FI105700B

FI105700B - Menetelmä ja laitteisto eräkeittoprosessin parantamiseksi

Info

Publication number: FI105700B
Application number: FI955241A
Authority: FI
Inventors: Arto Koso; Olavi Pikka; Esko Turunen; Mauno Iivonen; Seppo Pursiainen
Original assignee: Ahlstrom Machinery Oy; Metsae Botnia Ab Joutseno Pulp
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 2000-09-29
Also published as: FI955241A0; US5800674A; FI955241A; SE9604006D0; CA2189296C; SE516352C2; SE9504149D0; CA2189296A1; SE9504149L; SE520260C2; SE9604006L

Description

105700

Menetelmä ja laitteisto eräkeittoprosessin parantamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto eräkeittoprosessin parantamiseksi. Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto 5 soveltuvat nykyaikaisten mm. ns. Superbatch- ja RDH- eli ns. syrjäytyseräkeitto-prosessien parantamiseen. Mainittu parannus liittyy keitetyn massan poistamiseen keittimestä.

Tunnetulla tavalla eräkeitlämö koostuu joukosta (tavallisimmin 5-10 kpl) keitti-10 miä, joissa hake keitetään massaksi. Keittimistä massa puretaan puskusäiliöön, josta se edelleen johdetaan erilaisten pesu-, lajittelu- ja valkaisuvaiheiden kautta joko suoraan paperikoneelle tai vaihtoehtoisesti sellukoneelle. Massa puretaan kustakin keitinyksiköstä useamman keittimen yhteiseen putkilinjaan, joka johtaa puskusäiliöön. Tekniikan tasosta tunnetaan muutamia erilaisia tapoja massan 15 purkamiseksi keittimestä. Aiemmin, vanhempien eräkeittotapojen, ollessa kysees sä massa purettiin ns. kuumapuskuna keittimestä, mikä tarkoittaa sitä, että massa purettiin keittolämpötilassa, jolloin keittimessä oli suhteellisen korkea paine, : jonka vaikutuksesta massa purkautui keittimestä 'itsestään'. Myöhemmin eräkeit- ·:· toprosessien muuntuessa sellaiseksi, jossa massa pestään keiton loppuvaiheessa, • ’· 20 massa jäähtyi pesun aikana niin, että käytännöllisesti katsoen mitään painetta · : massan purkamisen helpottamiseksi keittimestä ei enää ollut. Tällöin massan « · i.i : purkuun keittimestä alettiin käyttää jotakin paineväliainetta (ks. EP patenttijulkai- · · •V * su 0-420 791), useimmiten paineilmaa, jolla massa puskettiin puskulinjaan.

Perinteisesti puskulinjaan kuuluu yksi pumppu useammalle keittimelle, jolla • · · ;---r - 25 kaikki linjaan tullut massa pumpataan puskusäiliöön.

• · - ------- • · · • - ...........

' '*Tekniikan tason mukaisissa laitteistoissa on monia ongelmia. Ensinnäkin, keitintä * * purettaessa massa pyritään laimentamaan noin 8 %:n sakeuteen. Tekniikan tason III --------- — j V mukaisia purkutapoja käytettäessä purettavan massan sakeus vaihtelee suuresti, ·...· 30 käytännössä 0 %:n ja keittosakeuden välillä. Tästä aiheutuu suuria vaikeuksia pesulaitteilla, jotka aina suunnitellaan toimiviksi jossakin optimaalisessa sa-keudessa. Toiseksi, massan poistaminen keittimestä paineilmaa hyväksikäyttäen 2 105700 johtaa siihen, että suuri määrä ilmaa sekoittuu massan joukkoon. Tunnetusti ilma aiheuttaa vaikeuksia kaikille massankäsittelyprosesseille. Esimerkinomaisesti kannattaa mainita kolme selvää haittaa ilman käytöstä keittimen purkuun. Ensinnäkin, paineilman on todettu hyvin helposti puhaltavan onkalon läpi keittimestä 5 purettavan massapatsaan niin, että keittimen seinämille keittimen pohjan varaan seisomaan jää huomattavan suuri määrä massaa, jota ei saadakkaan purettua keittimestä. Toiseksi, paineilman käyttö aiheuttaa mekaanisia vaurioita keitintä seuraavissa putkistoissa ja laitteissa. Ja kolmanneksi, massan ilmapitoisuuden lisääntyminen lisää vaahto-ongelmia pesureissa ja muissa seuraavissa käsittely-10 laitteissa. Siten on käytännöllisesti katsoen järjetöntä antaa ilmalle tällainen tilaisuus sekoittua massan joukkoon. Kuitenkin kolmannen ongelman minimoimiseksi jopa sellainen haitta on hyväksytty. Nimittäin, koska tunnettuun tekniikkaan kuuluu myös se, että vain yksi pumppu hoitaa massan pumppaamisen kuhunkin purku-säiliöön, olisi massa saatava nopeasti keittimestä pumpulle. Joka tapauksessa 15 suhteellisen pitkät imuputket kustakin keittimestä mainitulle pumpulle saakka aiheuttavat virtausvastusta ja hidastavat tornin purkausta. Käytännössä yhden keittimen purkaminen kestää tavallisesti noin 15-30 minuuttia riippuen luonnollisesti keittimen koosta.

