CZ2000652A3 - Zařízení na výrobu a zpracování dřevních vláken - Google Patents

Abstract

Zařízení na výrobu a zpracování dřevních vláken obsahuje část (A) na výrobu dřevních vláken, vybavenou předehřívačem (3) třísek, holandrem (4), používaným pro rozvolňování vláken z dřevních třísek, přívodem (51) lepidla a alespoň jednou vysoušeči etapou (C), využívanou pro vysoušení vláken. Část (B) na odlučování páry je umístěna mezi částí (A) na výrobu dřevních vláken a vysoušeči etapou (C), přičemž obsahuje cyklónový odlučovač (6), jehož vstup (52)je připojen k ventilátorovému potrubí (5), používanému pro vlákna a páru, přiváděné z holandru (4). Spodní výstup (53) cyklónového odlučovače (6) je připojen prostřednictvím uzavíracího šoupátka (7) k dopravnímu a vysoušecímu potrubí (55), používanému pro vlákna. Horní přípojka (54) cyklónového odlučovače je připojena k ústrojím, používaným pro oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače (6).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení na výrobu a zpracování dřevních vláken, které obsahuje část na výrobu dřevních vláken, vybavenou předehřívačem třísek, holandrem, používaným pro rozvolňování vláken z dřevních třísek, přívodem lepidla a alespoň jednou vysoušeči etapou, využívanou pro vysoušení vláken.

Dosavadní stav techniky

Problém, spjatý se zařízeními shora uvedeného typu, představují emise těkavých organických látek, vypouštěné do okolní atmosféry, to jest emise těkavých organických Sloučenin (VOC) a formaldehydu ze surového dřeva a z lepidel, používaných ve zpracovatelském procesu.

Podstata vynálezu

Hlavním úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyřešit shora uvedený problém.

Dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je regenerovat neboli znovu využít energii v těchto procesech.

v » · · « «

Uvedených úkolů bylo dosaženo vyvinutím zařízení na výrobu a zpracování dřevních vláken, které obsahuje část na výrobu dřevních vláken, vybavenou předehřívačem třísek, holandrem, používaným pro rozvolňování vláken z dřevních třísek, přívodem lepidla a alespoň jednou vysoušeči etapou, využívanou pro vysoušení vláken.

Podstata předmětu tohoto vynálezu spočívá zejména v tom, že předmětné zařízení obsahuje část na odlučování páry, která je umístěna mezi části na výrobu dřevních vláken a vysoušeči etapou, a která obsahuje cyklónový odlučovač, jehož, vstup je připojen k ventilátorovému potrubí , používanému pro vlákna a páru,, přiváděné z holandru, a jehož spodní výstup je připojen prostřednictvím uzavíracího šoupátka k dopravnímu a vysoušecímu potrubí, používanému pro vlákna, a jehož horní přípojka je připojena k ústrojím, používaným pro oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače.

Ústrojí, používaná pro oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače, obsahují s výhodou pračku plynu a vinutý výměník, používaný pro obdržení proprané páry z pračky plynu.

Cyklónový odlučovač může být s výhodou připojen k parnímu ejektoru pro přepravu vláken v dopravním a vysoušecím potrubí a ke směšovací komoře, ze které jsou kouřové plyny, přiváděné ze spalovací pece, a vysoušeči vzduch přiváděny do parního ejektoru.

v

Dopravní a vysoušeči potrubí, vycházející z cyklónového odlučovače, může být s výhodou připojeno ke vzduchovému kompresoru a k injektoru, které jsou používány pro vzduch, který slouží jako přepravní tekutina.

Každý z předehřívačů třísek může být s výhodou opatřen vstupem páry ve své spodní části, kam je pára přiváděna, přičemž je uvedená pára využívána pro protiproudé propírání třísek, přicházejících dolů zeshora, a horním výstupem, používaným pro odesílání těkavých organických látek společně s parou a vzduchem, prostřednictvím potrubí do pračky plynu, používané pro oddělování těkavých organických látek a rovněž pro regeneraci přídavného tepla z páry.

