FI123076B - Syöttöjärjestelmä jatkuvatoimista keitintä varten varustettuna yhteenliitännällä - Google Patents

Description

Syöttöjärjestelmä jatkuvatoimista keitintä varten varustettuna yhteenlii-tännällä - Matningssystem för kontinuerlig kokare med sammankoppling

Tekniikan ala 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen syöttöjärjestelmä jatkuvatoimista keitintä varten, jossa keittimessä puuhaketta keitetään selluloosan valmistamiseksi.

10 Tekniikan taso

Jatkuvatoimisten keittimien vanhemmissa tavanomaisissa syöttöjärjestelmissä on käytetty suuripaineisia lokerosyöttimiä sulkusyöttiminä hakesuspension paineistami-seksi ja kuljettamiseksi keittimen yläosaan.

15 Julkaisussa Handbook of Pulp (Herbert Sixta, 2006) on esitetty tämän tyyppinen syöttö suuripaineisilla lokerosyöttömillä (High Pressure Feeder) sivulla 381. Tämän tyyppisen syötön suuri etu on siinä, että hakevirran ei tarvitse kulkea pumppujen läpi, vaan se siirretään hydraulisesti. Samanaikaisesti on mahdollista säilyttää suuri paine keittimeen menevässä ja siitä poistuvassa siirtokierrossa painetta menettä-20 mättä. Tässä järjestelmässä on kuitenkin joitakin epäkohtia siinä mielessä, että suu-ripaineinen lokerosyötin on kulumisen kohteena ja pitää säätää siten, että vuotovir-taus korkeapaineisesta kierrosta matalapaineiseen kiertoon saadaan minimoiduksi. Eräs toinen haittapuoli on se, että siirron aikana on lämpötila pidettävä alhaisena, jotta siirrossa ei tapahdu höyryn imploosioihin liittyviä pamauksia.

25 c\j Jo vuonna 1957 esitettiin julkaisussa US2803540 jatkuvatoimisen hakekeittimen ^ syöttöjärjestelmä, jossa hake pumpataan impregnointiastiasta keittimeen, jossa ha- g ke keitetään höyrykehässä. Tässä ladataan osa keittoliuoksesta pumppuun pumpat- n. tavan 10 % konsistenssin aikaansaamiseksi. Tämä keitin oli kuitenkin suunniteltu x 30 pienimuotoiseen tuotantoon 150-300 tonnia massaa per päivä (ks. sarake 7, rivi “ 35).

co ^ Myös julkaisussa US2876098 vuodelta 1959 on esitetty jatkuvatoimisen hakekeitti- m ° men syöttöjärjestelmä ilman suuripaineista lokerosyötintä. Tässä hake suspendoi- δ ^ daan sekoittimessa ennen sen pumppaamista pumpun avulla keittimen yläosaan.

35 Pumppujärjestely on sijoitettu keittimen alle ja pumpun akseli on varustettu myös 2 turbiinilla, jossa paineistetulle mustalipeälle suoritetaan paineen poisto vaaditun pumppaustehon alentamiseksi.

Julkaisussa US3303088 vuodelta 1967 on myös esitetty jatkuvatoimisen hakekeitti-men syöttöjärjestelmä ilman suuripaineista lokerosyötintä, jossa puuhake höyryte-5 tään ensiksi höyrytysastiassa, jonka jälkeen hake suspendoidaan astiassa ja sen jälkeen hakesuspensio pumpataan keittimen yläosaan.

Julkaisussa US3586600 vuodelta 1971 on esitetty vielä eräs toinen pääasiassa hienommalle puumateriaalille suunnitellun jatkuvatoimisen keittimen syöttöjärjestelmä. Tässäkään ei käytetä suuripaineista lokerosyötintä ja puumateriaali syötetään pum-10 pulla 26 virtaussuunnassa aikaisemmin sijaitsevan impregnointiastian kautta keittimen yläosaan.

Samanlainen hienomman puumateriaalin pumppaus jatkuvatoimisen keittimen yläosaan on esitetty myös julkaisussa EP157279.

Tyypillistä näille 50-luvun lopulta 70-luvun alkupuolelle peräisin oleville keitinjärjes-15 telmien suoritusmuodoille on se, että ne oli suunniteltu pieniksi keittämöiksi, joilla oli rajallinen kapasiteetti noin 100-300 tonnia massaa per päivä.

Julkaisussa US 5744004 on esitetty eräs variaatio puuhakkeen syöttämiseksi keittimeen, jossa hakeseos syötetään keittimeen pumppujen sarjan kautta. Tässä käyte-20 tään niin kutsuttuja DISCFLO™ -pumppuja. Tämän järjestelmän epäkohtana on se, että tämän tyyppisellä pumpulla on tyypillisesti erittäin alhainen pumppuhyötysuhde.

