FI122534B - Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi - Google Patents

Description

JÄRJESTELY MUSTALIPEÄN HAIHDUTTAMISEKSI

Esillä oleva keksintö koskee järjestelyä sellutehtaan mustalipeän haihduttamossa, jossa mustalipeän alkuhalhdutus toteutetaan uudella tavalla käyttäen höyrynpuristushaihdutus-5 ta.

Talteenottokattilassa tapahtuvaa polttoa varten mustalipeä väkevöidään useimmiten mo-nivaihehaihduttamossa. Vaiheitten numerointi perustuu niiden käyttöhöyryn kulun mukaiseen järjestykseen. Tavallisimmin halhduttamo toimii niin, että korkeimmassa paineessa 10 olevaan haihduttimeen syötetään lämmönlähteeksi esim. tuorehöyryä, joka kiehuttaa haihduttimen liemipuolella olevaa nestettä, jolloin syntyy höyryä, jonka paine on alhaisempi kuin haihduttimen höyrypuolelle tuodun höyryn paine. Syntynyt höyry käytetään lämmittämään seuraavaksi alhaisemmassa paineessa olevaa haihdutinta lipeän virratessa haihduttamon läpi vastavirtaan lämmityshöyryyn nähden. Vastaavasti kolmosvaihees-15 sa, nelosvaiheessa jne. tapahtuu sama prosessi, kunnes höyryn virtauksen suhteen viimeisestä vaiheesta poistuvan höyryn paine ja lämpötila ovat niin alhaiset, ettei teknisesti ja kokonaistaloudellisesti kannata jatkaa. Höyry, jolla on alhaisin paine, yleensä lauhdutetaan lauhduttimessa vedellä tai ilmalla. Tyypillisesti haihduttamossa on 5-7 vaihetta. Eräs tavanomainen haihdutusyksikkötyyppi on ns. laskeva kalvo (falling film)-haihdutin, 20 jossa lipeä syötetään valumaan lämmityselementin pintaa pitkin alaspäin ohuena kalvona, jotta lämmitysteho saadaan suureksi.

Mustalipeän konsentroinnissa polttoa varten on käytetty myös höyrypuristushaihdutusta (VCE), mitä myös mekaaniseksi höyryn uudelleenpuristamiseksi (MVR) kutsutaan, jossa 25 liuoksesta haihdutetun höyryn paine ja siten myös kyllästymislämpötilaa nostetaan höyryllä ejektorin avulla tai mekaanisesti kompressorilla tai puhaltimella niin korkeaksi, että tätä höyryä voidaan käyttää saman vaiheen lämmityshöyrynä. Puristus on välttämätöntä nostamaan höyryn kyllästymislämpötilaa riittävän lämpötilaeron aikaansaamiseksi haih-dutusvaiheen yli. Kyllästyslämpötilan nousun täytyy olla suurempi kuin kiehumispisteen 30 nousu. Koska kompressorin tai puhaltimen tehon tarve on suhteellinen paineen nousuun, niin höyryn puristushaihdutusta on eniten käytetty silloin kun kiehumispisteen nousu on alhainen. Mekaanisen höyryn puristuksen rajoittavana tekijänä mustalipeän haihdutuksessa on mustalipeän kiehumispisteen nousu. Mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden kohotessa kiehumispisteen nousu kasvaa nopeasti ja vähentää käytettävissä olevaa lämpöti-35 laeroa. Käytännössä puhallinhaihduttimien käyttö suifaattiselluteollisuudessa rajoittuu 2 esihaihduttimiin. joissa lipeää haihdutetaan noin 20 - 25 %:n kuiva-ainepitoisuudessa. Esihaihdutusta seuraa tyypillisesti edellä kuvattu monivaihehaihdutus mustalipeän kuiva-aineen kohottamiseksi talteenottokattilassa tapahtuvaa polttoa varten edulliseen kuiva-ainepitoisuuteen, tyypillisesti 75-85 %, jopa 90 %. Puristushaihduttimiksi soveltuvat tyy-5 pillisesti laskevakalvohaihduttimet, koska ne toimivat tehokkaasti myös pienillä lämpötilaeroilla.