Ústrojí, používaná k oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače, sestávají s výhodou z tepelného výměníku a z kondenzátové nádrže, odkud jsou těkavé organické látky vypouštěny v plynném stavu pro účely spalování.

Zařízení podle tohoto vynálezu může být s výhodou opatřeno dvěma přídavnými tepelnými výměníky, používanými pro uložení kondenzátu společně s emisemi z kondenzátové nádrže pro předávání tepla ve vysoušeči etapě a pro ochlazování kondenzátu.

Dopravní a vysoušeči potrubí, vycházející z cyklónového odlučovače může být s výhodou připojeno' za účelem přivádění vysoušecího vzduchu k jednomu nebo dvěma z uvedených tepelných výměníků a alespoň k jedné směšovací komoře, do které je přiváděno přídavné teplo.

v • · ·· · · ft · · ft · · · · ·«···· • ·· ftft· ftft·· ···· ·· ·· ···· ft · ··

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. la a obr. lb schematicky znázorňují proces, který / je prováděn v zařízení podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje část zařízení, vyobrazeného na obr. 1, avšak znázorněného ve větším měřítku, přičemž je zde prezentováno jedno alternativní provedení;

obr. 3 znázorňuje stejnou část zařízení, která je vyobrazena na obr. 2, přičemž je zde však znázorněno ještě další alternativní provedení;

obr. 4 schematicky znázorňuje proces, který je prováděn v alternativním provedení zařízení podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení, znázorněné na vyobrazeních podle obr. la a obr. lb, zahrnuje celou řadu částí:

- část A na výrobu dřevních vláken,

- část B na odlučování páry,

- dvě etapy Ci a C₂ vysoušení dřevních vláken, a

- energetické zařízení D.

\ V • ·

Zařízení bude popsáno z hlediska jeho konstrukčního vytvoření, přičemž bude současně vysvětlována jeho funkce, aby bylo zamezeno zbytečnému opakování.

V části A na výrobu dřevních vláken jsou dřevěné třísky předehřívány v alkalizačním zásobníku 1, přičemž je popřípadě využíváno páry o atmosférickém tlaku. Z alkalizačního zásobníku 1 jsou třísky přiváděny prostřednictvím šnekového dopravníku 2_ ucpávkového typu, který tyto třísky stlačuje a odvodňuje v průběhu jejich přepravy do předehřivače 3 třísek.

Předehřívač 3 třísek ohřívá třísky s pomocí tepla, získaného z kondenzace páry, která je přiváděna vstupem 50 páry, umístěným ve spodní části předehřivače 3, přičemž je tlak, teplota a doba zpracování předem nastavena a přizpůsobena pro třísky ze surového dřeva. Předehřívač 3 je opatřen horním výstupem 56, kde jsou uvolňované organické emise odplyňovány ze dřeva společně se vzduchem v průběhu ohřívání, v důsledku čehož dochází ke zlepšenému přenosu tepla mezi parou a třískami.

Větší část emisí, to znamená těkavých organických látek (těkavých organických sloučenin VOC a formaldehydu), je uvolňována v předehřívači 3 a je oddělována při vysoké koncentraci v horní části předehřivače 3, načež je odváděna společně s parou a vzduchem potrubím 57 do pračky 11 plynu, kde jsou pevné částice oddělovány společně s určitými kondenzovatelnými organickými látkami a těkavými odpadními plyny, a kde je teplo z páry regenerováno. Jelikož je páry přiváděna vstupem 50 páry na nízké úrovni, mohou být třísky, které vstupují z horní části předehřivače 3, propírány v protiproudém proudění páry v průběhu kondenzace.

