FI111465B - Menetelmä ja laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötilan hallitsemiseksi - Google Patents

Description

1 111465

Menetelmä ja laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötilan hallitsemiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötilan hallitsemiseksi. Eräänä tarkoituksena keksinnön mukaisella 5 menetelmällä ja laitteistolla on mm. luoda taloudellisesti kannattava tapa nostaa paperikone- tai jonkin muun vastaavan tuotantoprosessin lämpötilaa ja parantaa lämpötilan hallittavuutta. Erään esimerkin mukaisesti keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan parantaa erityisesti mekaanista massaa raaka-aineena käyttävillä paperikoneilla koko paperinvalmistusprosessin lämpötaloutta. Lisäksi 10 keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla on mahdollista käyttää haihdutukseen tuotavaa energiaa siten, että sillä haihdutetaan prosessista muutoin jäteveden käsittelyyn menevää jaetta vähentäen näin jäteveden määrää ja korvaten syntyvällä lauhteella muutoin prosessiin tuotavaa tuorevettä. Lisäksi esimerkiksi mekaanista massaa käyttävillä paperikoneilla mekaanisen massan pesutehokkuus kasvaa proses-15 sin lämpötilan noustessa.

Esillä oleva keksintö soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi kaikilla paperi- ja kartonkikoneilla. Erityisen suuri etu energian käytön optimoimiseksi saavutetaan sekä mekaanista massaa käyttävillä paperikoneilla että massatehtaaseen integroiduilla . 2 0 puuvapaata paperia valmistavilla paperikoneilla. Luonnollisesti esillä oleva keksintö soveltuu käytettäväksi myös kaikilla periaatteessa samantyyppistä tuotantoprosessia soveltavilla koneilla. Siten esimerkiksi hyvinkin erilaisia selluloosakuitutuotteita valmistavat koneet, erilaiset sellunkuivatuskoneet tai esimerkiksi jopa lasikuitutuotteita valmistavat koneet voivat hyvin tulla kysymykseen. Itse asiassa edellytyksenä . 2 5 keksintömme käytettävyydelle on ainoastaan se, että tuotantoprosessissa kohotetusta lämpötilasta on etua. Toisin sanoen keksintömme soveltuu käytettäväksi kaikissa edellä mainituissa ja vastaavissa kuiturainoja tai -mattoja valmistavissa tuotantoprosesseissa. Yksinkertaisuuden vuoksi seuraavassa keksinnön selityksessä käsitellään esimerkinomaisesti paperikoneprosessia. Vastaavasti patenttivaatimuksis-30 sa käytetyllä termillä tuotantoprosessi on ymmärrettävä kaikkia edellä mainittuja ja myös muita vastaavia prosesseja, joissa olennaisesti seuraavassa kuvattua menetelmää ja laitteistoa käyttäen ratkaistaan olennaisesti samantyyppisiä ongelmia kuin paperikoneprosessissa.

2 111465

Eräänä ongelmana, johon tämänkertaisella keksinnöllämme haetaan ratkaisua on paperikoneen tai vastaavan tuotantokoneen tai -prosessin yleinen lämpötalous. On aivan tunnettua, että, mitä korkeampi lämpötila paperikoneen lyhyessä kierrossa on, sitä paremmin tapahtuu veden poisto viira- ja puristinosalla, ja sitä vähemmän lämpöä 5 tarvitaan kuivatusosalla. Tähän saakka ei kuitenkaan paperikoneen kiertovesien lämpötilaa ole pystytty kohottamaan niin korkeaksi kuin käytännössä olisi mahdollista ja tietyiltä osin optimaalista, koska höyryä ei ole ollut käytettäväksi tarpeeksi paljon. Joissakin tapauksissa paperikoneen kiertovesiä on lämmitetty korkeapaineisella tuorehöyryllä, mutta sen käyttöä ei useimmiten ole pidetty energiataloudellisesti 10 kannattavana.

Tekniikan tasosta on tunnettua, että paperikoneelle tulevaa tuorevettä lämmitetään lämmönvaihtimilla, joissa useimmiten käytetään korkeapainehöyryä. Samoin on toisista yhteyksistä tunnettua, että paperikoneen kiertovesiä haihdutetaan ja niitä 15 kierrätetään jossakin määrin takaisin paperikoneelle. On myös tunnettua lämmittää paperitehtaan kiertovettä suoralla höyrylämmityksellä esimerkiksi viiravesisäiliössä. Kuitenkin on myös tunnettua ja käytännöllisesti katsoen kaikilla moderneilla paperitehtailla hyväksyttyä, että jätevesiin ajettava osuus paperikoneen kiertovesistä jäähdytetään esimerkiksi meri- tai järvivesijäähdyttimillä biologisten puhdistamoiden 2 0 vaatimaan lämpötilaan. Edelleen useilla paperitehtailla, joilla kyllä toisaalta tunnuste taan lämmön tarve, käytetään toisaalta jäähdytystomeja ’’ylimääräisen” lämmön poistamiseen järjestelmästä. Edellä esitettyjen esimerkkien pohjalta on ilmeistä, että paperitehtaan lämpötalous on hyvin sattumanvaraisesti hoidettua.

