FI126251B

FI126251B - Method and device for heating wood chips slurry

Info

Publication number: FI126251B
Application number: FI20080415A
Authority: FI
Inventors: Anthony Calandra
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2016-08-31
Also published as: FI20080415A0; CL2008000291A1; FI20080415A

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO PUUHAKKEEN LÄMMITTÄMISEKSI KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION METHOD AND APPARATUS FOR HEATING WOOD CHIPS

Esillä oleva keksintö koskee yleisesti hienonnetun sellu-loosapitoisen kuitumateriaalin (jäljempänä "hakkeen") kemiallista käsittelyä. Erityisesti keksintö koskee hakkeen lämmitystä massankeittojärj estelmässä j a mustalipeän käsittelyä j ärj estelmässä, j ohon kuuluu impregnointiastia j a kemiallinen keitinastia.The present invention relates generally to the chemical treatment of comminuted cellulosic fibrous material (hereinafter "chips"). In particular, the invention relates to heating wood chips in a pulping system and treating black liquor in a system comprising an impregnation vessel and a chemical cooking vessel.

Massan tuottamiseksi kemiallisessa keittoprosessissa sel-luloosakuituj en väliset ligniinisidokset haj otetaan "keittämällä" puuhaketta (tai muuta selluloosapitoista kuitumateriaalia) keitinastiässä, jossa on haketta j a keittolipeää. Valkolipeällä viitataan yleisesti en-siönesteisiin j a keittokemikaaleihin, ennen kuin ne lisätään hakesuspensioon. Mustalipeä, tyypillisesti keitto-prosessin aikana tuotettu, on yhdistelmä j äännöslignii-nistä j a vedestä sekä kemikaaleista, joita on käytetty keitettäessä haketta massaksi. Mustalipeää poistetaan massanvalmistusprosessista, kuten keitinästiasta. Musta-lipeää voidaan lisätä keittoprosessiin j a poistaa keitto-prosessin aikana.To produce pulp in a chemical cooking process, the lignin bonds between the cellulosic fibers are decomposed by "boiling" wood chips (or other cellulosic fibrous material) in a cooking pot with chips and cooking liquor. White liquor is commonly referred to as antiseptics and cooking chemicals before being added to the chips suspension. Black liquor, typically produced during the cooking process, is a combination of residual lignin and water and the chemicals used to cook the chips to a pulp. The black liquor is removed from the pulping process, such as a cooking vessel. Black lye can be added to and removed during the cooking process.

Kuvio 1 esittää perinteistä kemiallista keittojärjestel-mää 100, jossa käsitellään puuhaketta. Puuhaketta syötetään j atkuvatoimisesti hakkeensyöttöj ärj estelmästä (ei esitetty) linj an 101 kautta impregnointiastiaan 102. Mainitussa impregnointiastiassa 102 haketta es ikäsi tel tään keittolipeällä. Impregnointiastiasta 102 hake j a lipeä virtaavat suspensiona linj an 10 6 kautta kemiallisen kei-tinastian 104 yläsyötölle 103, esim. yläruuville. Kei- tinastian 104 sisällä yläosassa oleva yläruuvi 103 syöttää hakkeen keitinastian sisäkammioon.Figure 1 illustrates a conventional chemical cooking system 100 treating wood chips. Wood chips are fed continuously from the chips feed system (not shown) through line 101 to impregnation vessel 102. In said impregnation vessel 102, chips are pre-filled with cooking liquor. From the impregnation vessel 102, the chips and lye flow as a suspension through line 10 6 to the upper supply 103 of the chemical cooking vessel 104, e.g. to the upper screw. The upper screw 103 inside the cooking vessel 104 feeds the chips into the inner chamber of the cooking vessel.

Kun hake ja lipeä virtaavat yläruuvin 103 läpi, osa mus-talipeästä poistuu keitinastiasta lipeänkierrätyslinjan 108 kautta. Yläruuvilta poistettu lipeä virtaa putkisih-tiin 110, joka ohjaa poistetun lipeän lämmöntalteenotto-yksikköön 114 linj an 112 kautta tai lipeänkierrätyslin-j aan 116.As the chips and liquor flow through the upper screw 103, a portion of the black liquor exits the cooking vessel via the liquor recycling line 108. The lye removed from the top screw flows to the tube screen 110 which directs the removed lye to the heat recovery unit 114 via line 112 or to the lye recycling line 116.