Aikaisemmin mainitussa julkaisussa Handbook of Pulp on sivulla 382 esitetty myös hakeseosten eräs vaihtoehtoinen pumppusyöttö, josta käytetään nimitystä 25 TurboFeed™. Tässä käytetään kolme sarjassa olevaa pumppua hakeseoksen syötön tämiseksi keittimeen. Tämän tyyppinen syöttö on patentoitu julkaisuissa § US5753075, US6106668, US6325890, US6336993 ja US6551462; monissa tapauk- g sissa ei kuitenkaan ole otettu huomioon esimerkiksi julkaisua US3303088.

i r- Julkaisun US5753075 kohteena on pumppaus höyrykäsittelyastiasta prosessointias- x 30 tiaan.

CC

Julkaisun US6106668 kohteena on erityisesti AQ/PS:n lisäys pumppaamisen aikana.

CD

^ Julkaisun US6325890 kohteena on ainakin kaksi sarjassa olevaa pumppua ja näiden m o pumppujen järjestäminen lattiatasolle, δ

CVJ

3

Julkaisun US633693 kohteena on detaljiratkaisu, jossa lisätään kemikaaleja metallien liuottamiseksi puuhakkeesta ja sitten kunkin pumpun jälkeen vedetään pois lipeää pumpatun hakkeen metallipitoisuuden pienentämiseksi.

Julkaisun US6551462 kohteena on olennaisesti sama järjestelmä, joka on jo esitetty 5 julkaisussa US3303088.

Eräs suuri epäkohta järjestelmissä, joissa käytetään lukuisia sarjassa olevia pumppuja, on rajoitettu käsiksipäästävyys. Jos yksi pumppu rikkoutuu, koko keitinjärjestel-mä pysähtyy. Kun sarjassa on kolme pumppua ja kunkin pumpun normaali käsiksi-10 päästävyys on 0,95, on järjestelmien kokonaiskäsiksipäästävyys vain 0,86 (0,95*0,95*0,96=0,86).

Tämän päivän nykyaikaisissa jatkuvatoimisissa keittimissä, joiden kapasiteetit ovat yli 4000 tonnia massaa per päivä, käytetään 50-75 metriä korkeita keittimiä ja jois-15 sa höyryfaasi keitti men kyseessä ollessa keittimen yläosaan muodostetaan manomet-ripaine 3-8 baaria tai hydraulisen keittimen kyseessä ollen 5-20 baaria. Toiminnan pääasiallisen osuuden aikana, tyypillisesti selvästi yli 80-95 % aikana toiminnasta ovat jatkuvatoimiset keitinjärjestelmät suunniteltu toimimaan nimellisellä tuotannolla, joka tekee välttämättömäksi käyttökustannusten kannalta pumppujen optimoin-20 nin nimellistuotantoa varten.

Tyypillinen keitinjärjestelmä, jonka kapasiteetti on noin 3000 tonnia ja jossa käytetään niin kutsuttua "TurboFeed™" teknologialla toimivaa syöttöjärjestelmää, vaatii noin 800 kW: n pumppaustehon. On selvää, että näissä järjestelmissä voi olla pump-25 puja, jotka toimivat optimoidulla hyötysuhteella lähellä nimelliskapasiteettiaan. Täl-cvj lainen syöttöjärjestelmä vaatii 19200 kWh (800*24) per 24 tuntia ja hinnalla 50 eu- ^ roa per MWh muodostuu käyttökustannukseksi 960 euroa per 24 tuntia tai 336 000 g euroa per vuosi.

i 1^ x 30 Järjestelmien pitää olla käytettävissä myös välillä 50-110 % nimellistuotannosta, joka asettaa suuria vaatimuksia syöttöjärjestelmälle.

CO

Tämä merkitsee sitä, että järjestelmän toimittajan pitää tarjota pumppuja, jotka

LO

o ovat riittävän suuria 4000 tonnin käsittelemiseksi, mutta joita voidaan ja samanai- o cm kaisesti käyttää 2000^4400 tonnin välillä. Tällainen pumppu kapasiteetistaan 50 % 35 käytettynä on kaikkea muuta kuin optimoitu, mutta on välttämätöntä kyetä ainakin 4 väliaikaisesti käyttämään pumppua rajoitetulla kapasiteetilla esimerkiksi edempänä kuitulinjalla esiintyvien väliaikaisten kapasiteettiongelmien varalta.

Jos tämän järjestelmän toimittaja tarjoaa keitinjärjestelmiä, jotka kykenevät käsittelemään 500-5000 tonnin nimelliskapasiteetteja, pitää pumput tällöin suunnitella 5 useina eri pumppukokoina siten, että kukin yksittäinen laitteisto kykenee tarjoamaan voiman ja energian kulutuksen kannalta optimoidun siirron nimellistuotannossa. Tämä tekee pumpuista hyvin kalliita, koska normaalisti valmistetaan hyvin rajoitettu sarja pumppuja kutakin kokoa. Suhteellisen lyhyiden toimitusaikojen asettamien vaatimusten täyttämiseksi järjestelmän toimittajan pitää varastoida kaikkia pumppu-10 kokoja olevia pumppuja, joka on hyvin kallista.