« < < C f < t 20 Edellä esitettyjen ongelmien poistamiseksi on keksinnössä kukin eräkeitinyksikkö varustettu omalla purkauspumpullaan, joka on edullisesti sijoitettu suoraan keittimen purkausaukkoon.

• · ♦ ♦ · • · ·

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti pumppu on kytketty keittimen purka- m 25 usaukkoon ilman keittimen ja pumpun välille sijoittuvaa venttiiliä. Toki pumppu olisi :T: mahdollista sijoittaa myös tavanomaisen keittimen sulkuventtiilin jälkeen ‘ purkauslinjaan, mutta se on tarpeetonta, koska kokeissamme on todettu, että « keitin voidaan sulkea luotettavasti pumpulla ja sitä seuraavalla säätöventtiilillä.

• t« • 1 • · · ,•'•30 Suoritetuissa kokeissa on todettu, että purettavan massan sakeus pysyy yllättävän • · tasaisena käytettäessä keksinnön mukaista pumpulla suoritettavaa purkua. Luon- « «· nollisesti myös ilman joutuminen massan joukkoon on kokonaan estetty, koska 3 105700 paineilmapurkua ei tarvita. Kuitenkin suurin etu saavutetaan sillä, että keittimen purkausaika laskee noin puoleen entisestään eli 6-15 minuuttiin. Seuraava esimerkki valaisee paremmin sitä, mitä edellä mainitulla ajansäästöllä on saavutettavissa.

5

Tunnetusti massan viipymäaika eräkeittimessä on luokkaa 3 tuntia. Jos keittimen tyhjennykseen tarvitaan lisäksi 30 minuuttia, on koko keittoaika 3.5 tuntia eli vuorokaudessa ehditään suorittaa 6.86 keittoa. Kun keitin tyhjennetään 15 minuutissa voidaan vuorokaudessa 10 suorittaa 7.38 keittoa. Toisin sanoen tekniikan tason mukaiseen prosessiin nähden uudenlaisella purkauksella varustettu prosessi on noin 7 prosenttia nopeampi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tunnusmerkilliset piirteet 15 käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtai- semmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista eräkeittämöä,

I I

'· 20 kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista eräkeittä-:,! : möä, ja i.i : kuvio 3 esittää keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaista erä- • · · *·’ ’ keittämöä. ---------- • · • · · :f;.: 25 Kuvioni mukainen tekniikan tason mukainen eräkeittämö koostuu joukosta • · * ......

rinnan kytkettyjä eräkeitinyksiköitä 10, jotka on liitetty kullekin keittimelle omi- • ·· · · * * naisella purkausputkella 12 yhteiseen purkauslinjaan 14. Purkauslinjassa 14 on •« · * · · -----------— purkausputkien 12 ja purkusäiliön 18 välillä pumppu 16, jolla kaikista keitinyk- : siköistä 10 tuleva massa pumpataan purkusäiliöön 18. Keittimien 10 ollessa <11 30 halkaisijaltaan luokkaa 10 m on kauimman keittimen etäisyys pumpusta 16 useimmiten yli 50 metriä, jolloin on selvää, että sakean massan virtaus putkistos- 105700 4 sa on hidasta. Vastaavasti on selvää, että keittimessä on käytettävä suhteellisen suurta painetta, jotta massa ylipäätään saadaan virtaamaan pumpulle 1G saakka.