Perinteinen lipeänkierrätyslinja 116 kulj ettaa osan lipeästä, esim. 90 %, putkisihdin 110 läpi kulkevasta lipeästä hakkeen impregnointiastian 102 pohj alla olevalle hakkeen poistolle tai hakesuspensiolinj aan 10 6. Lipeäpumppua 118 voidaan käyttää kulj ettamaan lipeä linj an 116 läpi j a hakesuspensioon, joka virtaa impregnointiastiasta kei-tinastiaan. Linj an 116 poistettu lipeä lisätään esikäsi-teltyyn hakkeeseen, joka on poistettu impregnointiastiasta j a kulkee linj an 10 6 kautta keitinastiaan.Conventional lye recycling line 116 carries a portion of the lye, e.g. -tinastiaan. The liquor removed from line 116 is added to the pre-treated chips that are removed from the impregnation vessel and passes through line 106 into the digester.

Poistettu lipeä j ohdetaan linj an 106 hakesuspensioon impregnointiastian pohj an kohdalla tai sen lähellä suspension nestepitoisuuden lisäämiseksi sen linj an läpi kuljettamista varten. Linj an 116 lipeä j ohdetaan hakesus-pensioon suspension hakepitoisuuden alentamiseksi helpottamaan hakesuspension kulj etusta hakesuspensiolinj an 106 läpi. Suspensio virtaa impregnointiastiasta linj an 10 6 kautta keitinastian 104 yläosaan.The removed lye is led to a line 106 chips suspension at or near the bottom of the impregnation vessel to increase the liquid concentration of the suspension for passage through the line. The lye from line 116 is introduced into a chips suspension to reduce the chips content of the suspension to facilitate the passage of the chips suspension through the chips suspension line 106. The suspension flows from the impregnation vessel through line 106 to the top of the cooking vessel 104.

Perinteisesti pieni osa, esim. 10 %, poistetusta lipeästä virtaa linj an 112 kautta lämmöntalteenotto j är j esterinään 114, esim. lämmönvaihtimeen. Putkisihdin 110 j a lämmönvaihtimen läpi virtaavan poistetun lipeän lämpötila on esimerkiksi noin 110 °C (Celsius). Poistetun lipeän läm pöenergiaa voidaan käyttää 1ämmönva iht ime s s a tuottamaan esimerkiksi matalapainehöyryä, esim. 1 barin paineessa olevaa, sellutehtaan käyttöön.Traditionally, a small proportion, e.g. 10%, of the removed liquor flows through line 112 as its heat recovery and ester 114, e.g. to a heat exchanger. The temperature of the removed liquor flowing through the tube strainer 110 and the heat exchanger is, for example, about 110 ° C (Celsius). The heat energy of the removed liquor can be used to produce, for example, low pressure steam, e.g., at a pressure of 1 bar, for use in a pulp mill.

Lipeäpitoisuus L/W (lipeän ja hakkeen painosuhde) impreg-nointiastiassa voi olla 2,5. Hakesuspensiolinj assa 106 lipeäpitoisuutta (L/W) kasvattaa lipeän lisääminen (linja 116) hakkeeseen impregnointiastian pohj alla tai hakesuspensiolinj an 10 6 alussa. Lipeän j a apuaineen lisääminen kasvattaa I lipeäpitoisuutta L/W kuljetettaessa hakesus-pensiota linj an 10 6 läpi. Kun suspensio päätyy keitinas-tiaan 104, lipeä/hakesuhdetta (L/W) alentaa esimerkiksi lipeän poisto yläruuvilla.The liquor content in the impregnation vessel L / W (weight ratio of lye to chips) may be 2.5. In the chips suspension line 106, the lye concentration (L / W) is increased by adding the lye (line 116) to the chips under the impregnation vessel or at the beginning of the chips suspension line 106. The addition of liquor and excipient increases the L / W concentration of I when transporting the chips suspension through line 10 6. When the suspension reaches the cooking vessel 104, the lye / chips ratio (L / W) is reduced, for example, by the removal of the lye by the upper screw.