25 Keksintömme eräänä lähtökohtana on, että mekaanisesta massasta paperia valmistavilla paperikoneilla ainakin osa keksinnön mukaista menetelmää soveltavan haihduttimen vaatimasta energiasta voidaan tuoda korkeapainehöyrynä (yli 2 bar) tai matalapainehöyrynä (alle 2 bar) joko paineistetulta tai paineistamattomalta mekaanisen massan rejekti- tai pääjauhimelta. Samoin osa haihduttimen 3 0 tarvitsemasta energiasta voidaan ottaa myös mahdollisesti paperitehtaan yhteyteen integroidusta massatehtaasta tai voimalaitokselta joko matala- tai korkeapainehöyrynä. Eräs toinen lähtökohta on ottaa ainakin osa paperikoneella pääasiassa lämmitykseen käytetyistä höyryistä haihduttamon kautta tehokkaampaan käyttöön.

3 111465

Edellä mainittua ongelmaa on keksinnössämme lähdetty ratkaisemaan mm. siten, että esimerkiksi mainituista lähteistä saatavaa höyryä käytetään ensinnäkin paperikone-hiertämö yhdistelmän kiertovesien haihdutukseen. Ottamalla lisäksi haihduttamosta 5 sopivan, edullisesti viimeisen vaiheen höyry paperikoneen kiertovesien lämmitykseen voidaan kiertovesien lämpötila nostaa paperinvalmistuksen kannalta optimaaliseksi. Lämpötilan nostaminen tapahtuu pienillä kustannuksilla, koska tässä menetelmässä voidaan käyttää muutoinkin prosessin lämmittämiseen tarvittavaa energiaa (höyryä). Keksintömme mukaisessa ratkaisussa kyseistä lämpöä käytetään uudella ja aiempaa 10 tehokkaammalla tavalla. Eräänä esimerkkinä käytettävistä höyryistä voidaan mainita mm. paperikoneelle tulevan tuoreveden lämmitykseen käytetyissä lämmönvaihtimissa käytetty höyry.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräänä etuna lämpötilan hallinnassa on myös, että 15 tällä menetelmällä saadaan lämpötilan hallinta erityisen tarkaksi säädettäessä haihduttamon lauhduttimen läpi menevällä ja/tai kiertoveden jäähdyttimen läpi menevän tuoreveden lämmityksen määrällä prosessiveden lämpötilaa.

Eräs toinen ongelma, johon keksintömme tuo myös ratkaisun liittyy hiertämön eli TMP-2 0 laitoksen kiertovesien käsittelyyn. Tätä ongelmaa on jossakin määrin käsitelty Fl patenttihakemuksessa 980639. Kyseisessä patenttihakemuksessa käsiteltävänä ongelmana ovat paperitehtaan puolelle massan mukana kulkeutuvat kuituaineessa kiinni olevat tai ympäröivässä vedessä liuenneessa ja kolloidaalisessa muodossa olevat uuteaineet, jotka aiheuttavat paitsi viirapintojen tukkeutumisongelmia, 25 saostumisongelmia ja prosessin ajettavuusongelmia, myös selviä paperin laatuongelmia. Uuteaineiden vaikutus valmiissa paperissa nähdään ehkäpä selvimmin lähinnä paperin lujuuden heikkenemisenä. Kyseisessä patenttihakemuksessa 980639 esitetään, kuinka kyseisten uuteaineiden rikastuminen prosessiin voidaan estää sijoittamalla puristin sellaiseen kohtaan prosessia, että uuteaineet joutuvat puristimen 30 suodokseen ja siten eivät enää palaudu prosessiin sellaisenaan. Kyseinen suodos käsitellään sopivalla erotuslaitteella, joka voi olla kalvosuodin, kaarisihti, suihkusuodin tms. niin, että uuteaineet jäävät nestefaasiin, joka poistetaan prosessista. Kyseinen patenttihakemus ei ota kantaa siihen, kuinka uuteaineet poistetaan siitä nestefaasista, johon ne jäivät erotuskäsittelyssä.