Höyrypuristushaihdutuksen taloudellinen käyttökelpoisuus riippuu siitä, että sähköenergian hinta on riittävän alhainen saatavan lämpöenergian hintaan verrattuna. Tämän haih-10 dutustavan etuna on ettei ulkopuolista höyrylähdettä tarvita.

Fl-patenttijulkaisussa 51835 on kuvattu haihduttamo, jossa esimerkiksi mustalipeä haihdutetaan ensin höyrynpuristushaihduttamossa, jossa haihduttimesta poistettavia höyryä puristetaan kompressorilla ja palautetaan samaan vaiheeseen lämmönlähteeksi. Toises-15 sa haihdutusvaiheessa lipeää väkevöidään edelleen käyttäen lämmitysväliaineena höy-rynpuristushaihduttimesta poistetusta lauhteesta erotettua höyryä.

Fl-patenttijulkaisussa 118131 on esitetty sovitelma mustalipeän monivaihehaihduttamon kapasiteetin nostamiseksi siten, että ainakin yhden haihdutusvaiheen poistohöyryn pai-20 netta nostetaan kompressorilla tai puhaltimella. Korkeampipaineinen höyry johdetaan seuraavaan haihdutusvaiheeseen lämmitysväliaineeksi, joten kyseessä ei ole ns. höy-rynpuristushaihdutus..

Koska lisäpolttoaineen ja vihreän sähkön - millä yleisesti tarkoitetaan muulla kuin fossiili-25 sella polttoaineella tuotettua sähköä - hinnat kasvavat jatkuvasti, tulevat erilaiset laitos-ratkaisut, joilla vähennetään tehtaan höyrynkulutusta, yhä enenevässä määrin taloudellisesti kannattaviksi. Kun höyryn kulutusta vähennetään, tehdastaseessa joko säästyy li-säpolttoainetta tai tehtaan turbiinin lauhdeosaan riittää enemmän höyryä sähkön tuottoon. Sellutehtaat pyrkivätkin myymään enemmän sähköä ulos lisääntyneen taloudellisen 30 edun takia.

Mekaanisen höyrynpuristusesihaihduttamon, jota puhallinta käytettäessä voidaan kutsua myös puhallinesihaihduttamoksi, energian kulutus verrattuna esim. 7-vaiheiseen sarja-haihduttamoon on rahaksi asti laskettuna on usein jopa 70 % alhaisempi. Aiemmin pu-35 hallinesihaihduttamoita on sulfaattisellutehtaassa käytetty lähinnä haihduttamon lisäka- 3 pasiteetin hankkimiseksi. Ainoastaan osa tarvittavasta kokonaishaihdutuksesta voidaan tehdä puhallinesihaihtuttamolla, sillä haihdutettavan lipeän liian korkea kuiva-ainepitoisuus nostaa kiehumispisteen kohoamaa ja edellyttää puhaltimelta tai kompressorilta suurta paineenkorotusta, joka kasvattaa energiankulutusta.

5

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota entistä sekä laiteteknisesti että taloudellisesti edullisempi tapa kytkeä höyrynpuristushaihdutus sinänsä tunnettuun mustalipeän monivaihehaihduttamoon.

