraction sieve after heating the washed filtrate to complete digester temperature, said washed filtrate having a lignin content of less than 50% of the lignin content in the black liquor extraction on the extraction sieve ; - and finally extracting a corresponding amount of liquor as additional liquor also from the extraction sieve in the impregnation vessel, consequently using the heat value of the washed filtrate heated first in transfer circulation and subsequently as hot impregnation liquor releasing more steam for chip steaming.

[031] Por adição deste filtrado lavado mais limpo em forma aquecida à frente de zona de cozimento final, o valor de calor poderia ser completamente recuperado primeiramente em circulação de transferência e bem como em geração de vapor no vaso de impregnação atmosférico e a polpa de produção poderia ser obtida com menos conteúdo de COD, e o rendimento poderia ser mantido em alto nível na medida em que a impregnação e bem como a primeira zona de cozimento é operada em alto conteúdo de hemicelulose no licor de cozimento, devido para o fato de recirculação do licor negro quente extraído.[031] By adding this cleaner washed filtrate in heated form ahead of the final cooking zone, the heat value could be completely recovered firstly in transfer circulation and as well as in steam generation in the atmospheric impregnation vessel and the pulp pulp. production could be achieved with less COD content, and the yield could be maintained at a high level as the impregnation as well as the first cooking zone is operated at high hemicellulose content in the cooking liquor, due to the fact that recirculation of the extracted hot black liquor.

[032] Em uma adicional concretização do método da presente invenção licor alcalino fresco é carregado para o sistema digestor de dois vasos em uma carga total de 160 - 190 (HW), 190 - 230 (SW) kg de álcali/madeira bdt (EA como NaOH) em pelo menos 3 posições de processo, em que uma primeira carga é adicionada para o topo do digestor em uma quantidade excedendo 60% da carga total de licor alcalino fresco, e uma segunda carga para o licor de impregnação quente e uma terceira carga para o filtrado lavado adicionada para o centro do vaso digestor na peneira de extração de digestor.[032] In a further embodiment of the method of the present invention fresh alkaline liquor is loaded into the two vessel digester system at a total load of 160 - 190 (HW), 190 - 230 (SW) kg alkali/bdt wood (EA as NaOH) in at least 3 process positions, wherein a first charge is added to the top of the digester in an amount exceeding 60% of the total fresh alkaline liquor charge, and a second charge for hot impregnation liquor and a third charge for washed filtrate added to the center of the digester vessel on the digester extraction sieve.

[033] A deslignificação aumentada poderia, por consequência, ser obtida na zona de cozimento final no processo Compact Cooking G2.[033] Increased delignification could therefore be achieved in the final cooking zone in the Compact Cooking G2 process.

[034] Em uma concretização preferida da presente invenção a quantidade de licor alcalino fresco carregada para o filtrado lavado adicionada para o centro do vaso digestor na peneira de extração de digestor corresponde para pelo menos 10% da carga total de licor alcalino fresco, em que a carga é suficiente para estabelecer um nível de álcali inicial na zona de cozimento de mais de 10 g/l (como NaOH), e preferivelmente acima de 15 g/l.[034] In a preferred embodiment of the present invention the amount of fresh alkaline liquor charged to the washed filtrate added to the center of the digester vessel in the digester extraction sieve corresponds to at least 10% of the total charge of fresh alkaline liquor, wherein the charge is sufficient to establish an initial alkali level in the cooking zone of more than 10 g/l (as NaOH), and preferably above 15 g/l.

[035] Em uma opcional concretização do método da presente invenção a quantidade de licor alcalino fresco carregada para o filtrado de lavado é carregada para uma circulação de cozimento recirculando uma parte do licor extraído a partir da peneira de extração de digestor para o centro do vaso digestor na posição de altura da peneira de extração de digestor. Esta circulação reforçada poderia aperfeiçoar a distribuição radial do licor de cozimento modificado à frente da zona de cozimento final.[035] In an optional embodiment of the method of the present invention the amount of fresh alkaline liquor loaded into the wash filtrate is loaded into a cooking circulation recirculating a part of the liquor extracted from the digester extraction sieve to the center of the vessel. digester in the height position of the digester extraction sieve. This enhanced circulation could improve the radial distribution of the modified cooking liquor ahead of the final cooking zone.