Hakkeeseen lisätään usein lämpöä keitinästiassa. Yleensä keitinastia toimii korkeammassa lämpötilassa kuin impreg-nointiastia. Impregnointiastia voi toimia esimerkiksi lämpötilassa 110 °C ja keitinastia voi toimia lämpötilassa 140 °C. Hakesuspensio tulee yläruuville keitinastian lämpötilaa alhaisemmassa lämpötilassa. Astiaan lisätään lämpöä, kuten välipainehöyryä linj an 136 kautta, kei-tinastiassa olevan hakkeen lämpötilan nostamiseksi. Vä-lipainehöyry 146 on tyypillisesti 10-12 barin paineessa j a sen lämpötila on tyypillisesti 180 °C - 190 °C. Keitinastian lämpötila pyrkii olemaan alhaisemmillaan astian yläsyötöllä j a kasvaa progressiivisesti alaspäin keittimen läpi.Heat is often added to the chips in a cooking pot. Generally, the kettle operates at a higher temperature than the impregnation vessel. The impregnation vessel may, for example, operate at a temperature of 110 ° C and the cooking vessel may operate at a temperature of 140 ° C. The chips suspension comes on the upper screws at a temperature below the temperature of the cooking vessel. Heat is added to the vessel, such as intermediate steam through line 136, to increase the temperature of the chips in the cooking vessel. Medium pressure steam 146 is typically at a pressure of 10-12 bar and typically has a temperature of 180 ° C to 190 ° C. The temperature of the cookware tends to be lower with the top feed of the cookware and increases progressively down through the cooker.

Keitinastiaan 104 kuuluu yleensä useilla korkeustasoilla olevia sihtej ä, mukaan lukien keitinastian ylätasoilla olevat sihdit (missä ylätaso viittaa sihteihin 120, 121 jotka ovat alempana sij aitsevien sihtien 122 yläpuolella) . Keittimen alemmilla korkeustasoilla oleva(t) sihti (sihdit) 122 (joita yleisesti kutsutaan pesusihdeiksi) voivat sijaita lähellä keitinastian pohjaa, esimerkiksi keitinastian alemmalla kolmanneksella (1/3)- nelj ännek-sellä (1/4) . Lipeää poistetaan ylemmän sihdin 12 0 kautta j a syötetään lipeänsyöttölinj an 124 kautta lämmöntal-teenottojärjestelmään 114. Keittimen kautta uudelleen-kierrätettävää lipeää poistetaan ylemmällä sihdillä 121 ja syötetään lipeän uudelleenkierrätyslinjaan 12 6.The cookware 104 generally includes strainers at multiple elevation levels, including strainers at the upper levels of the cookware (where the upper level refers to strainers 120, 121 which are located above the lower strainers 122). The lower sieve (s) 122 (commonly referred to as washing strainers) at lower elevation levels of the digester may be located near the bottom of the digester, for example, the lower third (1/3) to a quarter (1/4) of the digester. The liquor is removed through the upper strainer 12 0 and fed through the liquor feed line 124 to the heat recovery system 114. The digester-recycled liquor is removed by the upper strainer 121 and fed to the lye recycle line 12 6.

Muita lipeälähteitä keittimen kierrätyslipeäksi voivat olla mm. pesulipeä (W.L.) 140 j a kylmäpuskulipeäj ärj es-telmä 142. Pesulipeä 140, kylmäpuskulipeä 142 j a sihdiltä 121 poistettu lipeä yhdistetään linj assa 12 6 j a pumpataan lämmittimelle 144. Kierrätettävä lipeä kuumennetaan läm-mittimessä 144, joka käyttää höyrylähdettä 146 lämpöenergiana . Tyypillisesti kierrätyslipeä palautetaan astiaan linj an 12 6 kautta eri korkeudella, esimerkiksi korkeammalla tasolla kuin mistä lipeä poistettiin.Other sources of liquor for the digester recycle liquor may be e.g. Wash liquor (W.L.) 140 and Cold blot liquor system 142. Wash liquor 140, Cold blot liquor 142, and liquor removed from strainer 121 are combined in line 12 6 and pumped to heater 144. The recycled liquor is heated in a heater 144 which utilizes a steam source 146. Typically, the recycled liquor is returned to the container through line 12 6 at a different height, for example, at a higher level than where the liquor was removed.