10 Näiden tarkoitusperien saavuttamiseksi esillä oleva keksintö koskee järjestelyä mustalipeän haihduttamiseksi, johon kuuluu ainakin höyrynpuristushaihduttamo, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtopintayksikön ja höyryn paineenkorotuslaitteen, ja monivai-hesarjahaihduttamo, jonka kussakin haihdutusvaiheessa on ainakin yksi lämmönsiirtopin-tayksikkö, ja jossa on yhteitä mustalipeän johtamiseksi haihdutuslämmönsiirtoyksiköstä 15 toiseen sekä yhteitä höyryn syöttämiseksi kuhunkin yksikköön ja mustalipeän haihdutuksessa muodostetun höyryn poistamiseksi sieltä. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle järjestelylle on se, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaih-duttamon yksikkö on kytketty siten, että niissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan, joka on kytketty ainakin höyryn paineenkorotus-20 laitteeseen osan höyrystä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi paineenkorotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi. Edullisesti yhteinen tila on kytketty lisäksi yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen.

25 Keksintö toteutetaan siten että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon haihdutinyksikkö on järjestetty saman vaippa-astiaan eli samaan haihdu-tuslaitteeseen. Tällöin samassa laitteessa on kaksi lämmönsiirtopintayksikköä, joissa toisessa lämmityshöyrynä on monivaihehaihduttamon edellisessä vaiheessa syntynyt höyry ja toisessa höyryn paineenkorotuslaitteelta tuleva höyry. Kun lipeä haihtuu lämmönsiirto-30 yksiköiden ulkopinnalla, niin haihdutuksessa muodostunut höyry tulee samaan vaipan rajaamaan tilaan ja poistetaan tyypillisesti vaipassa, tyypillisesti sen yläosassa, olevan yhteen tai yhteiden kautta. Osa tästä höyrystä käytetään seuraavassa, alemmassa paineessa olevassa haihdutusvaiheessa ja osan höyrystä paine korotetaan ja palautetaan lämmityshöyryksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön.

35 4 Lämmönsiirtopintayksikkönä käytetään edullisesti laskevakalvohaihdutinlaitetta, jossa haihdutuspinnan muodostaa joukko lamelleja tai putkia. Edullisesti haihdutettava lipeä virtaa lamellien ulkopinnalla tai putkien sisäpinnalla, kun taas lämmityshöyry johdetaan 5 lamellien sisään tai putkien ulkopuolelle. Esimerkiksi levytyyppisissä laskevakalvo- lamellihaihduttimissa haihdutuspinta on melkein koko tai koko pystysuoran pinnan osuudelta kosketuksissa ympäröivään höyrytilaan, jolloin lämmönsiirtoelementtien väliin jää vapaata tilaa niiden pinnalla syntyneen höyryn päästämiseksi. Vapaasti valuvan laskevan kalvon periaatteella toimivassa haihduttimessa höyry virtaa vapaasti vaippa-astian määrittämään 10 tilaan, jonka astian sisällä lämmönslirtoelementtiyksiköt ovat. Syntynyt höyry virtaa oleellisesti pystysuoraan ylöspäin lämmönsiirtoelementtiyksiköiden ja vaippa-astian seinämän välisessä vapaassa tilassa vaippa-astian yläosaan. Höyry normaalisti kerätään pisa-ranerottimeen ja annetaan sen virrata astian yläosasta ulos. Monivaihesarjahaihduttamon kussakin haihdutusvaiheessa on yksi vaipan sisään järjestetty lämmönsiirtopintayksikkö 15 tai useampi rinnakkain kytketty vaipan sisään järjestetty lämmönsiirtopintayksikkö.

Höyryn paineenkorotuslaitteena on puhallin tai kompressori.

Keksinnön mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikköjä yksi monivaihesarjahaihdut-20 tamon yksikkö on järjestetty saman vaipan sisään eli yhteen haihdutuslaitteeseen. Tällöin samassa laitteessa on kaksi lämmönsiirtopintayksikköä, joissa toisessa lämmityshöyrynä on monivaihehaihduttamon edellisessä vaiheessa syntynyt höyryjä toisessa höyryn pai-neenkorotuslaitteelta tuleva höyry. Yksiköissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet toisiohöyryt johdetaan samaan yhteiseen tilaan, joka on haihdutuslaitteen to-25 siohöyrytila ja josta ne erään suoritusmuodon mukaan poistetaan yhdessä saman yhteen kautta. Tämä poistoyhde on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvai-heeseen, jonne osa höyrystä viedään suoraan lämmityshöyryksi. Mainittu poistoyhde on kytketty lisäksi paineenkorotuslaitteeseen höyryn paineen korottamiseksi ja osan höyryistä palauttamiseksi paineenkorotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön 30 lämmityshöyryksi.