[036] Em uma concretização preferida do método da presente invenção é também a quantidade de licor alcalino fresco carregada para o licor de impregnação quente correspondendo para pelo menos 10% da carga total de licor alcalino fresco, em que a carga é suficiente para estabelecer um nível de álcali residual final no vaso de impregnação de mais de 8 g/l (como NaOH), e preferivelmente acima de 15 g/l. Um tal controle de carga poderia garantir que suficiente quantidade de álcali esteja presente durante a integridade de impregnação, salvaguardando que a difusão de álcali para o material celulósico triturado continua durante a integridade de tempo de residência no vaso de impregnação.[036] In a preferred embodiment of the method of the present invention is also the amount of fresh alkali charged to the hot impregnation liquor corresponding to at least 10% of the total charge of fresh alkali liquor, wherein the charge is sufficient to establish a final residual alkali level in the impregnation vessel of more than 8 g/l (as NaOH), and preferably above 15 g/l. Such a load control would ensure that sufficient alkali is present during the impregnation integrity, safeguarding that the diffusion of alkali into the shredded cellulosic material continues during the impregnation vessel residence time integrity.

[037] Em ainda uma concretização preferida do método da presente invenção o filtrado lavado a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom depois do digestor é obtido a partir de uma lavagem pressurizada, mantendo a pressão do filtrado lavado antes da adição para o digestor. Se o filtrado lavado for mantido pressurizado a temperatura pode ser igual a ou exceder a correspondente quantidade de líquido de impregnação gasto (residual) que é extraída a partir do vaso de impregnação, aperfeiçoando a economia de calor do sistema de dois vasos. Em uma alternativa preferida deste método da presente invenção é o filtrado lavado a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom depois do digestor obtida a partir de uma lavagem pressurizada, mantendo a temperatura do filtrado lavado antes da adição para o digestor acima de 1000C, e preferivelmente na faixa de 1000C - 1100C. O filtrado lavado poderia preferivelmente ser obtido a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom imediatamente depois do digestor, preferivelmente em um difusor de pressão.[037] In yet a preferred embodiment of the method of the present invention the filtrate washed from a subsequent brown wash position after the digester is obtained from a pressurized wash, maintaining the pressure of the washed filtrate prior to addition to the digester. If the washed filtrate is kept pressurized the temperature can equal or exceed the corresponding amount of spent impregnation liquid (residual) that is extracted from the impregnation vessel, improving the heat economy of the two vessel system. In a preferred alternative to this method of the present invention is the filtrate washed from a subsequent brown wash position after the digester obtained from a pressurized wash, keeping the temperature of the washed filtrate prior to addition to the digester above 1000C, and preferably in the range of 1000C - 1100C. The washed filtrate could preferably be obtained from a subsequent brown wash position immediately after the digester, preferably in a pressure diffuser.

[038] o filtrado lavado a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom depois do digestor pode alternativamente ser obtido a partir der uma lavagem depois de um estágio de deslignificação de oxigênio, mantendo a temperatura do filtrado lavado antes de aquecimento e de adição para o digestor na faixa de 850C - 95°C ou acima. Um tal filtrado lavado de alta temperatura pode ainda ser benéfico para a redução das perdas de calor, na medida em que a perda de temperatura é somente de 50C - 150C mais alta do que a temperatura em licor extraído a partir do vaso de impregnação do que o filtrado lavado adicionado para o digestor.[038] The filtrate washed from a subsequent brown wash position after the digester can alternatively be obtained from a wash after an oxygen delignification stage, maintaining the temperature of the washed filtrate prior to heating and addition to the digester in the range of 850C - 95°C or above. Such a high temperature washed filtrate can still be beneficial for the reduction of heat losses, as the temperature loss is only 50C - 150C higher than the temperature in liquor extracted from the impregnation vessel than the washed filtrate is added to the digester.

DETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION

[039] A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes com referência para a Figura 5, mostrando as modificações do sistema Compact Cooking G2 que é mostrado na Figura 4.[039] The present invention will be described in more detail with reference to Figure 5, showing the modifications of the Compact Cooking G2 system that is shown in Figure 4.