Sihtien 122 alemmalta taso(i)lta poistettu lipeä voidaan kierrättää linj aa 12 8 pitkin keittimeen korkeammalla tasolla tai poistaa lämmönkiertoj ärj estelmään. Sihtien 122 alemmalta taso (i)lta tulevalla lipeällä on taipumus olla kuumempaa, esim. 140 °C, kuin yläruuvilta 103 (linj an 108 kautta) poistettu lipeä j a korkeammilta sihdeiltä 12 0 (linjoj en 124, 12 6 kautta) poistettu lipeä. Keittimen alemmalta vyöhykkeeltä tuleva kuuma lipeä (linj a 12 8) kierrätetään keittimen yläosalle linj an 132 j a pumpun 130 kautta lisäämättä siihen lämpöä. Alempana sij aitsevien sihtien alapuolella j a lähellä massan poistoa lisätään kylmäpuskua, esimerkiksi j äähdytettyä pesulipeää alentamaan keittimestä linj an 145 kautta poistettavan massan lämpötilaa. Mainittu kylmäpusku tulee j äähdytyslipeäläh-teestä 142 j a kulkee kylmäpuskuj äähdyttimen 143 j a linjojen kautta kylmäpuskun johtamiseksi keittimen pohjalle.The liquor removed from the lower level (s) of the sieves 122 can be recycled along line 12 8 to a higher level in the digester or removed to the heat circulating system. The liquor from the lower level (s) of the sieves 122 tends to be hotter, e.g. 140 ° C, than the liquor removed from the upper screw 103 (via line 108) and the liquor removed from the higher screens 12 0 (via lines 124, 12 6). The hot liquor from the lower zone of the digester (line 12 8) is circulated to the top of the digester via line 132 and pump 130 without adding heat to it. Below the lower strainers and near the pulp removal, a cold butt, e.g. chilled washing liquor, is added to reduce the temperature of the pulp to be removed from the digester via line 145. Said cold butt comes from the cooling liquor source 142 and passes through the cold butt cooler 143 and lines to conduct the cold butt to the bottom of the digester.

Yleensä suuri osuus, esim. 70 %, alemmilta sihdeiltä 122 linjan 128 kautta poistettavasta lipeästä virtaa lämmön-talteenottoj ärj estelmään 114. Esimerkiksi linj aan 12 8 alemmilta sihdeiltä 122 poistettu lipeä voidaan jakaa siten, että ensimmäinen osuus, esim. 70-80 %, lipeästä virtaa linj an 12 8 kautta lämmöntalteenottoj ärj estelmään 114; toinen osuus, esim. 10-18 %, lipeästä pumpataan 130 linjaan 12 6 kierrätettäväksi keitinastian yläosalle, j a kolmas osuus, esim. 8-12 %, lipeästä pumpataan 130 linj an 132 kautta kierrätyslinjaan 126.Generally, a large proportion, e.g., 70%, of the liquor discharged from the lower screens 122 through line 128 flows to the heat recovery system 114. For example, the liquor removed from the lower screens 122 to 122 may be distributed such that a first portion, e.g. lye flowing through line 12 8 to a heat recovery system 114; a second portion, e.g. 10-18%, of the liquor is pumped 130 into the line 12 6 for recycling to the top of the cooking vessel, and a third portion, e.g. 8-12%, of the liquor is pumped 130 through the line 132 to the recycling line 126.

Ylimääräinen mustalipeä, esim. keitinastian sihdeiltä poistettu j ätelipeä, j ota ei ole kierrätetty astiaan tai hakesuspensiolinj aan 106, virtaa lämmöntalteenottoj ärj esteinään 114 kautta. Osa kaikista ylimääräisen lipeän virroista, esim. putkisihdiltä j a ylemmiltä j a alemmilta poistosihdeiltä pyrkii virtaamaan lämmöntalteenottoj är-jestelmän kautta, missä ylimäärälipeän lämpöenergia muuntuu höyryksi, tyypillisesti matalapainehöyryksi, tehtaan muihin tarpeisiin. Matalapainehöyry on tyypillisesti yhden barin tai alhaisemmassa paineessa lämpötilan ollessa noin 100 °C, kuten välillä 90 °C - 110 °C.Excess black liquor, e.g., waste liquor removed from the strainer strainers, which is not recycled to the container or to the chip suspension line 106, flows through its heat recovery arresters 114. Some of the excess liquor streams, e.g. from the tube strainers and the upper and lower discharge streams, tend to flow through a heat recovery system where the thermal energy of the excess liquor is converted into steam, typically low pressure steam, for other purposes in the plant. Low pressure steam is typically at a pressure of one bar or less at a temperature of about 100 ° C, such as between 90 ° C and 110 ° C.

Hakkeen lämpötilan nostamiseksi keitinästiassa väli-painehöyryä 14 6 lisätään usein keitinastiaan höyrylinj an 136 j a lämmittimen 144 välityksellä. Välipainehöyry tulee sisään 18 0 °C - 190 °C lämpötilassa j a nostaa hakkeen lämpötilaa keitinästiassa kemiallisten reaktioiden edistämiseksi keittämisessä, esim. selluloosakuituj a toisiinsa sitovan ligniinin haj ottamiseksi hakkeesta. Väli-painehöyryn tuottaminen vaatii energiaa. Lisäksi haihdut- timia tarvitaan yleensä keitinastiaan syötetystä höyrystä muodostuneen lauhteen poistamiseksi.To increase the temperature of the chips in the cooking vessel, intermediate pressure steam 14 6 is often added to the cooking vessel by steam line 136 and heater 144. The intermediate pressure steam enters at 18 ° C to 190 ° C and raises the chips temperature in the cooking vessel to promote chemical reactions during cooking, e.g., to break down the lignin that binds the cellulosic fibers to the chips. Intermediate pressure steam production requires energy. In addition, evaporators are generally required to remove condensate from the steam introduced into the digester.