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty saman vaipan sisään siten että yhteinen toisiohöyrytila on jaettu osittain väliseinällä niin että väliseinässä on aukko tai 35 aukkoja paineen tasaamiseksi väliseinän vaipan sisään muodostamien osien välillä. Yh- 5 teisen höyrytilan jakamisen tarkoituksena osittain yhdistetyksi höyrytilaksi on tehostaa likaislauhteen erotusta. On tunnettua että:

Kun syöttö- tai laihalipeää ensimmäisen kerran haihdutetaan, siitä kiehuu ensin suuri määrä aineita (mm. metanolia), joiden kiehumispiste on alhaisempi kuin vedellä. Kun 5 nämä höyryt, yhdessä vesihöyryn kanssa johdetaan kompressorin tai puhaltimen kautta lämmitysväiiaineeksi saman vaiheen haihdutuslämpöpinnayksikön tai sarjahaihdutta-mossa seuraavan vaiheen lämmityshöyrypuolen alaosaan, niin ylösvirratessaan seoksesta lauhtuu ensin pääasiassa vettä ja yläosaa lähestyttäessä ja vesihöyryn osapaineen laskiessa yhä enemmän muita höyryjä. Lämmönsiirtopinnan loppuosasta (ns. lauhteen 10 segregointiosa) erikseen kerättyyn lauhteeseen ovat rikastuneet helposti haihtuneet aineet (kuten metanoli) ja tätä lauhdetta kutsutaan likaislauhteeksi.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainittu höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty eri vaippa-astioiden sisään.

15 Niissä muodostuneiden toistohöyryjen poisto vaipoista on järjestetty yhteiseen tilaan, mi kä tila on kytketty höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä palauttamiseksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi. Tila on edullisesti kytketty myös yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdu-tusvaiheeseen. Erään tavan mukaan kummassakin vaipassa on poistoyhde, jotka vaip-20 pojen ulkopuolella yhtyvät yhdeksi tilaksi, joka on kytketty sekä höyryn paineenkorotuslaitteeseen että monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen. Poisto-yhteiden kytkentä voidaan toteuttaa myös niin että toisen vaippa-astian höyrynpoistoyhde on kytketty toisen vaippa-astian höyrytilaan, mikä toimii yhteisenä tilana ja mistä toisto-höyryt viedään osittain höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä palauttamiseksi 25 höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi ja osittain suoraan toiseen mo-nivaihehaihduttamon vaiheeseen lämmityshöyryksi.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhtumattomien kaasujen poisto eli kaasaus hoidetaan monivaihehaihdut-30 tamon vastaavilla laitteilla.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhteiden poisto ja käsittely hoidetaan monivaihehaihduttamon tähän tarkoitukseen olevilla laitteilla.

35 6

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti yksityiskohtaisesti höyrynpuristushaihduttamoyksikön järjestelyä monivaihehaihduttamon yksikön yhteydessä keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan, 5 kuvio 2 esittää kaaviomaisesti höyrynpuristushaihduttamon ja monivaihehaihduttamon kytkentää eräällä keksinnön mukaisella tavalla, ja kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön erästä toista edullista järjestelyä.