Elektrická energie, která je přiváděna do volných vláken z třísek v holandru £, je z větší části převáděna do páry v souvislosti s mechanickým zpracováním předehřátých třísek za účelem výroby volných vláken nebo svazků vláken. V průběhu tohoto zpracování je ze dřeva uvolňováno určité množství organických emisí, které jsou vedeny směrem dopředu ve ventilátorovém potrubí 5 v plynném stavu společně s parou. Tímto ventilátorovým potrubím 5 jsou vlákna, svazky vláken a pára přiváděny vysokou rychlostí na vstup 52 do cyklónového odlučovače 6.

Pokud je nutno využívat lepidel, je lepidlo přidáváno do ventilátorového potrubí prostřednictvím přívodu 51 lepidla, čímž jsou vlákna směšována s lepidlem. Emise těkavých organických látek jsou rovněž uvolňovány z lepidla a jsou společně s vlákny a parou přiváděny do cyklónového odlučovače pro účely jejich odlučování z vláken.

Spodní výstup 53 z cyklónového odlučovače 6 je prostřednictvím uzavíracího šoupátka 7 připojen k dopravnímu potrubí 55, kterým jsou vlákna přiváděna do vysoušeče vláken. K vysoušení vláken však dochází rovněž i v potrubí 55, a to zejména v důsledku skutečnosti, že dopravní tekutinou je vysoušeči vzduch (viz zejména obr. 2 a obr. 4). V důsledku toho zde bude potrubí 55 v dalším nazýváno jako dopravní a vysoušeči potrubí 55.

Horní přípojka 54 cyklónového odlučovače 6 je připojena k pračce 10 plynu, kde dochází k oddělování vláken a organických látek z páry, získávané z cyklónového odlučovače 6.

Cyklónový odlučovač 6 může mít několik alternativních základních provedení.

prvního alternativního provedení cyklónového odlučovače 6, které je znázorněno na vyobrazení podle obr. la, je parní ejektor zapojen ve směru proudění za uzavíracím šoupátkem J_. Tento parní ejektor 8, který je napájen parou prostřednictvím přívodu 67 páry, provádí další dopravu vláken společně s předehřátým vysoušecím vzduchem a z kouřovými. ply’ny, ktere jsou nasavany ze směšovací komory 9.

Do této směšovací komory 9 přicházejí kouřové plyny potrubím 66, které vede z energetického zařízení D, přičemž sem rovněž přichází vysoušeči vzduch přes ventil 58. U tohoto alternativního provedení jsou vlákna již vysoušena při jejich přepravě do etapy Ci vysoušení dřevních vláken.

U druhého alternativního provedení cyklónového odlučovače 6_, které je znázorněno na vyobrazení podle obr. 2, je dopravní a vysoušeči potrubí 55 připojeno přímo k uzavíracímu šoupátku 7, takže je horký vzduch přiváděn přímo do vysoušecího potrubí 59.

U třetího alternativního provedení cyklónového odlučovače 6_, které je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3 jsou vlákna přepravována do vysoušeči etapy prostřednictvím kompresoru 31, do kterého je přiváděn dopravní vzduch na vstupu 60, a který napájí injektor 32.

V etapě Ci vysoušení dřevních vláken je vysoušeči vzduch ohříván, jak je znázorněno prostřednictvím šipek 61 proudění vysoušecího vzduchu, ve vinutém výměníku 18 vzduch - horká v

fefe fefefefe • fefe · · fefe · • · fe fefefefe fefe fe · fefe fefe fe fefefe fefefefe fefe fefefefe fefe fefe voda a ve vinutých výměnících 19 a 20 vzduch - pára, a rovněž ve směšovací komoře 21, používané pro kouřové plyny, přicházející z energetického zařízení D.