Jo kauan on ollut tarvetta vähentää energiavaatimuksia massankeittojärjestelmälle, mukaan lukien järjestelmät, jotka sisältävät impregnointiastian j a keitinastian. Erityisesti on ollut kauan tarvetta tekniikoille lämmön lisäämiseksi hakkeeseen keitinästiassa, jotka tekniikat parantavat massankeittoj ärj estelmän energiatehokkuutta j a vähentävät höyryn ulkoisten lähteiden kuten höyrynlähteen 146 tarvetta.There has long been a need to reduce the energy requirements of a pulping system, including systems that include an impregnation vessel and a kettle. In particular, there has long been a need for techniques to add heat to the chips in a boiler vessel, which techniques improve the energy efficiency of the pulping system and reduce the need for external sources of steam, such as a steam source 146.

KEKSINNÖN LYHYT KUVAUSBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Keittimen alimmilta tai alemmilta sihdeiltä poistettua kuumaa mustalipeää lisätään hakesuspensioon, jota siirretään impregnointiastiasta keitinastiaan. Kuuma lipeä lisää lämpöä hakesuspensioon ennen kuin suspensio tulee yläruuville. Hake tulee keitinastiaan sisään korkeammassa lämpötilassa kuin mikä vallitsisi, mikäli kuumaa mustalipeää ei lisättäisi. Kuumennettu hakesuspensio yläruuvissa vähentää keitinastiaan lisättävää lämpöenergiaa. Keitinastian energiavaatimusta vähennetään, koska kuuma mus-talipeä lisätään hakesuspensioon ennen kuin hake tulee keittimeen.The hot black liquor removed from the lower or lower strainers of the digester is added to the chips suspension which is transferred from the impregnation vessel to the digester. Hot lye adds heat to the chips suspension before the suspension enters the upper screw. The chips enter the kettle at a higher temperature than would have been the case if hot black liquor had not been added. The heated chips suspension in the top screw reduces the amount of thermal energy added to the kettle. The energy requirement for the cookware is reduced because the hot black liquor is added to the chips suspension before the chips enter the cooker.

On kehitetty menetelmä hakesuspension lämmittämiseksi massankeittoj ärj estelmässä, joka sisältää impregnointiastian j a kemiallisen keitinastian. Menetelmä käsittää: hakkeen impregnoinnin impregnointiastiassa lipeän kanssa; hakkeen kulj ettamisen impregnointiastiasta keitinastian ylemmälle tasolle; lipeän poistamisen keitinastian alemmalta tasolta, jossa poistetun lipeän lämpötila on olennaisesti korkeampi kuin hakkeen lämpötila impregnointias- tiassa, ja vaiheen, jossa osa keitinastian alemmalta tasolta poistusta lipeästä lisätään hakkeeseen, j ota tullaan kuljettamaan tai kuljetetaan impregnointiastiasta keitinastiaan.A method for heating a chips suspension in a pulp cooking system comprising an impregnation vessel and a chemical cooking vessel has been developed. The method comprises: impregnating the chips in an impregnation vessel with lye; transporting the chips from the impregnation vessel to the upper level of the cooking vessel; removing the liquor from the lower level of the cooking vessel, wherein the temperature of the removed liquor is substantially higher than the temperature of the chips in the impregnation vessel, and adding a portion of the lowering liquor from the lower level to the chips to be transported or transported from the impregnation vessel.

Esillä oleva keksintö koskee laitteistoa hakesuspension lämmittämiseksi massankeittoj ärj estelmässä sisältäen im-pregnointiastian j a kemiallisen keitinastian, laitteisto käsittää: hakkeenkulj etuslinj an ulottuen impregnointiastiasta keitinastiaan, jolloin hake virtaa hakkeenkulj e-tusyhteessä impregnointiastiasta keitinastiaan; keitinastian alemman sihdin, jossa kuuma lipeä poistetaan alemmalta sihdiltä; j a ensimmäisen lipeäyhteen ulottuen alemmalta sihdiltä hakkeenkuljetusyhteeseen, jossa alemmalta sihdiltä poistettu lipeä lisätään hakkeenkulj etusyhteel-le.The present invention relates to an apparatus for heating a chip suspension in a pulp cooking system including an impregnation vessel and a chemical cooking vessel, the apparatus comprising: a chipping passage extending from an impregnation vessel to a cooking vessel, wherein the chips flow from the impregnation vessel to the impregnation vessel; a lower sieve of the cooking vessel, where the hot liquor is removed from the lower sieve; and a first liquor outlet extending from the lower sieve to the chips conveyor, wherein the liquor removed from the lower sieve is added to the chips conveyor.