Kuviossa 1 on esitetty haihdutuslaite, jonka vaipan 2 sisään on järjestetty höyrynpuris-10 tushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopin-tayksikkö 3, jotka toimivat laskevakalvo-periaatteella. Tässä suoritusmuodossa lämmön-siirtopintayksiköt muodostuvat joukosta lamelleja, joiden sisäosaan syötetään lämmitys-höyry ja haihdutettava lipeä virtaa niiden ulkopinnalla. Tällöin lipeää lämmitetään siten epäsuoralla kosketuksella lämmönsiirtoelementtien sisällä olevan höyryn kanssa. Lamellien 15 sijasta voidaan käyttää myös putkia, jolloin lipeä voi virrata niiden sisäpinnalla.

Haihdutettava mustalipeä, syöttölipeä tai lipeä aikaisemmasta haihdutusvaiheesta, syötetään putkea 5 pitkin haihdutinlaitteen alaosaan, josta lipeä pumpataan pumpulla 6 putkea 7 pitkin lämmönsiirtoyksiköiden yläpuolella olevaan jakolaitteeseen 19. Jakolaitteessa 20 olevien aukkojen tai vastaavien kautta lipeä virtaa lamellien ulkopinnalle, jossa lipeän haihtumista tapahtuu. Haihdutettavaa lipeää poistetaan seuraavaan haihdutusvaihee-seen linjaa 13 pitkin. Monivaihehaihduttamon lämmönsiirtoyksikköön tuodaan lämmitys-väliaineeksi tyypillisesti höyryä putken 8 kautta edellisestä haihdutusvaiheesta, joka toimii korkeammassa paineessa. Höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikköön 25 4 tuodaan lämmitysväliaineeksi höyryä kompressorilta 9 linjan 12 kautta.

Koska höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 3 sijaitsevat samassa vaipassa 2, niin niiden ulkopinnalla mustalipeästä haihtuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan, minkä tässä suoritusmuo-30 dossa muodostaa vaippa-astian yläosa 18. Siihen on liitetty putkiyhde tai kanava 10. Putkeen 10 on järjestetty höyryn paineenkorotuslaite 9, joka tyypillisesti on kompressori tai puhallin. Paineenkorotuslaitteessa 9 höyryn painetta nostetaan sellaiseksi, että se voidaan palauttaa lämmityshöyryksi takaisin samaan vaiheeseen, sen höyrynpuristusläm-mönsiirtopintayksikköön 4. Putkeen 10 liittyy myös haaraputki 11, jonka kautta osa haih- 7 ! duttimesta 1 poistetusta höyrystä viedään lämmitysväliaineeksi toiseen haihdutusvaihee- seen.

Lämmönsiirtopintayksiköissä 3 ja 4 lämmityshöyryt muodostavat lauhdetta, jotka poiste-S taan putkia 15 ja 16 pitkin paisuntasäiliöön, ja sieltä edelleen linjaa 17 pitkin monivaihe-haihduttamon lauhteen käsittelyyn. Mainituissa yksiköissä muodostuneet lauhtumattomat kaasut poistetaan myös yhteistä linjaa pitkin jatkokäsittelyyn.

Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on se että voidaan tunnettuja kytkentöjä paremmin 10 käyttää hyväksi monivaihehaihduttamon laitteistoja, kuten lipeän ja höyryn siirtoputkisto-ja, lauhdejärjestelmää ja tyhjöjärjestelmää.

Kuviossa 2 on esitetty mustalipeän 7-vaiheinen monivaihesaijahaihduttamo. Tässä tapauksessa haihduttamo käsittää peräkkäisiä vaihetta 1-7, jotka toimivat peräkkäisesti alenevissa 15 paineissa ja lämpötiloissa höyryn kulkusuunnassa. Lipeän loppuhaihdutusvaiheessa 1 ovat portaat 1A ja 1B. Kuviossa 2 esitetyt haihduttimet ovat laskevakalvolamellihaihduttimia, mutta myös muita lipeän haihduttamiseen soveltuvia haihduttimia voidaan käyttää tässä tapauksessa. Kuviossa 2 on käytetty soveltuvin osin samoja viitenumerolta kuin kuviossa 1.