Keittimen syötön tulisi myös kyetä takaamaan optimisyöttö keittimen yläosaan jopa siinä tapauksessa, että virtaus siirtolinjalla vähenee 50 %:iin nimellisvirtauksesta. Tämän on vaikeata, koska virtausnopeus siirtolinjoissa tulisi säilyttää kriittisen tason 15 yläpuolella, koska hyvin höyrykäsitelty hake pyrkii uppoamaan siirtovirtauksen suuntaa vasten, mikäli nopeus muuttuu liian alhaiseksi.

Eräs korjaustoimenpide, jota voidaan käyttää matalilla nopeuksilla, on laimennuksen lisääminen ennen pumppausta siten, että muodostuu alhaisempi hakepitoisuus. Tämä ei kuitenkaan ole energiataloudellista, koska tämä pakottaa syöttöjärjestelmät 20 pumppaamaan tarpeettoman suuria määriä fluidia, joka lisää vaadittua pumpun tehoa per tuotettu massayksikkö.

Kullakin pumpulla on konstruktiopiste (paras hyötysuhdepiste/"BEP" (Best Efficiency Point)), jolla pumppu on tarkoitettu työskentelemään. Tämän "BEP":n kohdalla sy-säyshäviö ja kitkahäviö ovat keskipakopumppujen kyseessä ollen pienimmillään ja 25 tämä puolestaan johtaa siihen, että pumppujen hyötysuhde on korkeimmillaan tällä cvj kohdalla, δ

CM

g Keksinnön tavoite r-- i 30 Esillä olevan keksinnön ensimmäisenä tarkoituksena on saada aikaan puuhakkeen parannettu syöttöjärjestelmä, jossa voidaan aikaansaada optimaalinen siirto laa-

CO

g jemmalla vaihteluvälillä keittimien mitoituskapasiteetin molemmin puolin.

LO

o o

Esillä olevan keksinnön muita tavoitteita ovat; 35 · syöttöjärjestelmän parantunut hyötysuhde; 5 • parantunut käsiksipäästävyys; • alemmat käyttökustannukset per pumpattu hakeyksikkö; • muuttumaton hakepitoisuus pumppauksen aikana tuotantotasosta riippumatta; 5 · rajoitettu valikoima pumppukokoja, jotka kykenevät kattamaan keittimen tuotantokapasiteetin laajan alueen; • yksinkertaistettu kunnossapito; • pienemmät asennuskustannukset verrattuna syöttöjärjestelmiin, joissa käytetään suuripaineisia lokerosyöttimiä tai lukuisia pumppuja sarjassa.

10

Yllämainitut tavoitteet voidaan saavuttaa patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella syöttöjärjestelmällä.

Kuviot 15

Kuvio 1 esittää ensimmäisen järjestelmäratkaisun syöttöjä rjestel m i I le keittimiä varten, joissa ei ole huippuerotinta;

Kuvio 2 esittää ensimmäisen järjestelmäratkaisun syöttöjä rjestel mille keittimiä 20 varten, joissa ei ole huippuerotinta; huippuerotin;

Kuviot 3-6 esittävät eri tapoja pumppujen kiinnittämiseksi esikäsittelyastian ulostuloon; 25 Kuvio 7 esittää kuinka kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen järjestelmien kunkin pumpun c\j siirtolinjat voidaan yhdistää yhden ainoan siirtolinjan muodostamiseksi, δ

CNJ

i g Kuvio 8 esittää kuinka kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen järjestelmien kunkin pumpun i ^ siirtolinjat voidaan yhdistää yhden ainoan siirtolinjan muodostamiseksi.

En 30

CL

Kuvio 9 esittää kuinka kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen järjestelmien kunkin pumpun

CO

o) siirtolinjat voidaan yhdistää yhden ainoan siirtolinjan muodostamiseksi.

m o δ

CVJ

6

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Seuraavassa yksityiskohtaisessa kuvauksessa käytetään ilmaisua "jatkuvatoimisen keittimen syöttöjärjestelmä". "Syöttöjärjestelmä" tarkoittaa tässä järjestelmää, joka 5 syöttää puuhaketta pienipaineisesta hakkeen käsittelyjärjestelmästä, jonka mano-metripaine on tyypillisesti alle 2 baaria ja normaalisti atmosfäärinen, keittimeen, jossa hake on suuren paineen alaisena, joka paine höyryfaasikeittimen yhteydessä on tyypillisesti välillä 3-8 baaria tai hydraulisen keittimen yhteydessä 5-20 baaria. Termi "jatkuvatoiminen keitin" tarkoittaa tässä joko höyryfaasikeitintä tai hydraulista 10 keitintä, vaikka edulliset suoritusmuodot on esitetty esimerkein höyryfaasikeittimillä.