Suspenze páry, vzduchu a těkavých organických látek (těkavých organických sloučenin VOC a formaldehydu) , která přichází do pračky 11 plynu z předehřívače 3 třísek, je promývána a očišťována od pevných částic v pračce 11 plynu s využitím kondenzátu, čerpaného z kondenzátové nádrže 2 6 prostřednictvím čerpadla 28. Část emisí, uvolněných ze dřeva, zkondenzuje a opouští pračku 11 plynu společně s propírací vodou z pračky 11 plynu. Pára, opouštějící pračku 11 plynu, je během kondenzace využívána k ohřívání vysoušecího vzduchu ve vinutém výměníku 20 vzduch - pára. Kondenzát z vinutého výměníku 20 opouští odlučovač 14, přičemž těkavé organické emise postupuji přes regulační ventil 15, odsávací ventilátor 22 (viz obr. lb) a potrubí 30 do spalovací pece 62: v energetickém zařízení D.

Pára, přiváděná z cyklónového odlučovače _6, která obsahuje organické emise, uvolněné v souvislosti s výrobou vláken, a lepidla, je promývána a zbavována pevných částic v pračce 10 plynu s využitím kondenzátu z kondenzátové nádrže 26. Část shora uvedených emisí kohdenzuje a opouští pračku 10 plynu společně s promývací vodou z pračky 10 plynu. Propraná pára z pračky 10 plynu je odesílána do vinutého výměníku 19, kde je využívána pro ohřívání vysoušecího vzduchu 61. Ve vinutém výměníku 19 pára kondenzuje, přičemž tento kondenzát je odesílán do odlučovače 16, ze kterého jsou těkavé nekondenzovatelné emise zasílány do spalovací pece 62 pro spalování přes regulační ventil 17, odsávací ventilátor 22 a potrubí 30.

«· ···· ·· • 9

• ·

Kondenzát z kondenzátové nádrže 26 je přepravován prostřednictvím čerpadla 27 za účelem ohřívání vysoušecího vzduchu ve vinutém výměníku 18. Kondenzát opouští vinutý výměník 18 při teplotě o velikosti zhruba 40° C přes odlučovač 12, odkud jsou zbývající emise těkavých organických pece 62 přes ventil 13 odsávací je odesílán do kondenzátové odkalovací vložku. Kondenzát, sestávající z emisních zbytků (terpenů), uvolněných z dřevní hmoty, je odkalován.a přepravován prostřednictvím čerpadla 2A_ a potrubí 29 do· spalovací pece 22, kde je využíván pro zvlhčování pevného paliva 63 a brusin 64, které jsou sem rovněž přiváděny.

Hladina v kondenzátové nádrži 23 je regulována prostřednictvím čerpadla 25. Voda, která proudí čerpadlem 25 je plynu zasílaný do spalovací ventilátor 22 a potrubí 30.

Kondenzát z odlučovače nádrže 23, která obsahuje

a) používána v případě požadavku pro ohřívání vysoušecího vzduchu, jak je znázorněno prostřednictvím šipek 65 přívodu vysoušecího vzduchu, v etapě C₂ vysoušení dřevních vláken prostřednictvím vyhřívací špirály _40, nebo

b) používána ve zbytku procesu kdekoliv je to potřebné, nebo

c) odesílána přímo k čištění.

Vysoušeči vzduch 61 a vysoušeči vzduch 65 ve vysoušečích etapách Ci a C₂ je ohříván až na konečnou teplotu, a to

0 ···» ·· ·· ··

0 · 0 0 0 ·

0 0 0 0 0

0 0 0 0 ·· 0 0 0 0 0 0

0000 0 · ·· společně, pokud existuje takový požadavek, spolu s kouřovými plyny z energetického zařízení D prostřednictvím směšovacích komor 21 a 41 nebo s využitím nějakého jiného vyhřívacího média.

Na vyobrazení podle obr. 4 je znázorněno alternativní provedení daného zařízení, které je poněkud zjednodušeno v porovnání se shora popisovanými alternativními provedeními.