Kuviossa 2 esitetään keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen ratkai-5 su, jossa kukin eräkeitinyksikkö 100 muodostuu olennaisesti sylinterimäisestä säiliöstä, jonka yläpäätyyn kuuluvat ainakin hakkeen ja keittolipeän syöttölaitteet ja jonka, edullisesti puolipallomaiseen tai pallokalottimaiseen, alapäätyyn on järjestetty ainakin purkausaukko laippoineen keitetyn massan purkamiseksi keitti-mestä. Kukin eräkeitin 100 on varustettu omalla pumpullaan 110, joka sijoittuu 10 keittimen 100 ja purkausputken 120 välille. Pumppu 110 voidaan sijoittaa keittimen putkausputkeen niin, että keittimen 100 ja pumpun 110 välille järjestetään sulkuventtiili. Kuitenkin keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan tyhjennyspumppu 110 kiinnitetään suoraan keittimen purkausaukkon laippaan ilman sulkuventtiiliä, jolloin pumppu toimii lepotilassaan eli ollessaan pysäytet-15 lynä keittimen purkausten välisen ajan, keittimen pohjan sulkevana venttiilinä yhdessä pumppua seuraavan säätöventtiilin 115 kanssa. Kuviossa 2 on esitetty, kuinka, sinänsä perinteisellä tavalla, kunkin keittimen purkausputki 120 on liitetty kaikille saman sarjan keittimille 100 yhteiseen purkauslinjaan 140, joka päättyy purkusäiliöön 180.

20 ; ; ; Kuviossa 3 on esitetty toinen suoritusmuoto, jossa keittimille 100' yhteinen ; purkusäiliö 180' on sijoitettu keitinsarjan keskelle niin, että kustakin keittimestä • · · V : 100' johtaa purkausputki 120' suoraan purkusäiliöön 180'. Luonnollisesti keksin nön mukainen pumppu- ja säätöventtiilijärjestely 110',115' on käytössä myös • · i.': 25 tässä suoritusmuodossa. Toisin sanoen kukin keitin 100’ tai sen purkausputki • · · • » 120' on varustettu pumpulla 110' massan pumppaamiseksi keittimestä 100' purkusäiliöön 180'.

Keksinnön mukainen järjestely tekee myös mahdolliseksi sen, että purkusäiliö :' _ _: 30 180 on paineellinen. Tällöin purkusäiliötä voidaan hyödyntää esim. massan jälkikeittoon, uuttamiseen, edullisesti kuuma-alkaliuuttoon (esitetty mm. A. AHLSTRÖM CORPORATlON’in US patentissa 4,971,658). Kuuma-alkaliuuttoon 5 105700 paheellinen purkusäiliö soveltuu erityisen hyvin, koska keittimestä hakemuodos-sa purkautuva massa pilkkoutuu pumpun vaikutuksesta kuitumuotoon, jolloin uutto on erityisen tehokas. Erilaisissa jälkikäsittelyissä tarvittavat kemikaalit voidaan syöttää massan joukkoon edullisesti purkauspumpun kautta, joskin on 5 tietenkin mahdollista varustaa jokainen purkausputki 120 tai purkauslinja 140 erityisesti ao. tarkoitukseen sopivalla sekoittimella. Halutusta käsittelystä riippuen paine tornissa on luokkaa 1-10 bar, edullisesti välillä 3 - 6 bar, ja lämpötila 80 -140 °C. Massan sakeus tornissa on edullisesti matalaa keskisakeutta eli luokkaa 6-10 %, sopivammin 7-8 %.

10

Paitsi jälkikäsittelyyn voidaan paheellista purkusäiliötä hyödyntää myös siten, että massa voidaan purkaa säiliöstä pesurille korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Erityisen edullisia pesurivaihtoehtoja tällöin ovat A. AHLSTRÖM CORPORATIONS ns. DrumDisplacer® -pesuri tai AHLSTRÖM KAMYR Inc.'in pahedif-15 fusööri, jotka kestävät lämpötiloja aina 120 °C saakka ja painetta jopa 10 bar | saakka. ' ’

Kuten edellä esitetystä huomataan, on kehitetty aivan uudentyyppinen menetel-,,..: mä ja laitteisto eräkeittimen purkaukseen. Kuitenkin on myös syytä huomata, .:. 20 että kuvattu menetelmä ja laitteisto ei ainoastaan poista tekniikan tason mukais-

HM

:' ·, i ten menetelmien ja laitteistojen haittapuolia, vaan tuo mukanaan uusia prosessi-

I I

: mahdollisuuksia, jotka ovat olleet aiemman tietämyksen mukaisen käytännön «· < · ·----- — : kannalta saavuttamattomissa. On myös muistettava, että edellä on esitetty vain :T: muutamia keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston edullisia suoritusmuoto- 25 ja, joilla ei kuitenkaan millään muotoa ole pyritty rajaamaan keksintöä siitä, • 9 · v : niitä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka yksin määrittelevät keksin- • · · - - '" ; v : nön suojapiirin ja kattavuuden.