[040] No exemplo a seguir a proporção licor para madeira/LW é utilizada, significando a quantidade total de líquido em tonelada por tonelada de madeira seca descasada [dry bone wood (bdt)]. O exemplo utiliza uma carga mínima de um volume adicional de licor de lavagem de pelo menos 0,5 em L/W, de maneira tal a indicar a mínima ordem de licor carregado. Mas a presente invenção pode ser aplicada com volumes crescentes de até uma proporção de L/W acima de 2, ou ainda mesmo mais do volume de licor adicionado carregado como licor de lavagem e, então, passado através do sistema por intermédio da primeira circulação de transporte e finalmente para o vaso de impregnação.[040] In the following example, the liquor to wood/LW ratio is used, meaning the total amount of liquid in ton per ton of dry bone wood (bdt)]. The example uses a minimum charge of an additional volume of wash liquor of at least 0.5 in L/W, so as to indicate the minimum order of charged liquor. But the present invention can be applied with increasing volumes up to an L/W ratio above 2, or even more than the volume of added liquor loaded as wash liquor and then passed through the system via the first circulation of transport and finally to the impregnation vessel.

[041] Como uma primeira etapa, um filtrado lavado mais limpo é adicionado para o centro de digestor na peneira de extração em uma proporção de L/W de pelo menos 0,5. Este licor lavado mais limpo (WL) é aquecido em um trocador de calor (HE) para a temperatura de cozimento completa antes da adição. O licor lavado é preferivelmente um licor lavado a partir de uma subsequente posição de lavagem marrom, tanto a partir de uma lavagem diretamente depois do digestor ou quanto a partir de uma lavagem depois de pré-branqueamento ou de deslignificação de oxigênio onde o licor lavado ainda é alcalino. A temperatura do licor lavado a partir de uma posição lavagem marrom é tipicamente da ordem de 900C - 1100C, e na faixa inferior se a lavagem é feita em máquinas de lavar coletando o filtrado lavado em tanques de filtrado atmosféricos, e na faixa superior se a lavagem é feita em máquinas de lavar mantendo o filtrado lavado pressurizado. O conteúdo de COD em tais posições de lavagem marrom é tipicamente da ordem de 30 g/l - 80 g/l de filtrado, o que poderia ser comparado com o conteúdo de COD da extração de peneira mediana no digestor que tipicamente pode ser de cerca de 200 g/l e, por consequência, mais alto conteúdo de COD no final da zona de cozimento e antes da lavagem de fundo.[041] As a first step, a washed filtrate cleaner is added to the digester center on the extraction sieve at an L/W ratio of at least 0.5. This washed liquor cleaner (WL) is heated in a heat exchanger (HE) to full cooking temperature prior to addition. The washed liquor is preferably a liquor washed from a subsequent brown wash position, either from a wash directly after the digester or from a wash after pre-bleaching or oxygen delignification where the washed liquor is still it's alkaline. The temperature of the liquor washed from a brown wash position is typically on the order of 900C - 1100C, and in the lower range if washing is done in washing machines collecting the washed filtrate in atmospheric filtrate tanks, and in the upper range if the washing is done in washing machines collecting the washed filtrate in atmospheric filtrate tanks. washing is done in washing machines keeping the washed filtrate pressurized. The COD content at such brown wash positions is typically on the order of 30 g/l - 80 g/l of filtrate, which could be compared to the COD content of mid-sieve extraction in the digester which typically can be about of 200 g/l and, consequently, higher COD content at the end of the cooking zone and before the bottom wash.