Peruskonsepti on se, että syöttöjärjestelmä käsittää ainakin kaksi rinnakkaista pumppua, mutta edullisesti jopa 3, 4 tai 5 rinnakkaista pumppua. On osoitettu, että yksittäinen pumppu kykenee syöttämään hakesuspensiota paineistettuun keitti-15 meen, ja tästä syystä on mahdollista jättää pois tavanomaiset suuripaineiset loke-rosyöttimet tai monimutkaiset syöttöjärjestelmät, joissa on 2-4 pumppua sarjassa. Pumput on järjestetty tavanomaisella tavalla lattiatasolla olevalle perustukselle huollon helpottamiseksi.

20 Yllä hahmotellulla ratkaisulla on mahdollista toteuttaa syöttöjärjestelmiä keittimen tuotantokapasiteeteille, jotka ovat 750-6000 tonnia massaa per päivä, käyttämällä vain muutamia pumppukokoja. Tämä on erittäin tärkeätä, koska nämä pumput puu-hakkeen syöttämiseksi suhteellisen korkealla pitoisuudella ovat erittäin spesifisiä käyttösovellustensa osalta, ja pumput, jotka kykenevät käsittelemään tuotantokapa-25 siteetteja 4000-6000 tonnia massaa per päivä, ovat hyvin suuria ja niitä valmisteen taan vain hyvin rajoitettuna muutaman pumpun sarjana per vuosi. Näiden pumppu- ^ jen kustannus muodostaa siten suuren osan keitinjärjestelmän käyttämisen kokosi naiskustannuksista.

i 1^ x 30 Alla olevassa taulukossa on esitetty esimerkki siitä, miten on mahdollista kattaa

CC

750-6000 tonnin tuotantoalue vain kahdella pumppukoolla, jotka on vastaavasti

CO

^ optimoitu 750 ja 1500 tonnille massaa per päivä.

LO

o δ c\j 7 PUMPPUOHJELMA (X yksikköä* = ensimmäinen vaihtoehto) :s vaihtoehto) Nimellistuotantokapasiteetti 75Ö 1500 (tonnia per päivä) pumppu pumppu 750 1 yksikkö 5 1500 2 yksikköä 2250 1 yksikkö 1 yksikkö (2250 vaihtoehto) (3 yksikköä*) - 3000 - 2 yksikköä (3000 vaihtoehto) (4 yksikköä*) 3750 1 yksikkö 2 yksikköä 10--- 4500 - 3 yksikköä (4500 vaihtoehto) (2 yksikköä*) (2 yksikköä*) 5250 1 yksikkö 3 yksikköä 6000 4 yksikköä 15 Tästä taulukosta ilmenee selkeästi se miten esillä olevan keksinnön mukaisen konseptin avulla on mahdollista kattaa 1500-6000 tonniin olevat tuotantokapasiteetit vain kahdella optimoidulla pumppukoolla samalla kun käytetään yksittäistä pumppu-laitteistoa pienemmissä keitinjärjestelmissä, joiden kapasiteetti on alle 750 tonnia. 20 Kapasiteetiltaan 750 tonnia olevia jatkuvatoimisia keittimiä käytetään nykyisin harvoin uusiin laitteistoihin, koska eräkeitinjärjestelmät ovat usein kilpailukykyisempiä näillä kapasiteeteilla. Tietty jälkimarkkina voi olla olemassa pienen kapasiteetin omaaville vanhemmille ke iti njä rjestel mille, joissa edelleen käytetään suuripaineisilla Iokerosyöttimillä varustettuja kalliita syöttöjärjestelmiä.

CVJ 25 ^ Ensimmäinen suoritusmuoto σ> cp

Is- Kuviossa 1 on esitetty syöttöjärjestelmän suoritusmuoto, jossa on ainakin kaksi x pumppua rinnakkain. Hake syötetään kuljetinhihnalla 1 hakepuskuriin 2, joka on 30 sijoitettu atmosfäärisen käsittelyastian 3 päälle. Tässä astiassa muodostetaan mata-co

Iin nestepinta LIQlb/ lisäämällä alkalista impregnointinestettä, edullisesti keittolipeää n 2 (mustalipeää), joka on erotettu verkkosiiviIässä SC2 jäljempänä sijaitsevassa keitti- o sellä.

^ messä 6, ja valkolipeän ja/tai jonkin muun alkalisen suodatteen mahdollisella lisäyk 8

Hake syötetään ohjaamalla normaalisti hakepinnan korkeutta CHlev joka muodostetaan nestepinnan LIQlb/ yläpuolelle.