PIIRROSTEN LYHYT KUVAUSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti perinteisen kemiallisen hakkeenkeittojärjestelmän sisältäen impregnointiastian ja kemiallisen keitinastian.Figure 1 schematically illustrates a conventional chemical chip cooking system including an impregnation vessel and a chemical cooking vessel.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti kemiallisen hakkeenkeitto-j ärj estelmän sisältäen impregnointiastian j a kemiallisen keitinastian, jossa keitinastian alemmalta alueelta poistettu kuuma mustalipeä lisätään impregnointiastiasta kei-tinastiaan virtaavaan hakesuspensioon.Figure 2 schematically illustrates a chemical chips cooking system including an impregnation vessel and a chemical cooking vessel in which hot black liquor removed from the lower region of the cooking vessel is added to the chips suspension flowing from the impregnation vessel.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Esillä oleva keksintö koskee j ärj estelmää j a menetelmää lämmön taiteenottamiseksi keittimen alemmilta sihtisar-j oilta tai alimmalta sihtisarj alta (yleensä viitataan pe-susihteinä)poistetusta ylimääräisestä mustalipeästä mus- talipeän lämmittämiseksi keittimen yläosan ja impregnoin-tiastian pohjan välisessä hakesuspension kierrätyslinjässä .The present invention relates to a system and a method for recovering heat from the black screen liquor removed from the lower screen series or bottom screen series of the digester (generally referred to as baskets) in the chips suspension circulation between the top of the digester and the bottom of the impregnation vessel.

Kuvio 2 esittää kaavamaisen kuvan kemiallisesta hakkeen-keittojärj estelmästä 10 sisältäen impregnointiastian 12 j a kemiallisen keitinastian 14. Impregnointiastia 12 vastaanottaa syötettyä 23 haketta ylemmän syötön 15 kohdalla . Hakkeen virtaussuunnassa massankeittojärj estelmän läpi impregnointiastia 12 sijaitsee ennen keitinastiaa 14. Impregnointiastiassa esikäsitellään haketta keittolipeäl-lä astian sisällä. Impregnointiastia on esikäsittelyäs-tia kemialliselle keitinästialle.Fig. 2 shows a schematic view of a chemical chips-cooking system 10 including an impregnation vessel 12 and a chemical cooking vessel 14. The impregnation vessel 12 receives the supplied 23 chips at the upper feed 15. In the downstream direction of the chips through the pulping system, the impregnation vessel 12 is located before the cooking vessel 14. In the impregnation vessel, the chips are pre-treated with cooking liquor inside the vessel. The impregnation vessel is a pretreatment vessel for a chemical cooking vessel.

Impregnointiastian alaosan poistolta 16 poistettu hake j a lipeä (hakesuspensio) virtaavat hakkeenkierrätyslinj an 18 kautta yläruuville 2 0 keitinastian ylemmällä alueella. Kun hakesuspensio virtaa yläruuvin läpi, osa lipeästä poistetaan sihtien kautta yläruuvissa j a se virtaa ulos keittimestä lipeänkierrätyslinj an 21 kautta.The chips and liquor (chips suspension) removed from the bottom 16 of the impregnation vessel flow through the chips recycling line 18 to the upper screw 2 0 in the upper region of the cooking vessel. As the chips suspension flows through the top screw, part of the liquor is removed through the screens in the top screw and flows out of the digester via the lye recycling line 21.