• " • · • « t · f • · f » • · f · · · « --- · · 1 · • · · r «f • «

Claims

105700 6

1. Menetelmä eräkeittoprosessin parantamiseksi, tunnettu siitä, että massa puretaan keittimestä (100, 100') pumppaamalla se kunkin keittimen (100, 100') pohjaan 5 kiinnitetyllä kutakin keitintä (100, 100') varten erikseen jäljestetyllä purkauspumpulla (110, 110').

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa pumpataan kustakin keittimestä (100, 100') mainitulla pumpulla (110, 110') suoraan 10 purkusäiliöön (180).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa pumpataan kustakin keittimestä (100,100') mainitulla pumpulla (110, 110') kaikille keittimille (100,100') yhteistä purkauslinjaa (140) pitkin purkusäiliöön (180). 15

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitin (100, 100') suljetaan purkausten väliseksi ajaksi pysäyttämällä pumppu (110, HO1) ja sulkemalla pumppua (110,1101) seuraava säätöventtiili (115,115').

5. Menetelmä eräkeittoprosessin parantamiseksi, tunnettu siitä, että massa puretaan keittimestä (100,100’) paheelliseen purkusäiliöön (180).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa puretaan keittimestä (100, 1001) paheelliseen purkusäiliöön (180) pumpulla (110, 110'), « « 25 jossa sekoitetaan massan joukkoon purkusäiliössä (180) suoritettavan jatkokäsittelyn • · · vaatimia kemikaaleja. • 1 • » I • « I • · · · • « · v

: 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että purkusäiliössä (180) massalle suoritetaan jatkokeitto, uutto tai kuuma-alkaliuutto. :T: 30 • · · v

· 8. Patenttivaatimuksen 5, 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * . j. lämpötila purkusäiliössä (180) on 80 -140 °C. « ««f I I ( « · • · · • · 1 « « · V « 2 2 « 7 105700

9. Patenttivaatimuksen 5, 6, 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paine purkusäiliössä (180) on 1 -10 bar.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 5-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 massa puretaan purkusäiliöstä (180) säiliön paineella pesurille.

11. Laitteisto eräkeittoprosessin parantamiseksi, tunnettu siitä, että kukin keitin (100,100') on varustettu omalla suoraan keittimen (100, 100') purkausaukkoon järjestetyllä purkauspumpulla (110,110'). 10

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu purkauspumppu (110,110') on kiinnitetty ilman sulkuventtiiliä suoraan keittimen (100,100') purkausaukkoon.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kukin keitin (100,100') on yhdistetty purkusäiliöön (180) omalla purkausputkellaan.

14. Eräkeitin (100, 100'), joka muodostuu olennaisesti sylinterimäisestä säiliöstä, jonka yläpäätyyn kuuluvat ainakin hakkeen ja keittolipeän syöttölaitteet ja jonka alapäätyyn 20 on jäljestetty ainakin purkausaukko laippoineen keitetyn massan purkamiseksi keittimestä (100, 1001), tunnettu siitä, että mainittuun laippaan on kiinnitetty pumppu (110, 1107 keitetyn massan purkamiseksi keittimestä ja mainitun massan siirtämiseksi purkusäiliöön (180).

15. Eräkeitin (100,1007, joka muodostuu olennaisesti sylinterimäisestä säiliöstä, • · : jonka yläpäätyyn kuuluvat ainakin hakkeen ja keittolipeän syöttölaitteet ja jonka alapäätyyn • · · · - · . : on jäljestetty ainakin purkausaukko laippoineen keitetyn massan purkamiseksi keittimestä (100, 1007, tunnettu siitä, että mainittu keitin (100, 1007 on yhdistetty virtaustiellä ··· V : paheelliseen purkusäiliöön (180). :Τϊ 30 9

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen eräkeitin, tunnettu siitä, että mainittu . 1 · ·. purkusäiliö (180) on ilman välipumppausta yhdistetty massan pesulaitteisiin. • · 1 ·« li · . -------------- • « III --- • · « · · I I I • · 8 105700

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen eräkeitin, tunnettu siitä, että mainittua paineellista purkusäiliötä (180) käytetään keitetyn massan jatkokäsittelysäiliönä. 5