Mustalipeässä jäännösalkalin pitoisuus on tyypillisesti välillä 8-20 g/l. Käsittelyasti-aan 3 lisätyn mustalipeän ja muiden aikalisien nesteiden määrää säädellään pinnan 5 korkeuden anturilla 20, joka ohjaa ainakin yhtä linjoissa 40/41 olevista virtausvent-tiileistä. Tällä alkalisella impregnointiliuoksella voidaan puun happamuus hakkeessa neutraloida ja impregnoida runsassulfidisella (HS ) fluidilla. Käytetty impregnointiliu-os, jonka jäännösalkalin pitoisuus on noin 2-5 g/l, edullisesti 5-8 g/l vedetään pois käsittelyastiasta 3 poistosiivilän SC3 kautta ja lähetetään talteenottoon REC. Tarvit-10 taessa astiaan 3 voidaan lisätä myös valkolipeää WL esimerkiksi siten kuin kuviossa on esitetty viittaamalla linjaan 41. Todellinen jäännösalkalin pitoisuus riippuu siitä onko käytetty puulaatu lehtipuu vai havupuu ja siitä millainen alkaliprofiili halutaan muodostaa keittimeen.

Silloin kun käytetään raakapuumateriaalia, jonka impregnoiminen ja neutraloiminen 15 on helppoa, esimerkiksi sellaista raakapuumateriaalia kuten tikkuhake tai puulastut, joilla on hyvin ohuet dimensiot ja nopea impregnointiaika, astia 3 voi ääritapauksissa olla yksinkertainen putki, jonka halkaisija olennaisesti vastaa astian pohjaosassa olevaa sankomaista ulostuloa 10. Vaaditun retentioajan astiassa määrää se aika, joka puulta kuluu siihen, että se tulee niin hyvin impregnoiduksi, että se uppoaa 20 vapaaseen keittolipeään.

Tultuaan käsitellyksi astiassa 3 hake syötetään ulos astian pohjaosasta, johon on järjestetty myös tavanomainen pohjakaavin 4, jota käyttää moottori Ml.

25 Keksinnön mukaisesti hake syötetään keittimeen ainakin kahden rinnakkain olevan cvj pumpun 12a, 12b kautta ja nämä pumput on kytketty astian pohjaosassa olevaan ^ sankomaiseen ulostuloon 10. Sankomaisessa ulostulossa 10 on ylempi sisääntulo, g sylinterimäinen vaippapinta ja pohja. Pumput on liitetty sylinterimäiseen vaippapin-

Is- taan.

x 30 Hakeseoksen pumppaamisen helpottamiseksi hake suspendoidaan astiassa 3 ha-

X

kesuspension muodostamiseksi, johon astiaan on järjestetty fluidin syöttö linjojen co g 40/41 kautta ja pinta-anturilla 20 ohjattuna, joka anturi määrittää nestepinnan kor-

LO

o keuden LIQlev astiassa, ja joka syöttö tapahtuu ainakin 10 metriä ja edullisesti aina- o cv kin 15 metriä ja vielä edullisemmin ainakin 20 metriä pumpputason yläpuolella. Näin 35 pumppujen 12a ja 12b sisääntuloon muodostuu suuri staattinen paine siten, että 9 yksi ainoa pumppu kykenee paineistamaan ja siirtämään hakesuspension keittimen yläosaan ilman pumpun kavitaatiota. Keittimen yläosa on tyypillisesti sijoitettu ainakin 50 metriä pumpun korkeusaseman yläpuolelle, tavallisesti 60-75 metriä pumpun sijaintitason yläpuolelle samalla kun keittimen yläosaan on muodostettu 5-10 baarin 5 paine.

Pumppuihin tapahtuvan syötön edelleen helpottamiseksi on sankomaiseen ulostuloon järjestetty sekoitin 11. Sekoitin 11 on edullisesti järjestetty samalle akselille kuin pohjakaavin ja moottorin Ml käyttämäksi. Sekoittimessa on ainakin kaksi kaa-vintavartta, jotka pyyhkäisevät sankomaisen ulostulon vaippapintaan sijoitettujen 10 pumppu-ulostulojen yli. Edullisesti sankomaiseen ulostuloon on järjestetty laimennus, joka voidaan toteuttaa laimennusulostuloilla (ei esitetty), jotka on liitetty vaip-papinnan yläreunaan.

Kuvioissa 3-6 on esitetty se miten joukko pumppuja 12a-12d voidaan yhdistää ulostulon sylinterimäiseen vaippapintaan ja se miten sekoittimeen 11 voidaan asentaa 15 jopa neljä kaavintavartta. Pumput voidaan edullisesti sijoittaa symmetrisesti ulostulon sylinterimäisen vaippapinnan ympärille, jolloin jakauma vaakatasossa on 90° kunkin ulostulon välillä, jos pumppuliitäntiä on neljä (120°, jos pumppuliitäntiä on kolme, ja 180°, jos pumppuliitäntiä on kaksi). Tällä tavoin on mahdollista välttää kuorman epätasainen jakautuminen astian pohjaa ja sen perustusta vasten. Käytän-20 nössä ulostulon 10 vaippapinnan ja pumpun sisääntulon välille on järjestetty myös sulkuventtiilejä (ei esitetty) ja välittömästi pumpun jälkeen on sijoitettu venttiili yhden pumpun läpi tapahtuvan virtauksen katkaisemisen mahdollistamiseksi siinä tapauksessa, että tämä pumppu pitää vaihtaa samalla kun muut pumput jatkavat toimintaansa.