Lipeäpitoisuus (L/W) impregnointiastiassa 12 voi olla alhaisempi kuin lipeäpitoisuus keitinästiassa. Lipeäpitoisuus kuljetusvirrassa (linj a 18 ) nostaa L/W-pitoisuutta impregnointiastiassa j a keitinastiässä, j otta hake voidaan kulj ettaa impregnointiastiasta linj an 18 kautta kei-tinastiaan 14. Keittimessä hakkeensyöttövirtauksesta (linj a 18) sisään tullutta lipeää poistetaan yläruuvilta 2 0 lipeänkierrätyslinj aan 21 j a se virtaa putkisihdille 22. Lipeän poistaminen yläruuvilta vähentää hakkeen L/W-suhdetta keittimessä L/W-tasolle, joka on alempi kuin linj assa 18. Osa, esim. noin puolet virtauksesta, linj an 21 kautta putkisihdille 22 kulkevasta lipeästä virtaa lipeänkierrätyslinj an 2 4 kautta j a se palautetaan impreg- nointiastiasta keittimelle virtaavaan hakevirtaukseen. Palautettu lipeä lipeänkierrätyslinjassa 24 lisätään im-pregnointiastian pohj alle 16 tai hakkeenkierrätyslinj an 18 alkuosaan. Pumppu 17 voi pakottaa lipeän linj an 2 4 läpi ja hakesuspensioon linj assa 18. Palautettu lipeä lisätään nostamaan lipeän osuutta, esim. lisäämään L/W-suhdetta, impregnointiastian ja keitinastian välissä olevan linj an 18 kautta virtaavassa hakesuspensiossa.The lye concentration (L / W) in the impregnation vessel 12 may be lower than the lye concentration in the boiling vessel. The liquor concentration in the transport stream (line 18) raises the L / W content in the impregnation vessel and in the cooking vessel, so that the chips can be transported from the impregnation vessel through line 18 to the digester vessel 14. In the digester, and flows to tube screen 22. Removal of liquor from the upper screw reduces the chips L / W ratio in the digester to an L / W level lower than line 18. Some, e.g., about half of the flow of liquor passing through line 21 to the liquor recycling line 2 through 4 and is returned to the chips flow from the impregnation vessel to the digester. The reconstituted lye in the lye recycling line 24 is added to the bottom of the impregnation vessel 16 or the beginning of the chip recycling line 18. The pump 17 may force the lye through line 2 4 and into the chips suspension in line 18. The returned lye is added to increase the proportion of the lye, e.g., to increase the L / W ratio, in the chips suspension flowing through line 18 between the impregnation vessel and the digester.

Toinen osuus lipeävirtausta putkisihdin 22 läpi virtaa lipeälinj an 2 6 kautta lämmöntalteenottoj ärj estelmälle 2 8, esim. lämmönvaihtimelle. Yläruuvilta poistetun ylimääräisen lipeän toisen osuuden tilavuus voi olla noin puolet (1/2) putkisihdin 22 läpi virtaavan ylimääräisen lipeän tilavuudesta.A second portion of the liquor flow through the tube screen 22 flows through the liquor line 2 6 to the heat recovery system 2 8, e.g. to the heat exchanger. The volume of the second portion of excess lye removed from the top screw may be about half (1/2) of the volume of excess lye flowing through the tube screen 22.

Suhteellisen suuri osuus putkisihdin 22 (kuten noin puolet sihdin kautta kulkevasta lipeästä) kautta kulkevasta mustalipeästä ohj ataan lämmönvaihtimelle 2 8 verrattuna putkisihdiltä lämmönvaihtimelle virtaavan lipeän osuuteen perinteisessä j ärj estelmässä, joka osoitetaan kuviossa 1. Suhteellisen pieni määrä putkisihdin läpi virtaavasta mustalipeästä (kuten noin puolet sihdin kautta kulkevasta lipeästä) virtaa linj an 2 4 kautta, jossa se sekoittuu kuuman mustalipeän kanssa (joka tulee linjasta 42) ja lisätään hakesuspensiolinj aan 18. Putkisihdin läpi virtaava osuus, joka ohj ataan hakkeen kulj etuslinj aan 18 voi vaihdella riippuen lipeän määrästä, joka tarvitaan hakkeen kuljetuslinjassa 18 j a viedään lämmönvaihtimelle.A relatively large proportion of the black liquor passing through tube strainer 22 (such as about half of the liquor passing through the strainer) is directed to heat exchanger 2 8 as compared to (through liquor) flows through line 2 4 where it mixes with hot black liquor (coming from line 42) and is added to the chips suspension line 18. The proportion flowing through the tube strainer, which is directed to the chips line 18, may vary depending on the amount of liquor required chips in the transport line 18 and fed to the heat exchanger.