» < 4 111465

Keksintömme mukainen menetelmä ja laitteisto tarjoaa tähän ongelmaan ratkaisuksi sen, että kyseinen uuteaineita sisältävä neste johdetaan hiertämön kiertovesien joukkoon ja käsitellään haihduttamossa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla mm. edellä kuvatun tunnetun tekniikan mukanaan tuomia 5 ongelmia pyritään ratkaisemaan siten, että uuteaineet poistetaan prosessista varhaisessa vaiheessa olennaisesti ilman lisäkemikaalien käyttöä käyttäen hyväksi korkeaa prosessilämpötilaa, jolloin mekaanisen massan pesussa uute- ja häiriöaineet kumuloituvat mekaanista massaa valmistavan laitoksen vesiin ja ovat poistettavissa haihduttimella näistä vesistä. Haihduttimeen johdettavassa vedessä olevat 10 epäorgaaniset häiriöaineet ja suurin osa orgaanisista uute- ja häiriöaineista voidaan poistaa haihduttimen konsentraattiin. Tarvittaessa myös haihduttimesta saatava lauhde eli kondensaatti voidaan jakaa ns. puhtaaseen ja likaiseen lauhteeseen. Likaiseen lauhteeseen kumuloituvat vettä alhaisemman kiehumispisteen omaavat hapot, alkoholit ja muut häiriö- sekä COD-tasoa nostavat aineet saadaan menetelmää 15 hyväksikäyttäen tarvittaessa poistettua prosessista.

Vielä eräänä ongelmana, johon keksintömme tarjoaa ratkaisun liittyy paperi- tai vastaavan koneen tai tuotantoprosessin vedenkulutukseen. Tekniikan tason mukaisille prosesseille on ominaista, että niissä joko kaikki hiertämön kiertovedet johdetaan 2 0 jätevesien käsittelyn kautta takaisin luontoon tai niiden haihdutukseen käytetään tuorehöyryä (yli 2 bar:n paineessa), jonka hinta on näkemyksemme mukaan prosessin kokonaistalouden kannalta niin korkea, että haihduttaminen tuorehöyryä käyttäen ei kannata. Tuorehöyryn käyttöä haihdutuksessa voidaan perustella vain silloin, kun tuoreveden saanti on äärimmäinen niukkuus- ja rajoittava tekijä.

25

Kyseinen ongelma ratkaistaan siten, että esimerkiksi paperikoneen ja/tai hiertämön kiertovedet johdetaan haihduttamoon, jossa näistä vesistä haihdutetaan esimerkiksi toisarvoisia höyryjä hyväksikäyttäen tuorevettä korvaavaa vettä.

* · * « 30 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston käytöstä saatavissa olevia etuja, joita kaikkia ei suinkaan välttämättä kaikissa prosesseissa voida eri syistä saavuttaa, ovat mm. seuraavat: - tuoreveden käyttötarve vähenee oleellisesti, - mekaanista massaa valmistavassa laitoksessa syntyvän höyryn tehokkaampi 5 111465 - mekaanista massaa valmistavassa laitoksessa syntyvän höyryn tehokkaampi hyväksikäyttö, - prosessivesien kierrätettävyys paranee oleellisesti, - saostumaongelmat sekä massa- että paperitehtaalta poistuvat käytännöllisesti 5 katsoen lähes kokonaan, - tukkeutumisongelmat sekä massa- että paperitehtaalta poistuvat käytännöllisesti katsoen lähes kokonaan, - jäteveden määrä vähenee oleellisesti, - paperin laatu paranee, 10 - massatehtaan kemikaalien käyttöä saadaan vähennettyä, ja - lämpötilan hallinta niin korkealle kuin halutaan, jolloin seurauksena - mikrobiongelmat häviävät tai ainakin oleellisesti pienenevät, - paperikoneen ajettavuus paranee ja - häiriöaineiden erotus paperitehtaan kiertovesistä helpottuu.

15

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

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityis-2 0 kohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää kaavamaisesti tekniikan tason mukaisen TMP-laitos-paperi-koneyhdistelmän nestekiertoa energiankulutuksen valossa, kuvio 2 esittää tekniikan tason mukaista paperikoneen kiertovesien lämmitysjärjestelmää, ja 2 5 kuvio 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista TMP-laitos -paperikoneyhdistelmää yksinkertaisena kaaviokuvana energiankulutuksen valossa,