20 Haihduttamista varten haihdutusvaiheen 1 portaisiin 1A ja 1B syötetään tyypillisesti tehtaan tuorehöyryä kanavaa 30 pitkin niin, että se lämmittää mustalipeää ja samalla lauhtuu. Haih-dutusvaiheessa 1 mustalipeästä erottuu höyryä, mikä viedään lämmityshöyryksi vaiheeseen 2 kanavaa 31 pitkin. Haihdutusvaiheessa 2 puolestaan erottuu haihdutusvaihetta 1 matalammassa lämpötilassa olevaa höyryä, joka edelleen johdetaan seuraavaan haihdutusvai-25 heeseen 3 kanavan 32 kautta. Vastaavalla tavalla haihdutusvaiheissa 3, 4, 5 ja 6 mustalipeästä erottunut toisiohöyry viedään aina seuraavaan haihdutusvaiheeseen 4, 5, 6 ja 7, vastaavasti, mustalipeää lämmittämään ja haihduttamaan.

Laihalipeä (syöttölipeä) tuodaan vaiheeseen 4, josta se virtaa vaiheeseen 7. Lipeä vaihees-30 ta 7 tuodaan haihtumaan vaiheeseen 6 linjan 40 kautta ja edelleen vaiheeseen 5 linjan 41 kautta välilipeän 42 muodostamiseksi. Välilipeä johdetaan edelleen vaiheeseen 3, josta lipeä viedään haihdutusvaiheen 2 kautta loppuhaihdutukseen 1, jossa on kaksi lipeän puolelta sarjaan kytkettyä porrasta IA ja IB. Lipeä haihtuu ensin portaassa IB, josta se johdetaan portaaseen IA lipeän haihduttamiseksi korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen, so. noin 75-90 %. 35 Väkevä polttolipeä poistuu linjan 43 kautta polttoon.

8

Viimeisessä vaiheessa 7 tuotettu höyry viedään linjan 33 kautta haihduttamon tyhjösys-teemiin, missä se mm. lauhdutetaan jäähdytysveden avulla pintalauhduttimessa (tyhjö-lauhduttimessa) (ei esitetty).

5

Monivaihesarjahaihduttamon mustalipeän virtaussuunnan suhteen ensimmäisessä haihdu-tusvaiheessa on kytkettynä esillä olevan keksinnön mukaisesti hoyrynpuristushaihduttamo. Kytkentä on samanlainen, mikä on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 1. Vaiheessa 4 on höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4' ja monivaihehaihduttamon 10 lämmönsiirtopintayksikkö 3, jotka toimivat laskevakalvo-periaatteella ja jotka ovat samassa vaipassa. Syöttölipeä 5 tuodaan haihdutusvaiheen 4 haihdutuslaitteen pohjaosaan, josta lipeä pumpataan jakolaitteen kautta lämmönsiirtopintayksiköiden 3 ja 4' ulkopinnoille, jota alaspäin virratessaan lipeästä haihtuu höyryä. Haihdutuksessa muodostunut toi-siohöyry poistetaan haihduttimen yläosasta yhteen 10 kautta. Osa höyrystä viedään höy-15 ryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen 5. Osa höyrystä taas johdetaan yhteeseen 10 järjestetyn paineenkorotuslaitteeseen 9, jossa höyryn painetta nostetaan niin että tämä höyry voidaan palauttaa lämmitysväliaineeksi vaiheen 4 höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikköön 4'. Lämmönsiirtoyksiköissä syntyneet lauhteet 17 JA 23 voidaan käsitellä monivaihehaihduttamon lauhteenkäsittelyjärjestelmässä.

20

Kuvio 3 on esitetty vaihtoehtoinen rakenne kuvion 1 mukaiselle suoritusmuodolle. Kuviossa 3 - jossa on käytetty soveltuvin osin samoja viitenumerolta kuin kuvioissa 1 ja 2 - höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 3 on erotettu kevyellä väliseinällä 20. Yksiköissä muodostunut toisiohöyry 25 tulee samaan tilaan, koska väliseinä on varustettu aukolla 21 tai aukoilla paineen tasaamiseksi väliseinän 20 molemmin puolin. Tämä rakenne tehostaa likaislauhteen erotusta.