[042] Uma correspondente adicional quantidade de licor negro, isto é, em uma proporção de L/W de pelo menos 0,5; é extraída a partir da peneira de extração e enviada para iniciar a transferência. Esta adicional quantidade de licor negro quente irá elevar a temperatura na circulação de transporte, na medida em que a parte do licor negro quente no licor de transporte aumenta. Depois de ter utilizado o valor de calor em licores na circulação de transporte para aquecimento do material celulósico triturado, o licor de transporte em excesso é extraído a partir do separador de topo, mas agora em um volume aumentado em uma proporção de L/W de pelo menos 0,5 do aumento. Este volume extra de licor de transporte aquecido é depois disso adicionado para o topo de ImpBin onde como um resultado do volume extra de licor de transporte aquecido também é evaporado rapidamente em uma maior quantidade de vapor, antes que o licor de transporte finalmente evaporado rapidamente venha a assumir uma temperatura de cerca de 1000C no nível de licor do ImpBin. Finalmente, na peneira de extração de ImpBin é também o volume de extração aumentado em um volume aumentado em uma proporção de L/W de pelo menos 0,5. Esta modificação deixa o processo de cozimento de outra maneira não afetado quanto às proporções licor para madeira durante impregnação ou cozimento, mantendo as vantagens do processo de Compact Cooking G2.[042] A corresponding additional amount of black liquor, that is, in an L/W ratio of at least 0.5; is extracted from the extraction sieve and sent to start the transfer. This additional amount of hot black liquor will raise the temperature in the transport circulation as the share of hot black liquor in the transport liquor increases. After having used the heat value in liquors in the transport circulation for heating the crushed cellulosic material, the excess transport liquor is extracted from the overhead separator, but now in an increased volume in a ratio of L/W of at least 0.5 of the increase. This extra volume of heated carrier liquor is thereafter added to the top of the ImpBin where as a result the extra volume of heated carrier liquor is also rapidly evaporated into a greater amount of steam, before the finally rapidly evaporated carrier liquor comes out. to assume a temperature of about 1000C at the ImpBin liquor level. Finally, on the ImpBin extraction sieve the extraction volume is also increased by an increased volume at a L/W ratio of at least 0.5. This modification leaves the cooking process otherwise unaffected in liquor to wood ratios during impregnation or cooking, while retaining the advantages of the Compact Cooking G2 process.

[043] Como foi indicado, poderia uma também uma adicional quantidade de álcali ser adicionada para o licor de lavagem antes da adição para o meio da zona de cozimento. Isto poderia aumentar a concentração de álcali na última zona de cozimento aperfeiçoando a deslignificação adicionalmente nesta última zona de cozimento. Para aperfeiçoamento da distribuição de álcali, e bem como de licor de lavagem mais limpo, poderia opcionalmente uma circulação de cozimento em CC ser instalada, o que promove uma distribuição radial reforçada do novo licor de cozimento. Uma tal circulação de cozimento normalmente inclui também uma bomba (não mostrada). A quantidade de licor alcalino fresco carregada para o filtrado lavado é carregada para uma circulação de cozimento recirculando uma parte da extração de licor a partir da peneira de extração de digestor para o centro do vaso digestor na posição de altura da peneira de extração de digestor (como é mostrado na Figura 5), ou alternativamente é carregada para uma circulação de cozimento recirculando uma parte do licor extraído a partir de uma peneira de extração de lavagem (a peneira a mais inferior mostrada na Figura 5) para o centro do vaso digestor na posição de altura da peneira de extração de digestor.[043] As indicated, an additional amount of alkali could also be added to the wash liquor prior to addition to the middle of the cooking zone. This could increase the alkali concentration in the last cooking zone by further improving delignification in this last cooking zone. For improved alkali delivery, as well as cleaner wash liquor, a CC cooking circulation could optionally be installed, which promotes enhanced radial delivery of the new cooking liquor. Such a cooking circulation normally also includes a pump (not shown). The amount of fresh alkaline liquor loaded into the washed filtrate is loaded into a cooking circulation recirculating a portion of the liquor extraction from the digester extraction sieve to the center of the digester vessel at the height position of the digester extraction sieve ( as shown in Figure 5), or alternatively it is loaded into a cooking circulation by recirculating a portion of the extracted liquor from a washing extraction sieve (the lowest sieve shown in Figure 5) to the center of the digester vessel in the height position of the digester extraction sieve.

heat saving

[044] Como um resultado, a quantidade extra de vapor evaporado rapidamente no ImpBin irá reduzir a necessidade para adição de vapor extra, isto é, vapor de LP, para o topo de ImpBin. Esta redução de adição de vapor emparelha (satisfaz) a necessidade para aquecimento do licor de lavagem no aquecedor HE, e assim em aspectos de economia de calor a mudança não está aumentando consumo de vapor.[044] As a result, the extra amount of steam evaporated quickly in the ImpBin will reduce the need for adding extra steam, ie LP steam, to the top of the ImpBin. This reduction of steam addition matches (satisfies) the need for heating the wash liquor in the HE heater, and so in heat saving aspects the change is not increasing steam consumption.