Kuvio 1 esittää esimerkkinä kaikista jo edellä mainituista erilaisista kuiturainan tuotantoprosesseista erästä nykyisen tekniikan tason mukaista mekaanista massaa 30 paperinvalmistuksessa hyväksikäyttävän paperitehtaan TMP-laitos - paperikoneyhdistelmää yksinkertaisena kaaviona. Kuviossa esitetään yksinkertaistetusti 6 111465 sekä mainitun yhdistelmän vesikierto että energiankäyttö. Kuvion mukaisesti TMP-laitokselle 30 ja paperikoneelle 32 tuodaan sähköenergiaa E yhteensä 3.1 MWh/ADt, joka jakautuu siten, että TMP-laitos 30 kuluttaa 2.5 MWh/ADt ja paperikone 0.6 MWh/ADt. TMP-laitos 30 kuluttaa tästä energiasta mekaaniseen työhön 1.5 MWh/ADt 5 ja lämmöksi vapautuu 1.0 MWh/ADt, joka johdetaan ns. ensiöhöyrynä linjaa 34 pitkin paperikoneelle 32. Paperikone 32 saa höyryä myös muualta, kuten esimerkiksi linjaa 36 pitkin kuoren polttolaitoksesta. Yhdistelmän vesikierto perustuu siihen, että paperikone 32 ottaa tuorevettä FW, joka loppujen lopuksi johdetaan TMP-laitokseen 30. TMP-laitokselta 30 kiertovettä WW poistuu linjaa 38 pitkin 11 m3/ADt lämpötilassa 10 75 °C. Paperikone 32 puolestaan tarvitsee tuorevettä FW kuvion 1 mukaisessa tapauksessa 12 m3/ADt. Tekniikan tason mukaisesti TMP-laitoksen 32 kiertovettä WW linjasta 38 käytetään lämmittämään paperikoneelle 32 vietävää tuorevettä FW lämmönvaihtimella 40. Jos oletetaan, että paperikoneelle 32 ulkoa linjaa 42 pitkin tulevan tuoreveden lämpö on 20 °C, voidaan se lämmittää kiertovedellä WW linjan 44 15 noin 52 °C:en, jolloin kiertoveden lämpötila laskee linjan 38 75 asteesta linjan 46 40 asteeseen.

Kuviossa 2 esitetään, kuinka nykyisen tekniikan mukaisella tavanomaisella paperitehtaalla käytetään esimerkiksi tuorehöyryä linjasta 52 lämmönvaihtimessa 50 2 0 lämmittämään paperitehtaalta linjaa 56 pitkin tulevaa kiertovettä. Tässä hakemuksessa kauttaaltaan käytetyn esimerkin mukaisessa tehtaassa noin 3.6 m3/ADt kiertovettä tulee noin 55 asteen lämpötilassa linjaan 56. Lämmönvaihtimessa 50 sen lämpötila kohotetaan noin 90 asteeseen ja kiertovesi palautetaan linjaa 58 pitkin takaisin paperikoneelle.

25 140-asteisen, korkeapaineisen höyryn sijasta voidaan menetelmässä käyttää myös 115-asteista matalapaineista höyryä, jolle ei muulloin välttämättä löydy paperiteh-dasympäristössä taloudellisesti kannattavaa käyttöä. Tällaisessa tapauksessa haihdutuksen käyttämää höyryä voidaan ylimäärän vuoksi kesäolosuhteissa pitää 3 0 ilmaisena ja talviolosuhteissakin äärimmäisen edullisena.

Kuviossa 3 esitetään, kuinka sopivasta kohteesta saatu primääri- tai toisiohöyry johdetaan linjaa 62 pitkin haihduttamoon 60. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisena höyryn syntykohteena on TMP-laitos, joka poikkeaa ainakin 7 111465 useimmista ellei kaikista tekniikan tason mukaisista järjestelmistä siinä, että TMP-laitoksen rejektijauhinkin on järjestetty paineistetuksi ja siten jauhimessa syntynyt höyry ja siihen sitoutunut energia on mahdollista ottaa helposti talteen. Höyry viedään syntykohteestaan riippumatta haihduttamoon lämpötilansa ja paineensa kannalta 5 sopivaan kohtaan. Höyryä käytetään haihduttamolla 60 haihduttamaan TMP- laitokselta alunperin linjaa 38 pitkin tulevaa kiertovettä WW. Kyseistä linjaa 38 pitkin tulevaa kiertovettä WW ensin kuitenkin lämmitetään haihduttamoon 60 linjan 64 kautta kierrätetyllä, haihduttamossa kuumenneella ja haihduttamosta 60 linjaa 66 pitkin lämmönvaihtimeen 68 poistetulla kuumalla konsentraatilla. Haihduttamoa 60 10 käytetään siis haihduttamaan jauhinten kautta prosessiin tullutta alunperin paperikoneelta saatavaa kiertovettä. Tämä veden käsittelykierto haihduttamossa 60 on keksintömme erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa esimerkissä seuraava.