Γ¹ A ní- 7\ ví o ttÓvtxVm ί rí ν-οττη π ττΊ 6 Ιζλτ ίο rrrlc ob οπ τί Α <,0.0 c χ“χ χχ Cx v j χ. cx J- ν χχ_ι_ C/i χ v u.uxjv\_xx _j c*'- <_ c _j ma “i o 1s-r shora popsaných provedení. V části B na odlučování páry jsou však na druhé straně emise, uvolňované v předehřívači 3 třísek přiváděny společně s parou a se vzduchem potrubím 70 do tepelného výměníku 73 a do kondenzátové nádrže 7 6 za účelem oddělování kondenzovatelných organických látek a těkavých odpadních plynů a za účelem regenerace tepla z páry.

Spodní výstup 53 cyklónového odlučovače _6 je prostřednictvím uzavíracího šoupátka 7 připojen k injektoru 32, který je umístěn v dopravním a vysoušecím potrubí 55, které vede do první vysoušeči etapy Ci. Horní přípojka 54 na cyklónovém odlučovači 6 je rovněž připojena k tepelnému výměníku 73 za účelem ohřívání vysoušecího vzduchu.

Ve vysoušeči etapě C_x je vysoušeči vzduch ohříván, jak je znázorněno prostřednictvím šipek 87, v následujících zařízeních:

a) v tepelném výměníku 75 • · 4 44 4

4 4 »444 44 • 4 44 44 ··

4 4 4 · · · ·

4 · · · · 4 • 4 4 4 44 44 4

4 4 4 4 4 4

4*44 ·4 44

b) ve směšovací komoře 74 spolu se smíšeným vysoušecím vzduchem, opouštějícím cyklónový odlučovač 83 ve vysoušeči etapě C₂,

c) v tepelném výměníku 73 společně s parou z cyklónového odlučovače a z předehřívače 3 třísek, a

d) ve směšovací komoře 72 s využitím nezbytné přídavné vysoušeči energie, přiváděné přívodem 85 přídavné vysoušeči energie.

Ve vysoušeči etapě C₂ je vysoušeči vzduch ohříván v tepelném výměníku 78 a rovněž prostřednictvím vyhřívací spirály 84 s alternativním využitím vyhřívacího média, přiváděného přívodem 86 vyhřívací tekutiny.

Alternativní provedení shora uvedeného vyhřívacího uspořádání pro vysoušeči vzduch může představovat vynechání směšovací komory 74, kde je používáno smíšeného vysousecího vzduchu z vysoušeči etapy C₂.

Jiné alternativní provedení může představovat vynechání tepelných výměníků 75 a 78, které jsou určeny pro chlazení kondenzátu, přiváděného z kondenzátové nádrže 7 6 do kondenzátové nádrže 79, a jejich nahrazením nějakým jiným typem chlazení.

Suspenze páry, vzduchu a těkavých organických látek (těkavých organických sloučenin VOC a formaldehydu), která vstupuje do tepelného výměníku 73 z předehřívače 3 třísek a cyklónového separátoru 6_, kondenzuje a je odesílána ven jako kondenzát do kondenzátové nádrže 76, přičemž těkavé organické ·· ·*·· ft* • ft 9 » · • · ftft • ft · · · • ftftftft ftftftft ftft ** ftft ftft ·· ·· ftftftft • ftftftft ft · · ftft * ft ftftftft ftftftft «« Aft emulze v plynném stavu jsou odesílány do energetického zařízení D prostřednictvím potrubí 93 za účelem jejich spalování.

Část shora uvedených emulzí kondenzuje a je přepravována společně s kondenzátem prostřednictvím kondenzátového čerpadla 77 do tepelného výměníku 75, který je používán pro vysoušeči etapu Ci, a rovněž do tepelného výměníku 78, který je používán pro vysoušeči etapu C₂, a předává určitý podíl obsahu vysoušeoíiuu vzduchu. Přeprava do cyklónového odlučovače 83 je prováděna prostřednictvím ventilátoru 82.