[045] Nos limites de vizinhança do sistema de dois vasos é um adicional volume de licor de lavagem adicionado para o digestor e a correspondente quantidade de aumento de extração de recuperação é feita a partir da peneira ImpBin. Se estes volumes são idênticos e a temperatura na extração ImpBin é de cerca de 1000C, então, nenhum custo aumentado de vapor é provocado no sistema digestor de dois vasos se o licor de lavagem possui a mesma temperatura, isto é, de 1000C, antes do aquecimento. Para cada grau de aumento de temperatura em licor de lavagem a economia de vapor é aperfeiçoada na medida em que menos vapor fresco (vapor de LP) necessita ser adicionado para o topo de ImpBin como um resultado ou se o vapor para o ImpBin é suficiente para o licor negro quente que irá ser utilizado para aumentar a temperatura da circulação de transferência e a demanda de vapor de MP sobre o topo de digestor para alcançar a temperatura de cozimento irá ser reduzida.[045] In the vicinity of the two-vessel system an additional volume of wash liquor is added to the digester and the corresponding amount of increase in recovery extraction is made from the ImpBin sieve. If these volumes are identical and the temperature in the ImpBin extraction is around 1000C, then no increased steam cost is incurred in the two-vessel digester system if the wash liquor has the same temperature, i.e. 1000C, before the heating. For each degree of temperature increase in wash liquor the steam economy is improved as less fresh steam (LP steam) needs to be added to the top of the ImpBin as a result or if the steam to the ImpBin is sufficient to the hot black liquor that will be used to increase the temperature of the transfer circulation and the demand for PM steam on the top of the digester to reach the cooking temperature will be reduced.

improved delignification

[046] Como é indicado na Figura 5 o conteúdo de COD em extração de ponto mediano é tipicamente em torno de 200 g/l. Se nenhuma diluição do licor de cozimento e adição de álcali é feita nesta posição, o conteúdo de COD irá aumentar adicionalmente durante a zona de cozimento final. Enquanto ainda alguma hemicelulose pode precipitar em uma tal zona de cozimento não diluída, a parte a maior da precipitação de hemicelulose foi já feita devido para o fato das fases de recirculação durante a impregnação e a primeira zona de cozimento. Por outro lado, o volume extra do licor negro quente extraído, com seu conteúdo de hemicelulose que pode adicionalmente aumentar o rendimento na zona de cozimento final, não é enviado diretamente para a recuperação, ao invés disso, é enviado para as primeiras fases do cozimento onde hemicelulose pode se precipitar.[046] As indicated in Figure 5 the COD content in midpoint extraction is typically around 200 g/l. If no cooking liquor dilution and alkali addition is done at this position, the COD content will increase further during the final cooking zone. While still some hemicellulose may precipitate in such an undiluted cooking zone, most of the hemicellulose precipitation has already been done due to the fact of the recirculation phases during the impregnation and the first cooking zone. On the other hand, the extra volume of extracted hot black liquor, with its hemicellulose content that can additionally increase the yield in the final cooking zone, is not sent directly to recovery, instead it is sent to the first stages of cooking. where hemicellulose can precipitate.

[047] Portanto, a primeira fase do cozimento é desempenhada com alto nível de conteúdo orgânico dissolvido, primariamente hemicelulose e lignina em proporções quase iguais, mas então, a fase final é modificada ligeiramente, diminuindo a concentração de lignina e opcionalmente aumentando a concentração de álcali para a fase final do cozimento.[047] Therefore, the first stage of cooking is performed with a high level of dissolved organic content, primarily hemicellulose and lignin in almost equal proportions, but then, the final stage is modified slightly, decreasing the lignin concentration and optionally increasing the concentration of lignin. alkali for the final stage of cooking.

[048] Esta modificação do licor de cozimento aperfeiçoa a deslignificação, de maneira tal que a típica baixa ordem de deslignificação que poderia ser obtida na deslignificação final, alcançando uma redução kappa da ordem de 15 unidades - 20 unidades, podendo ser aumentada por pelo menos 5 unidades - 10 unidades.[048] This modification of the cooking liquor improves the delignification, in such a way that the typical low delignification order that could be obtained in the final delignification, achieving a kappa reduction of the order of 15 units - 20 units, can be increased by at least 5 units - 10 units.