Jo edellä tekniikan tason yhteydessä käytettyä esimerkkiä soveltaen lähdetään siitä, että hiertämöllä syntyy noin 11 m3/ADt kiertovettä. Tämä vesimäärä lämmitetään 15 lämmönvaihtimessa 68 jauhimilta tulevasta lämpötilasta 75 astetta lämpötilaan 107 astetta ennenkuin kiertovesi johdetaan haihduttamoon 60. Haihduttamossa 60 kiertovedestä haihdutetaan noin 4 m3/ADt kondensaattina ja jäljelle jäänyt 7 m3/ADt haihduttamossa edelleen lämpötilaltaan kohonnutta kiertovettä viedään konsentraattina 135 asteen lämpötilassa lämmönvaihtimeen 68. Lämmönvaihtimessa 20 68 haihduttamolta tulevan konsentraatin lämpötila laskee 85 asteeseen, missä lämpötilassa konsentraatti johdetaan linjaa 70 pitkin toiseen lämmönvaihtimeen 72, jossa sitä käytetään kohottamaan lämmönvaihtimeen 72 linjaa 42 pitkin tulevan tuoreveden FW lämpötilaa. Tuoreveden FW tarve on keksintömme mukaisessa prosessissa esimerkiksi 8 m3/ADt, kun se tekniikan tason mukaisessa prosessissa oli 25 12 m3/ADt luokkaa. Jos oletetaan, että linjaa 42 tulevan tuoreveden FW lämpötila on 20 astetta on lämmönvaihtimesta 72 linjaan 74 poistuvan tuoreveden lämpötila 59 astetta ja linjaan 76 poistuvan konsentraatin lämpötila 40 astetta. Niin haluttaessa voidaan konsentraatista ottaa edelleen lämpöä talteen järjestämällä linjaan 76 lämmönvaihdin.

30

Haihduttamolta 60 poistetaan linjaan 78 kondensaattia eli lauhdetta noin 4 m3/ADt, josta johdetaan edelleen paisuntasäiliön 80 kautta linjaan 82 noin 3.8 m3/ADt ja linjasta 82 edelleen noin 90 asteen lämpötilassa paperikoneelle johdettavan tuoreveden joukkoon. Siten paperikoneelle, esimerkiksi suihkujen ja .> « 8 111465 kemikaalilaimennuksen kautta, linjaa 44 pitkin johdettavan veden lämpötila on noin 69 astetta, kun se tekniikan tason mukaisessa prosessissa oli vain noin 52 astetta. Paisuntasäiliössä 80 osa lauhteesta noin 0.2 m3/ADt höyrystyy, jolloin se on edelleen käytettävissä linjan 84 kautta.

5

Kun edellä kuvatulla tavalla lämmitettyjä vesiä viedään paperikoneelle tai vastaavalle tuotantokoneelle esimerkiksi suihkuvesinä tai kemikaalien laimennusvesinä, nämä vedet suotautuessaan Tainasta tai muutoin joutuessaan viiravesien joukkoon kohottavat paperikoneen lyhyen kierron lämpötilaa, jolloin on mahdollista luopua 10 kokonaan esimerkiksi viiravesien lämmityksestä tuorehöyryllä. Aivan vastaavalla tavalla kohoavat kaikkien paperikoneen kiertovesien lämpötilat, jolloin myös paperikoneelta massanvalmistukseen ja mekaaniseen massanvalmistukseen kulkeutuvien kiertovesien lämpötila kohoaa.

15 Edellä mainittu tapaus on vain yksi esimerkki, ja esitetyn periaatteen mukaisesti voidaan prosessiin tuodun energian ja haihdutetun, tuorevettä korvaavan vesimäärän välistä suhdetta muuttaa jopa vesikierroltaan suljettuun tilanteeseen asti.

Edellä esitetystä on kuitenkin huomattava, että rejektinjauhatuksen höyryn 2 0 hyväksikäyttö on otettava vain eräänä keksinnön edullisena vaihtoehtona ja esimerkkinä. Aivan vastaavalla tavalla voidaan haihduttamolle viedä jossakin kohtaa massan- tai paperinvalmistusprosessia syntyviä höyryjä, olivatpa ne korkea- tai matala-arvoisia, ja käyttää niitä edellä kuvatulla tavalla. Toisin sanoen keksintömme tekee mahdolliseksi viedä nykyisinkin paperikoneella lämmitystehtävissä käytettävä 25 höyry haihduttamolle, jossa kiertovesien lämpötilaa on mahdollista kohottaa niin, että kyseisen kohteen lämmittäminen paperikoneella ei enää ole tarpeen. Kokemustemme mukaan haihduttamolla tapahtuva kiertovesien lämpötilan nosto on energiataloudellisesti tehokkain tapa säätää paperikoneen nestekiertojen lämpötilaa, minkä seurauksena aiemmin riittämättömiksi uskotut höyryvarat riittävätkin 30 kohottamaan paperikoneprosessin lämpötilaa mihin tahansa haluttuun arvoon.