Kondenzát z tepelného výměníku 78 je odesílán při teplotě o velikosti zhruba 40° C do kondenzátové nádrže 79, odkud jsou zbývající emulze těkavých organických plynů odesílány prostřednictvím potrubí 93 do energetického zařízení D za účelem jejich spalování. Hladina v kondenzátové nádrži 79 je regulována prostřednictvím čerpadla 80. Voda z čerpadla 80 může být případně odváděna potrubím 89 a využívána v případě požadavku ve zbytku celého procesu, nebo může být odesílána přímo k čištění.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Zařízení na výrobu a zpracování dřevních vláken, obsahující část (A) na výrobu dřevních vláken, vybavenou předehřívačem třísek, holandrem (4 používaným pro rozvolňování vláken z dřevních třísek, přívodem (51) lepidla a alespoň jednou vysoušeči etapou (C), využívanou pro vysoušení vláken, vyznačující se tím, že obsahuje část (B) na odlučování páry, která je umístěna mezi časti (A) na výrobu dřevních vláken a vysoušeči etapou (C), a která obsahuje cyklónový odlučovač (6), jehož vstup (52) je připojen k ventilátorovému potrubí (5), používanému pro vlákna a páru, přiváděné z holandru (4), a jehož spodní výstup (53) je připojen prostřednictvím uzavíracího šoupátka (7) k dopravnímu a vysoušecímu potrubí (55), používanému pro vlákna, a jehož horní přípojka (54) je připojena k ústrojím, používaným pro oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače (6).
2. 2. Zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že ústrojí, používaná pro oddělování těkavých organických látek a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového' odlučovače (6), obsahují příslušně pračku (10) plynu a vinutý výměník (19), používaný pro obdržení proprané páry z pračky (10) plynu.
3. 3. Zařízení podle nároku 2 vyznačující se tím, že cyklónový odlučovač (6) je připojen k parnímu ejektoru (8) pro přepravu vláken v dopravním a vysoušecím potrubí (55) a ke směšovací komoře (9), ze které jsou kouřové plyny, přiváděné ze spalovací pece (62), a vysoušeči vzduch přiváděny do parního ejektoru (8).

   9» 99 9 9
4. 4. Zařízení vyznačuj ící vysoušeči potrubí podle nároku 2 se tím, že dopravní a

   55), vycházející z cyklónového odlučovače (6), je připojeno ke vzduchovému kompresoru (31) a k injektoru (32), které jsou používány pro vzduch, který slouží jako přepravní tekutina.

   nároků 1 každý az
5. 5. Zařízení podle kteréhokoliv z vyznačující se tím, že předehřívačů (3) třísek je opatřen vstupem (50) páry ve své spodní části, kam je pára přiváděna, přičemž je uvedená pára využívána pro protiproudé propírání třísek, přicházejících dolů zeshora, a horním výstupem (56), používaným pro odesílání těkavých organických látek společně s parou a vzduchem prostřednictvím potrubí do pračky (11) plynu, používané pro oddělování těkavých organických látek a rovněž pro regeneraci přídavného tepla z páry.
6. 6. Zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že ústrojí, používaná k oddělování těkavých organických látek ’ a pro regeneraci tepla z páry, přiváděné z cyklónového odlučovače, sestávají z tepelného výměníku (73) a z kondenzátové nádrže (76), odkud jsou těkavé organické látky vypouštěny v plynném stavu pro účely spalování.
7. 7. Zařízení vyznačuj ící podle se tím, přídavnými tepelnými výměníky (75, nároku 6 že je opatřeno dvěma 78), používanými pro uložení kondenzátu společně s emisemi z kondenzátové nádrže (76) pro předávání tepla ve vysoušeči etapě (C) a pro ochlazování kondenzátu.
8. 8. Zařízení vyznačuj ící vysoušeči potrubí podle se tím, ze (55), vycházející nároku 7 dopravní a z cyklónového odlučovače (6) je připojeno za účelem přivádění vysoušecího vzduchu k jednomu nebo dvěma z uvedených tepelných /no

   V y [ ¹ f aieSpun j eane směšovací komoře (72, 74), do které je přiváděno přídavné teplo.