Laiha syöttölipeä tuodaan linjaa 5 pitkin haihdutusyksikköön vaippa-astian 2 pohjalle, josta se pumpulla 6’ pumpataan linjan 7’ kautta höyrynpuristuslämmönsiirtopintayksikön 4 30 yläpuolella olevaan jakolaitteeseen. Lipeä valuu mainitun lämmönsiirtoyksikön 4 ulkopintaa alaspäin, ja väkevöity lipeä poistetaan linjan 25 kautta sopivaan haihdutusvaiheeseen. Muodostunutta toisiohöyryä johdetaan vaipan yläosassa olevan yhteen 10" kautta paineenkorotuslaitteeseen 9. Höyry, jolla on korotettu paine, tuodaan linjaa 12 pitkin lämmönsiirtoyksikön 4 sisäosan alaosaan, jossa se virtaa ylöspäin. Ylösvirratessaan höyrys-35 tä lauhtuu ensin pääasiassa vettä ja yläosaa lähestyttäessä ja vesihöyryn osapaineen i 9 laskiessa yhä enemmän muita höyryjä. Lämmönsiirtopinnan loppuosasta, joka on erotettu lyhyellä väliseinällä 22 (ns. lauhteen segregointiosa), erikseen kerättyyn lauhteeseen rikastuvat helposti haihtuneet aineet (kuten metanoli). Tätä lauhdeosaa kutsutaan likais-lauhteeksi, joka poistetaan linjaa 23 pitkin.

5

Vaippa-astiassa 2 olevaan monivaihehaihduttamon lämmönsiirtoyksikköön 3 tuodaan lipeää toisesta haihdutusvaiheesta linjan 26 kautta. Lipeä viedään pumpulla 6" linjan 7” kautta ko. yksikön yläosaan ja saatetaan valumaan sen ulkopintaa alas. Haihtunutta toi-siohöyryä poistetaan vaipasta 2 yhteen 10'kautta ja viedään höyryn virtaussuunnassa 10 seuraavaan haihdutusvaiheeseen. Myös tässä yksikössä voidaan lauhteen segregointi tehdä samalla tavalla kuin edellä kuvattiin. Puhdas lauhde poistetaan lämmönsiirtoyksi-köiden sisäosan alaosasta linjoja 15 ja 16 ja edelleen linjaa 17 pitkin. Keksinnön etuna on se että lauhteiden käsittely ja lauhtumattomien kaasujen käsittely voidaan hoitaa samoilla, so. monivaihehaihduttamon laitteilla, eikä höyrynpuristushaihduttamo tarvitse 15 omia erillisiä laitteita.

Kytkemällä mustalipeän höyrynpuristusesihaihduttamo monivaihehaihduttamoon keksinnön mukaisella tavalla, voidaan saada ainakin seuraavia etuja: - höyrynpuristushaihduttamon vaatima laite-, putkisto- yms. määrä vähenee, koska voidaan 20 paremmin käyttää hyväksi yhteisiä järjestelmiä, kuten lipeän ja höyrynsiirtoputkistoja, lauh- dejärjesteimää ja tyhjöjärjestelmää.

- höyryn kulutus verrattuna monivaihehaihduttamoon vähenee, jolloin höyryä voidaan käyttää enemmän esimerkiksi sähköenergian tuotantoon - kuviossa 2 esitetty höyrynpuristushaihduttamon ja 7-vaiheisen sarjahaihduttamon kyt-25 kentä vastaa taloudeltaan 9-11 vaiheista sarjahaihduttamoa tehtaan taseesta, lisäpoltto- aineen ja sähkön hinnasta riippuen. Näin olen huomattavaa säästöä saadaan myös, koska keksinnön mukaan tarvittava laitemäärä on pienempi.