Kuviossa 3 on lisäksi esitetty haihduttamon 60 kytkentä paperikoneen muun kiertovesijärjestelmän yhteyteen, jonka järjestelmän avulla paperikoneen nestekierto saadaan täydelliseen hallintaan. Kuvion oikeassa yläkulmassa esitetään, kuinka eräs • 4 9 111465 osa paperikoneen kiertovesistä (eräs toinen osa kulkeutuu esimerkiksi TMP-laitoksen ja haihduttamon kautta prosessiin), noin 3.6 m3/ADt, johdetaan noin 55 asteen lämpötilassa linjaa 86 pitkin lauhduttimeen 88, johon, tämän suoritusmuodon mukaisesti, myös sekä paisuntasäiliön 80 höyrylinja 84 että (tässä suoritusmuodossa) 5 haihduttamon viimeisestä vaiheesta poistuvan höyryn linja johtavat. Lauhduttimessa 88, joka on tyypiltään edullisesti suihkulauhdutin, linjaa 84 pitkin tuleva höyry lauhtuu ja samalla kohottaa kiertovesien lämpötilan noin 90 asteeseen ja määrän noin 3.8 m3/ADt, joka kiertovesi palautetaan linjaa 90 pitkin takaisin paperikoneelle esimerkiksi lyhyen kierron laimennuksen kautta.

10

Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti haihduttamon viimeisestä vaiheesta poistuvaa höyryä käytetään paperikoneella korvaamaan tuorehöyryä esimerkiksi paperin kuivatuksessa. Erään toisen vaihtoehdon mukaan kyseinen höyry johdetaan johonkin muuhun käyttöön paperitehtaalla, esimerkiksi jopa 15 jonkin toisen paperikoneen käyttöön tai tyypilliseen sekundäärihöyryn käyttökohteeseen kuten esimerkiksi rakennusten lämmitykseen.

Kuten edellä esitetystä huomataan, on kehitetty aivan uusi ja ennalta tuntematon menetelmä ja laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötalouden optimoimiseksi 2 0 sekä rasvaliukoisten uuteaineiden poistamiseksi massasta. Vaikka edellä on kuvattu yksityiskohtaisemmin vain yhtä TMP- paperikoneprosessivaihtoehtoa, on keksinnön mukainen menetelmä sovitettavissa myös muihin TMP- prosesseihin ja myös PGW- ja GW- prosesseihin sekä myös jo edellä mainittuihin erilaisiin kuiturainan tuotantoprosesseihin. Siten on muistettava, että vaikka edellä on esitetty haihdutta-* 25 mossa käsiteltävän mekaanisen massanvalmistuksen kiertovesiä, tai ainakin paperinvalmistuksesta mekaanisen massanvalmistuksen kautta haihduttamolle kulkeutuneita kiertovesiä, on selvää, että kyseiset kiertovedet voivat olla suoraan paperitehtaankin kiertovesiä tai paperi- ja massatehtaan yhteisiä kiertovesiä, tai paperitehtaan massaosaston kiertovesiä. Luonnollisesti muistakin vastaavista proses-30 seista löytyy aivan vastaavia kiertovesiä, joita keksintömme mukaisella menetelmällä ja laitteistolla voidaan käsitellä.

Claims (41)

1. Menetelmä kuiturainaa valmistavan tuotantoprosessin lämpötilan nostamiseksi käyttämällä hyväksi prosessista saatavissa olevaa höyryä, tunnettu siitä, että tuotan- 5 toprosessin energiankäyttöä tehostetaan ohjaamalla ainakin osa aiemmin prosessin lämpötilan nostoon käytetystä matala- tai korkeapainehöyrystä tuotantoprosessin kiertovesien haihduttamon (60) energianlähteeksi ja että tuotantoprosessin lämpötilaa hallitaan ja säädetään haihduttamosta saatavan konsentraatin ja/tai lauhteen ja/tai höyryn avulla. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotantoprosessin lämpötilaa hallitaan ja säädetään kohottamalla sen kiertovesien lämpötilaa sekä/joko haihduttamosta saatavalla lauhteella että/tai haihduttamosta saatavalla höyryllä. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotantoprosessin energiankäyttöä tehostetaan ohjaamalla ainakin osa mekaanisen massanvalmistuksen pää- tai rejektijauhatuksessa (24) syntyvästä matala- tai korkeapainehöyrystä tuotantoprosessissa ja/tai mekaanista massaa valmistavassa laitok- 20 sessa syntyvän kiertoveden haihdutukseen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotantoprosessin energiankäyttöä tehostetaan ohjaamalla ainakin osa massatehtaassa tai/ja : voimalaitoksella syntyvästä matala- tai korkeapainehöyrystä tuotantoprosessissa tai 25 mekaanista massaa valmistavassa laitoksessa syntyvän kiertoveden haihdutukseen.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua tuotantoprosessin ja/tai mekaanisen massanvalmistuksen kiertovettä lämmitetään ennen haihduttamoon syöttöä haihduttamosta poistuvalla kuumalla kiertovedellä. 30