25 c\j Kuviossa 1 hake syötetään pumpuilla 12a, 12b siirtolinjan ensimmäisen osuuden ° 13a, 13b kautta keittimen yläosaan, ja ainakin 2 pumpun siirtolinjojen ensimmäiset g osuudet yhdistyvät yhteenliittymispisteessä 16 siirtolinjan yhdistetyn toisen osuuden i r·" 13ab muodostamiseksi ennen kuin tämä toinen osuus johdetaan kohti keittimen x 30 yläosaa. Syötön edistämiseksi on myös syöttölinja 15 kytketty yhteen li ittymispistee- seen 16. Tässä suoritusmuodossa mustalipeää otetaan linjasta 41 ja se voidaan pai-co neistaa pumpulla 14. Koska mustalipeä on jo saavuttanut täyden keitinpaineen, tar-m ° ve paineistaa lipeä on kuitenkin rajoittunut, o 35 linjaan 40.

^ Ylimäärä nestettä siirrosta vedetään pois siivilällä SCI ennen sen johtamista takaisin 10

Keitin 6 voi olla varustettu joukolla keittimen kiertokulkuja ja valkolipeän syötöllä keittimen yläosaan tai keittimen syöttövirta uksi in (ei esitetty). Kuviossa on esitetty keittolipeän poisto siivilän SC2 kautta. Siivilästä SC2 poistuva keittolipeä tunnetaan nimellä mustalipeä ja siinä voi olla jonkin verran suurempi jäännösalkalipitoisuus 5 kuin mustalipeässä, joka normaalisti lähetetään suoraan kierrätykseen ja normaalisti vedetään erilleen vasta myöhemmässä vaiheessa keittimessä. Keitetty hake P syötetään sitten ulos keittimen pohjaosasta tavanomaisen pohjakaapimen 7 ja keittopai-neen avulla.

10 Toinen suoritusmuoto

Kuviossa 2 on esitetty eräs vaihtoehtoinen suoritusmuoto, jossa tavanomainen huip-puerotin 51 on järjestetty keittimen yläosaan. Ainakin 2 pumpun 12a, 12b siirtolinjo-jen ensimmäiset osuudet 13a, 13b on yhdistetty yhteenliittymispisteessä 16 siirtolin-jan yhdistetyn toisen osuuden 13ab muodostamiseksi ennen kuin tämä toinen osuus 15 johdetaan kohti keittimen yläosaa. Syötön edistämiseksi on myös syöttölinja 15 kytketty yhteenliittymispisteeseen 16. Tässä suoritusmuodossa mustalipeää otetaan linjasta 41 ja se voidaan paineistaa pumpulla 14. Koska mustalipeä on jo saavuttanut täyden keitinpaineen, tarve paineistaa lipeä on kuitenkin rajoittunut.

Siirtolinjat 13ab avautuvat huippuerottimen pohjaosaan, jossa erottimessa mootto-20 rin M3 käyttämänä syöttöruuvi 52 kuljettaa hakesuspension ylöspäin siten, että ve-denpoistoprosessi tapahtuu huippuerottimen poistosiivilää SCI vasten. Ylimäärä nestettä kerätään talteen poistotilaan 51.

Hake, josta vesi on poistettu, syötetään sitten ulos erottimen ylemmästä ulostulosta tavanomaisella tavalla ja se putoaa alas keittimeen.

25 Huippuerottimesta 51 poistettu neste johdetaan linjan 40 kautta takaisin prosessoinee tiastiaan 3 ja voidaan edullisesti lisätä prosessointiastian pohjaosaan siinä ulos- ^ syötön helpottamiseksi laimennettaessa.

g Tämän suoritusmuodon jäljellä olevat osat vastaavat kuviossa 1 esitettyä keittämöä.

Is- Järjestelmän kaikki muut tunnusomaiset osat vastaavat kuviossa 1 esitettyä järjes- x 30 telmää.

cc

Toisen suoritusmuodon, mutta myös ensimmäisen suoritusmuodon eräs etu on se,

CO

^ että kukin pumppu voidaan sulkea itsenäisesti muiden pumppujen voidessa jatkaa m ° pumppaamista optimaalisella teholla ja ilman tarvetta modifioida itse syöttöjärjes- o telmää.

35 11

Kuvio 7 esittää esimerkin siitä, miten sekä ensimmäisessä että toisessa suoritusmuodossa käytetyt syöttölinjat 15a, 15b voidaan yhdistää yhteenliittymispisteisiin 16' siinä tapauksessa, että neljä pumppua 12a-12d käytetään. Tämän syöttöjärjes-telyn eräs etu on se, että on mahdollista taata optimaalinen nopeus yhdistetyssä 5 virrassa toisessa osuudessa 13ac/13bd ja yhdistetyssä virrassa yhteenliittymispis-teen 16" jälkeen siirtolinjan viimeisessä kolmannessa osuudessa 13abcd.