Less COD in blowing pulp

[049] Como um efeito adicional da modificação do licor de cozimento na fase final de cozimento o conteúdo residual de COD é também reduzido consideravelmente. Na configuração (ajuste) de sistema como é mostrado na Figura 4 o nível de COD na polpa é tipicamente de cerca de 900 kg por polpa bdt (não madeira), enquanto depois de uma modificação do licor de cozimento o nível de COD pode ser reduzido para abaixo de 650 kg. Isto aperfeiçoa o branqueamento, na medida em que menos produtos químicos de branqueamento são necessitados para alcançar o brilho desejado.[049] As an additional effect of modifying the cooking liquor in the final cooking stage, the residual COD content is also reduced considerably. In the system setup (adjustment) as shown in Figure 4 the COD level in the pulp is typically about 900 kg per bdt pulp (not wood), while after a cooking liquor modification the COD level can be reduced for below 650 kg. This improves bleaching as less bleaching chemicals are needed to achieve the desired shine.

summary

[050] Pela modificação da presente invenção do sistema Compact Cooking G2, o objetivo de rendimento aumentado é ainda obtido em uma grande extensão, mas deslignificação adicional pode ser obtida em menos conteúdo de COD na polpa cozida. Estes resultados são obtidos sem ou redução de custos de aquecimento na medida em que todo o aquecimento de licores de lavagem mais limpos é recuperado no ImpBin resultando em menos necessidade para vapor fresco para vaporização do material celulósico triturado. Lavagem marrom opcional[050] By modifying the present invention from the Compact Cooking G2 system, the objective of increased yield is still achieved to a great extent, but further delignification can be achieved at less COD content in the cooked pulp. These results are achieved with no or reduction in heating costs as all the heating from cleaner wash liquors is recovered in the ImpBin resulting in less need for fresh steam to vaporize the shredded cellulosic material. Optional brown wash

[051] Na Figura 6 é mostrada uma lavagem marrom preferida em forma de uma lavagem de difusor de pressão da polpa vindo diretamente a partir da linha de sopramento do digestor. Esta instalação de sistema segue o conceito de DiConnTM vendido por Valmet, onde o filtrado obtido a partir do difusor de pressão é mantido pressurizado tornando possível manter a temperatura do filtrado lavado acima de 1000C. Em instalações de difusor de pressão convencionais o filtrado lavado a partir do difusor de pressão é coletado em um tanque de filtrado atmosférico que irá evaporar rapidamente qualquer valor de calor acima do ponto de ebulição.[051] In Figure 6 a preferred brown wash is shown in the form of a pressure diffuser wash of pulp coming directly from the digester blow line. This system installation follows the DiConnTM concept sold by Valmet, where the filtrate obtained from the pressure diffuser is kept pressurized making it possible to maintain the temperature of the washed filtrate above 1000C. In conventional pressure diffuser installations the filtrate washed from the pressure diffuser is collected in an atmospheric filtrate tank which will rapidly evaporate any heat value above the boiling point.