Vaikka keksintöä on tässä esitettyjä kuvattu nykytiedon mukaan käytännöllisimmän ja edul· 30 lisimman suoritusmuodon mukaan, alan ammattimiehille on selvää, että monia muunnelmia voidaan tehdä keksinnön suojapiirissä, jolle suojapiirille tulee antaa oheisten patenttivaatimusten mukainen laajin mahdollinen tulkinta, jotta se käsittää kaikki vastaavat järjestelmät ja prosessit.

Claims (10)

1. Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi, johon kuuluu ainakin höyrynpuristushaihdut-tamo, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtopintayksikön (4) ja höyryn paineenkoro-5 tuslaitteen (9), ja monivaihesarjahaihduttamo, jonka kussakin haihdutusvaiheessa on ainakin yksi lämmönsiirtopintayksikkö (3) ja jossa on yhteitä (13) mustalipeän johtamiseksi haihdutuslämmönsiirtoyksiköstä toiseen sekä yhteitä (8, 10) höyryn syöttämiseksi kuhunkin yksikköön ja mustalipeän haihdutuksessa muodostetun höyryn poistamiseksi sieltä, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö (4, 4’) ja yksi monivaihesarja-10 haihduttamon yksikkö (3) on kytketty siten, että niissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan (18), joka on kytketty ainakin höyryn pai-neenkorotuslaitteeseen (9) osan höyrystä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi paineen-korotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön (4, 4’) lämmityshöyryksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että yhteinen tila on kytketty lisäksi yhteeseen (11) osan höyrystä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraa-vaan haihdutusvaiheeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristus-20 haihduttamon yksikkö (4) ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö (3) on järjestetty saman vaipan (2) sisään eli samaan haihdutuslaitteeseen.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon ja monivaihesarjahaihduttamon yksiköissä mustalipeän haihdutuksessa 25 muodostuneet toisiohöyryt poistetaan yhteisestä tilasta saman yhteen (10) kautta, mikä poistoyhde (10) on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen, jonne osa höyrystä (11) viedään suoraan lämmityshöyryksi ja mikä poistoyhde on kytketty paineenkorotuslaitteeseen (9) höyryn paineen korottamiseksi ja osan höyryistä palauttamiseksi paineen korottamisen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön (4, 4’) 30 lämmityshöyryksi.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö (4) ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö (3) on järjestetty saman vaipan (2) sisään siten että yhteinen toisiohöyrytila on jaettu osittain väliseinällä 35 (20) niin että väliseinässä on aukko (21) tai aukkoja paineen tasaamiseksi väliseinän vai- pan sisään muodostamien osien välillä, ja toisiohöyryjä poistetaan eri poistoyhteiden kautta siten, että yksi poistoyhde (10’) on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen, jonne osa (11) höyrystä viedään suoraan lämmityshöyryksi sekä yksi poistoyhde (10”) on kytketty paineenkorotuslaitteeseen (9) höyryn paineen korotta-5 miseksi ja osan (12) höyryistä palauttamiseksi paineen korottamisen jälkeen höyrynpuris-tushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristus-haihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty eri vaip- 10 pojen sisään ja että niissä muodostuneiden toistohöyryjen poisto vaipoista on järjestetty yhteiseen tilaan, mikä tila on kytketty höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmitys-höyryksi ja kytketty myös yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen. 15

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö muodostavat monivaihehaihduttamon haihdutusvaiheen, jossa tehdään lipeän esihaihdutus.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höy ryn paineenkorotuslaitteena (9) on puhallin tai kompressori.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhteiden poistoja käsittely hoidetaan 25 monivaihehaihduttamon tähän tarkoitukseen olevilla laitteilla.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhtumattomien kaasujen poisto eli kaasaus hoidetaan monivaihehaihduttamon laitteilla.