On ratkaisevaa, että ylös keittimeen menevän virtauksen nopeus on reilusti yli 1,5-2 m/s niin, että virrassa olevat hakkeet eivät vajoa alas kohti syöttövirtaa ja aiheuta siirtolinjan tukkeutumista. Siirtolinjassa oleva virtaus tulisi sopivasti pysyttää välillä 10 4-7 m/s sen varmistamiseksi, että hakkeet tulevat kuljetetuiksi keittimen yläosaan.

Mikäli esimerkiksi pumppu 12a suljettaisiin korjauksen tai halutun kapasiteettivä-hennyksen takia, lisäyslinjan 15a virtaus voidaan kasvattaa siten, että virtausnopeus toisessa osuudessa 13ac ylläpidetään.

Näissä yhdistetyissä Iinjajärjestelmissä hakesuspensioiden siirtämiseksi on edullista, 15 että linjat yhteenliittymispisteiden 16,16', 16" jälkeen omaavat virtauspoikkileikka-uksen, joka on yhtä kuin tai enemmän kuin sisääntulevien linjojen summa, painehä-viöiden välttämiseksi siirtolinjoissa. Sopivia yhtälöitä virtauksen pinta-aloille A voivat olla:

Ai3bd ^ (Ai3d + Ai3b), ja 20 Ai3abcd ^ (Ai3bd + Ai3ac).

Siirtolinjassa, jossa ensimmäisellä osuudella on halkaisija, joka on esimerkiksi 100 mm ja vakiintunut virtausnopeus 5 m/s, 4,4 m/s virtausnopeus muodostuu mikäli toisella osuudella, joka yhdistää kaksi linjaa, joilla on halkaisija 100 mm, on 150 mm:n halkaisija. Kahden tällaisen linjan, joilla on 150 mm:n halkaisija tämän jälkei-25 nen yhdistäminen kolmanteen osuuteen, jolla on 250 mm:n halkaisija, voidaan ai-cvj kaansaada 3,18 m/s virtausnopeus. Kaikilla näillä virtausnopeuksilla on marginaali ^ kohti kriittistä alhaisinta virtausnopeutta.

g Syöttölinjoilla 15a, 15b voi myös olla kytkentöjä suoraan jokaisen pumpun ulostulon i jälkeen, siten että pumpun ja yhteenliittymispisteen välinen linja pidetään huuhtou-x 30 tuneena sinä aikana, kun pumppu on pysähdyksissä tai toimii pienennetyllä kapasi-

X

teetilla. Lisäfluidin lisääminen voidaan myös yhdistää hakesuspension lisälaimennuk-co ^ seen ennen pumppuja, esimerkiksi pumppujen imupuolella tai astian 3 pohjaosassa.

m o o

Kuvio 8 esittää poikkileikkauskuvaa toisesta suoritusmuodosta siitä, miten pumppu-35 jen linjat 13a-13d voidaan yhdistää yhden ainoan siirtolinjan 13abcd muodostami- 12 seksi. Tässä laimennusnesteen syöttölinja 15 muodostaa vertikaaliosan siirtolinjasta kohti keittimen yläosaa, ja kunkin pumpun kukin linja 13a, 13b, 13c, 13d kytketään peräkkäin, yksi kerrallaan, siirtolinjan tähän vertikaaliosaan eri korkeuksilla. Jokaisessa lisäyspisteessä hakevirta lisätään siirtolinjassa olevan halkaisukasvun kar-5 tiomaisessa osassa. Kuten kauttaviivoilla varustettujen vaihtoehtojen 13bALr/13dALT osoitetaan, pumpuista tulevat kytkökset voidaan sen sijaan siirtää sivulta sivulle siirtolinjalla.

Kuvio 9 esittää poikkileikkauskuvaa kolmannesta suoritusmuodosta siitä, miten 10 pumppujen linjat 13a-13d voidaan yhdistää yhden ainoan siirtolinjan 13abcd muodostamiseksi. Tässä laimennusnesteen syöttölinja 15 muodostaa vertikaaliosan siirtolinjasta kohti keittimen yläosaa, ja kunkin pumpun kukin linja 13a, 13b, 13c, 13d on kytketty samalla korkeudella siirtolinjan tähän vertikaaliosaan. Hakevirran lisäys-piste on edullisesti järjestetty siirtolinjalla olevan halkaisijakasvun kartiomaiseen 15 osaan ja kukin kytketty linja on orientoitunut ylöspäin ja kallistettu kulmalla suhteessa vertikaaliorientaatioon välillä 20-70 astetta. Kuvio esittää ainoastaan kytkennät 13a, 13b, 13c, koska kytkentä 13d on siinä osassa, joka tässä kuviossa on pois-leikattu.