Claims

1. Method for cooking shredded cellulosic material, a method in which a continuous two-vessel digester system comprising a first atmospheric impregnation vessel and a second pressurized digester vessel is used, wherein the cellulosic material has a retention time of at least 40 minutes in the first impregnation vessel and of at least 90 minutes in the second digester vessel, and where a liquor level of at least 15 meters is established in the first impregnation vessel, the method comprising the following steps in sequence: - feeding crushed cellulosic material held at room temperature to the first impregnation vessel establishing a cellulosic material level of at least 4 meters above a liquor level established in the impregnation vessel; - adding hot impregnation liquor at a temperature above the boiling point at a position within the cellulosic material volume above the liquor level, so that steam is released into the cellulosic material volume for vaporization, and where the liquor is hot pressure released impregnation assumes a temperature corresponding to the boiling point at the established liquor level in the impregnation vessel; - the impregnation vessel having an extraction sieve at the liquor level and wherein the extraction sieve extracts at least 1-2 tonnes of liquor/bdt wood from the impregnation liquor, said liquor containing at least a part of the released wood acidity during vaporization in the chip volume above the liquor level; - impregnating the cellulosic material with the impregnation liquor released by pressure during the retention time in the impregnation vessel; - during the feeding of impregnated crushed material from the impregnation vessel, adding black liquor at complete cooking temperature so that the temperature of the slurry for transporting crushed material to the digester is raised by at least 10°C; - at the top of the digester there are at least 4 tons of liquor/bdt wood from the extracted transport slurry and used as the hot impregnation liquor added to the impregnation vessel; - wherein a complete digester temperature in the range of 130°C-170°C is established in a cook zone in the digester using at least 80% of the digester's total hold time as a cook zone; - the digester having a digester extraction sieve in the middle of the cooking zone at a position in the digester corresponding to 35-60% of the total retention time in the digester, and wherein the cooking extraction sieve extracts at least 2.5 tons of liquor/wood bdt establishing a first part of the cooking zone with a high L/W ratio and a second part of the cooking zone with a low L/W ratio, extraction liquor which is loaded during feeding of crushed material impregnated from the impregnation vessel as black liquor at full cooking temperature; characterized by: - adding an additional volume of at least 0.5 tonnes of liquor/bdt wood of washed filtrate from a subsequent brown wash position after the digester to the center of the digester vessel on the digester extraction screen after heating the washed filtrate to full digester temperature, the washed filtrate having a lignin content of less than 50% of the lignin content in black liquor extraction on the extraction sieve; and - finally extracting a corresponding amount of liquor as additional liquor also from the extraction sieve in the impregnation vessel, therefore, using the heat value of the washed filtrate heated first in transfer circulation and subsequently as hot impregnation liquor releasing more steam for chip steaming.

A method for cooking shredded cellulosic material according to claim 1, characterized by charging fresh alkaline liquor to the two-vessel digester system at a total load of 160 - 190 (HW), 190 - 230 (SW) kg alkali/ bdt wood (EA as NaOH) in at least 3 process positions, where a first charge is added to the top of the digester in an amount exceeding 60% of the total charge of fresh alkaline liquor, and a second charge for the hot impregnation liquor and a third charge for the washed filtrate added to the center of the digester vessel on the digester extraction sieve.

Method for cooking crushed cellulosic material, according to claim 2, characterized in that the amount of fresh alkaline liquor charged to the washed filtrate added to the center of the digester vessel in the digester extraction sieve corresponds to at least 10% of the total charge. of fresh alkali liquor, wherein the charge is sufficient to establish an alkali level in the cooking zone of more than 10 g/l (as NaOH), and preferably above 15 g/l.

A method for cooking shredded cellulosic material, as claimed in claim 3, characterized by charging the amount of fresh alkaline liquor loaded into the washed filtrate to a cooking circulation by recirculating a part of the liquor extracted from the digester extraction sieve to the center of the digester vessel at the digester extraction sieve height position, or alternatively loading into a cooking circulation by recirculating a part of the extracted liquor from a washed extraction sieve to the center of the digester vessel at the sieve height position digester extraction.

Method for cooking crushed cellulosic material, according to claim 3, characterized in that the amount of fresh alkali charged to the hot impregnation liquor corresponds to at least 10% of the total charge of fresh alkali liquor, wherein the filler is sufficient to establish a final residual alkali level in the impregnation vessel of more than 8 g/l (as NaOH), and preferably above 15 g/l.

Method for cooking shredded cellulosic material according to claim 1, characterized in that the washed filtrate is obtained from a subsequent brown wash position after the digester from a pressurized wash, maintaining the pressure of the washed filtrate before addition. to the digester.

Method for cooking shredded cellulosic material according to claim 6, characterized in that the washed filtrate is obtained from a subsequent brown wash position after the digester from a pressurized wash, maintaining the temperature of the washed filtrate before addition. to the digester above 100°C, and preferably in the range of 100°C - 110°C.

Method for cooking crushed cellulosic material according to claim 7, characterized in that the filtrate is washed from a subsequent brown wash position immediately after the digester, preferably in a pressure diffuser.

A method for cooking shredded cellulosic material according to claim 1, characterized in that the filtrate is washed from a subsequent brown wash position after the digester from a wash after an oxygen delignification stage, maintaining the temperature of washed filtrate prior to heating and addition to digester in the range of 85°C - 95°C or above.