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua rejektijauhatuksessa (24) syntyvää höyryä käytetään haihduttamaan tuotantoprosessista ja/tai mekaanisesta massanvalmistuksesta saatavaa kiertovettä. „ 111465 11

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haih-duttamosta poistuvalla kuumalla konsentraatilla lämmitetään tuotantoprosessiin johdettavaa tuorevettä.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haih- duttamosta poistuvalla kuumalla konsentraatilla lämmitetään ensiksi mekaanisen massanvalmistuksen ja/tai tuotantoprosessin kiertovesiä ennen niiden syöttämistä haih-duttamoon ja toiseksi tuotantoprosessiin johdettavaa tuorevettä.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haih- duttamossa (60) kiertovedestä haihdutettu osuus, kondensaatti, palautetaan tuotantoprosessiin, jolloin tuoreveden käyttö tuotantoprosessissa vähenee kyseisen haihdutetun osuuden määrällä.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haih- duttamossa (60) kiertovedestä haihdutettu osuus, kondensaatti, palautetaan tuotantoprosessiin tavanomaista tuorevettä korkeammassa lämpötilassa.

10 111465

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihduttamon 20 viimeisestä vaiheesta poistuvalla höyryllä korvataan tuotantoprosessissa tuorehöyryä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua haihduttamon viimeisestä vaiheesta poistuvaa höyryä käytetään kuiturainan kuivatuk-sessa. 25

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua haihduttamon viimeisestä vaiheesta poistuvaa höyryä käytetään sekundäärihöyryn tyypillisessä käyttökohteessa.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haih- duttamossa (60) kiertovedestä haihdutettu osuus, kondensaatti, palautetaan tuotantoprosessiin paisuntasäiliön (80) kautta, että paisuntasäiliössä (80) syntyvä höyry otetaan talteen ja että kyseistä höyryä käytetään edelleen tuotantoprosessissa. 12 111465

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pai-suntasäiliössä (80) syntynyt höyry johdetaan lauhduttimeen (88), jossa kohotetaan tuotantoprosessin kiertovesien lämpötilaa.

16. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaanisen massanvalmistuksen saostus- tai puristusvaiheesta saatava suodos jaetaan laitteessa kuitujakeeseen ja uuteaineita sisältävään jakeeseen, ja että uuteaineita sisältävä jae johdetaan mekaanisen massanvalmistuksen kiertovesien kautta virtaus-tietä (38) haihduttamoon (60), jolloin uuteaineet poistetaan prosessista haihduttamon 10 (60) konsentraatissa.

17. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaanisen massanvalmistuksen saostus- tai puristusvaiheesta saatava suodos jaetaan laitteessa kuitujakeeseen ja uuteaineita sisältävään jakeeseen, ja että uuteaineita 15 sisältävä jae johdetaan mekaanisen massanvalmistuksen kiertovesien kautta virtaus-tietä (38) haihduttamoon (60), jolloin uuteaineet poistetaan prosessista haihduttamon (60) likaisen lauhteen joukossa.

18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuoreveden 20 käyttöä vähennetään korvaamalla osa tai kaikki siitä haihduttamon lauhteella eli kon- densaatilla.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että samassa : . . yhteydessä kohotetaan hallitusti tuotantokoneen prosessivesien lämpötilaa. 25

20. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotantoprosessin kiertovesiä lämmitetään haihduttamon (60) lauhduttimen (88) kytkennöissä ja lauhdutinprosessin lämmönvaihtimissa.

21. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihduttamon (60) lämmönlähteenä käytetään joko mekaanisen massan laitokselta ja/tai paperi-koneprosessista ja/tai massatehtaalta saatavaa höyryä.

22. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdut- 13 111465 tamoon (60) syötetään ainakin osaksi haihduttamossa (60) käytettävää höyryä tuotantoprosessista saatavia vähempiarvoisia höyryjä, joita tähän saakka on käytetty lämmittämään joko suoraan tai lämmönvaihtimien välityksellä eri kohteita tuotantoprosessissa. 5

23. Patenttivaatimuksen 3, 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaanisen massaprosessin saostus- tai puristusvaiheen lämpötilaa nostetaan kierrättämällä mekaaniseen massanvalmistukseen tuotantokoneen lämpötilaltaan kohotettuja kiertovesiä, jolla menettelyllä uuteaineiden liukoisuutta vesifaasiin kasvatetaan. 10

24. Laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötilan hallitsemiseksi, johon laitteistoon kuuluu ainakin laitteet massan valmistamiseksi (30), tuotantokone (32) kuiturainan valmistamiseksi ja haihduttamo (60), jonka tulevan kiertoveden linja (38, 64) on kytketty massan valmistuslaitteisiin (30) ja/tai tuotantokoneeseen (32) ja jossa on li- 15 säksi yhteet haihduttamon konsentraatille (66) ja kondensaatille (78) sekä haihdutta-moon tulevalle höyrylle (62) ja sieltä lähtevälle höyrylle, tunnettu siitä, että konsent-raattilinjaan (66, 70, 76) on järjestetty ainakin kaksi lämmönvaihdinta (68, 72).

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäinen 2 0 lämmönvaihdin (68) on kytketty haihduttamolle (60) kiertovettä WW tuovaan linjaan (38, 64).

26. Patenttivaatimuksen 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toinen lämmön-vaihdin (72) on kytketty prosessiin tuorevettä FW tuovaan linjaan (42, 74). 25

27. Laitteisto kuiturainan tuotantoprosessin lämpötilan hallitsemiseksi, johon laitteistoon kuuluu ainakin laitteet massan valmistamiseksi (30), tuotantokone (32) kuiturainan valmistamiseksi ja haihduttamo (60), jonka tulevan kiertoveden linja (38, 64) on kytketty massan valmistuslaitteisiin (30) ja/tai tuotantokoneeseen (32) ja jossa on li- 30 säksi yhteet haihduttamon konsentraatille (66) ja kondensaatille (78) sekä haihdutta-moon tulevalle höyrylle (62) ja sieltä lähtevälle höyrylle, tunnettu siitä, että haihduttamon (60) kondensaattilinja (78) on kytketty johtamaan kondensaatti tuotantoprosessiin palautettavan kiertoveden joukkoon ja/tai haihduttamosta poistuvan höyryn yhde on kytketty laitteisiin (88) tuotantoprosessiin palautettavan kiertoveden lämpötilan kohot- 14 111465 tamiseksi.

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että haihduttamon (60) kondensaattilinjaan (78) on järjestetty paisuntasäiliö (80). 5

29. Patenttivaatimuksen 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu paisuntasäiliö (80) on liitetty virtaustiellä (82) toisaalta tuotantokoneelle (32) tuorevettä FW vievään linjaan (74,44) ja toisaalta virtaustiellä (84) lauhduttimeen (88).

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu lauh dutin (88) on kytketty myös haihduttamosta (60) lähtevään höyrylinjaan.

31. Patenttivaatimuksen 29 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuun lauhduttimeen (88) on kytketty myös tuotantokoneelta (32) virtaustietä (86) tuleva ja 15 sinne virtaustietä (90) johtava kiertovesilinja.

32. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu tuotantokone (32) on paperi- tai kartonkikone.

33. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu tuotantokone (32) on sellunkuivatuskone.

34. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu tuotantokone (32) on lasikuitutuotteita valmistava kone. 25

35. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu tuotantokone (32) on rainamaisia selluloosatuotteita valmistava kone.

36. Patenttivaatimuksen 24 tai 27mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittui-30 hin massanvalmistuslaitteisiin kuuluu mekaanisen massan laitos, esimerkiksi TMP-, GW-, tai PGW-laitos.

37. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuihin massanvalmistuslaitteisiin kuuluu tuotantokoneen massaosasto, joka esivalmiste- 15 111465 lee tuotantokoneelle syötettävän massan.

38. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuihin massanvalmistuslaitteisiin kuuluu kemiallista tai kemimekaanista massaa valmista- 5 va laitos.

39. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että haihdut-tamolle kiertovettä tuova linja (38) on yhdistetty massanvalmistuslaitteisiin (30).

40. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että haihdut- tamoile (60) höyryä tuova linja (62) on liitetty mekaanisen massaiaitoksen (30) rejekti-jauhimeen (24).

41. Patenttivaatimuksen 24 tai 27 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että haihdut-15 tamolle (60) höyryä tuova linja (62) on liitetty mekaanisen massaiaitoksen pääjauhi-miin. 16 111465