20 Keksintö ei rajoitu yllämainittuihin suoritusmuotoihin. Lisää variaatioita on mahdollista tehdä seuraavien patenttivaatimusten puitteissa. Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa voidaan joissakin sovelluksissa jättää pois esimerkiksi siivilä SCI ja paluu-linja 40 edullisesti suuremman irtotiheyden omaavan puumateriaalin, kuten lehtipuun (HW) keittämiseksi, joka materiaali vastaavan tuotantovolyymin saavuttami-25 seksi vaatii vähemmän nestettä siirron aikana.

cyj Silloin kun käytetään helposti impregnoituvaa ja neutraloituvaa raakapuumateriaalia, ^ esimerkiksi sellaista raakapuumateriaalia kuten tikkuhake tai puulastut, joilla on hy- g vin ohuet dimensiot ja nopea impregnointiaika, voi astia 3 ääritapauksissa olla yk- i r- sinkertainen putki, jonka halkaisija olennaisesti vastaa astian pohjaosassa olevaa x 30 sankomaista ulostuloa 10.

CC

Jos astiaan 3 syötetty hake on jo hyvin höyrykäsitelty, voidaan nestepinnan korkeus

CD

g LIQlev asettaa hakekorkeuden CHLev yläpuolelle. Esitetyissä suoritusmuodoissa asti-

LO

o assa 3 käytettiin alkalista esikäsittelyä, mutta on mahdollista käyttää prosessia, jos- o cvj sa esikäsittelyn muodostaa happoesihydrolyysi.

35

Claims (8)

1. Syöttöjärjestelmä jatkuvatoimista keitintä (6) varten, jossa syöttöjärjestelmässä puuhaketta syötetään jatkuvasti keittimen yläosaan ja syötetään ulos keittimen poh- 5 jaosasta, tunnettu siitä, että keittimen yläosaan syötettävä puuhake suspendoi-daan astiassa (3) hakesuspension muodostamiseksi, ainakin kaksi pumppua (12a, 12b) on rinnan kytketty astian pohjaosaan, jossa kukin pumppu pumppaa hakesuspension siirtolinjan ensimmäisen osuuden (13a, 13b) läpi keittimen yläosaan ja ainakin kahden pumpun siirtolinjojen ensimmäiset osuudet on yhdistetty yhteenliitty-10 mispisteessä (16) siirtolinjan yhdistetyn toisen osuuden (13ab) muodostamiseksi ennen kuin tämä toinen osuus johdetaan kohti keittimen yläosaa, ja että laimennus-linja (15) on yhdistetty yhteenliittymispisteeseen (16).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin 15 kolme pumppua (12a, 12b, 12c) on kytketty rinnan astian pohjaosaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin neljä pumppua (12a, 12b, 12c, 12d) on kytketty rinnan astian pohjaosaan.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen pumppuryhmän ainakin kahden pumpun (12a, 12b) siirtolinjojen ainakin toinen osuus (13ab) on yhdistetty toisen pumppuryhmän ainakin yhden pumpun (12c, 12d) siirtolinjojen toiseen osuuteen (13cd) yhteenliittymispisteessä (16") siirtolinjan yhteiseksi kolmanneksi osuudeksi (13abcd) ennen kuin tämä kolmas osuus 25 johdetaan kohti keittimen yläosaa. C\J

^ 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu g siitä, että pumput (12a, 12b, 12c, 12d) on kytketty symmetrisesti astian pohjain osaan, x 30 CC

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu CD g siitä, että astiaan (3) on järjestetty syöttölinja (41) fluidin lisäämiseksi ohjattuna LO o pinnankorkeuden anturilla (20), joka asettaa nestepinnan korkeuden (LIQlev) aina- ^ kin 10 metrin, edullisesti ainakin 15 metrin ja vielä edullisemmin ainakin 20 metrin 35 korkeudelle.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että siirtolinjan (13abcd) ulostulo keittimeen avautuu suoraan keittimen yläosaan, jolloin hakesuspensio putoaa alas keittimen yläosaan.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen syöttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että astian pohjaosaan on liitetty sankomainen ulostulo (10), jossa on ylempi sisääntulo, sylinteri mä inen vaippapinta ja pohja, jossa ainakin kahden rinnakkaisen pumpun (12a, 12b) sisääntulot on liitetty sylinterimäiseen vaippapintaan pumppujen ulostulojen ollessa liitettyinä siirtolinjaan (13a, 13b), joka johtaa keittimen yläosaan, 10 ja jolloin sekoitin (11) on järjestetty pyörimään sankomaisessa ulostulossa, jolloin sekoittimessa on ainakin kaksi kaavintavartta, jotka pyyhkäisevät sankomaisen ulostulon vaippapintaan järjestettyjen pumppusisääntulojen yli. C\J δ CM σ> cp X X Q. CO LO O LO O δ CM