Yläruuvilta 2 0 keitinastiaan purettu hake j a keittolipeä virtaavat alas keitinastian 14 läpi. Keitinastian eri korkeuksilla olevat sihdit 30, 31, 32 poistavat mustali-peää hakesuspensiosta astiassa. Sihdit ovat perinteisiä ja hyvin tunnettuja kemiallisessa massanvalmistuksessa. Lipeän poisto j a kierrätys ylemmiltä sihdeiltä 30 j a 31 on tyypillistä ja, esimerkiksi samanlainen kuviossa 1 kuvattujen sihtien 12 0 j a 121 poiston j a kierrätyksen kanssa . Keitinastian ylemmillä korkeustasoilla sijaitsevilta poistosihdeiltä 30 poistettu mustalipeä on mustaa keitto-lipeää, joka voi virrata lämmöntalteenottojärjestelmälle 28 linj an 34 kautta. Lipeää takaisinkierrätyssihdeiltä 31 ylemmillä korkeustasoilla saatetaan myös kierrättää astian ylemmälle alueelle 3 8 esim. yläruuville lipeäkierrä-tyslinj an 3 6 kautta. Lisäksi valkolipeää (W.L.) 52 voidaan lisätä lipeänkierrätyslinjaan(linjoihin) 50 riittävän lipeän määrän varmistamiseksi keitinastian yläosassa.The chips unloaded from the upper screws 2 0 into the cooking vessel and the cooking liquor flow down through the cooking vessel 14. The strainers 30, 31, 32 at different heights of the cooking vessel remove black-and-chunk from the chips suspension in the vessel. Sieves are traditional and well known in chemical pulping. The removal and recycling of the liquor from the upper screens 30 and 31 is typical and, for example, similar to the removal and recycling of the screens 12 0 and 121 described in Figure 1. The black liquor removed from the outlet strainers 30 at the upper elevation levels of the cookware is black cooking liquor that can flow to the heat recovery system 28 via line 34. The liquor from the recirculation screens 31 at the upper elevation levels may also be recycled to the upper region 3 8, e.g. to the upper screws via the lye recycling line 3 6. In addition, white liquor (W.L.) 52 may be added to the lye recycling line (s) 50 to ensure sufficient amount of lye at the top of the cooking vessel.

Alempi sihti/alemmat sihdit 32, esim. pesusihdit, kei-tinastiassa 14 tarjoavat poistetun kuuman lipeän suhteellisen virtauksen. Alemmat sihdit saattavat sijaita alemmalla kolmanneksella (1/3) tai nelj änneksellä (1/4) keitinastian korkeudesta. Alemmilta sihdeiltä poistetun ha-kesuspensiolinj aan 21 tarkoitetun mustalipeän määrä voi olla esimerkiksi kolme (3) nelj ä (4) kertaa mustalipeän määrä, joka virtaa alemmalta sihdiltä yläruuville linj aan 21. Osa mustalipeästä alemmalta sihdiltä esim. 25 % voi virrata keitinastian ylemmille alueille linj oj en 4 8 j a 50 kautta.The lower sieve (s) 32, e.g., the washing strainers, in the cooking vessel 14 provide a relative flow of the removed hot liquor. The lower strainers may be located one third (1/3) or one quarter (1/4) of the height of the pan. For example, the amount of black liquor removed from the lower strainers for the black liquor for line 21 may be three (3) four (4) times the amount of black liquor flowing from the lower strainer to the upper screw line 21. 25% of the black liquor from the lower strainer may flow into the upper areas of the through 4 8 and 50.

Alemmalta sihdiltä (sihdeiltä) 32 poistettu kuuma musta-lipeä poistetaan lipeänpesulinj an 40 kautta. Osa, esim. 70 %-80 %, poistetusta kuumasta lipeästä virtaa linj asta 40 linj aan 42, joka kulj ettaa kuuman mustalipeän impreg-nointiastiasta 12 keitinastiaan 14 hakekierrätyslinj an 18 kautta virtaavaan hakesuspensioon. Pumppu 41 voi nostaa kuuman mustalipeän paineen linj oj en 2 4 tai 18 paineeseen. Alemmilta sihdeiltä 32 tuotu kuuma mustalipeä voidaan se koittaa yläruuvilta tulleen viileämmän lipeän kanssa linjassa 24 . Sekoitetut mustaiipeävirtaukset lisätään hak-keenkulj etusiinj aan (yhde) 2 4 lähellä impregnointiastiaa j a/tai hakkeen kulj etuksen alkua.The hot black liquor removed from the lower sieve (s) 32 is removed through the lye washing line 40. A portion, e.g., 70% -80%, of the removed hot liquor flows from line 40 to line 42, which passes from the hot black liquor impregnation vessel 12 to the digester vessel 14 through a chips recycling line 18. The pump 41 can raise the pressure of the hot black liquor to the pressure of lines 2 4 or 18. The hot black liquor imported from the lower screens 32 can be combined with the cooler liquor from the upper screws in line 24. The mixed black wing streams are added to the chips passage feed line (compound) 24 near the impregnation vessel and / or the beginning of the chips passage.

Osa pesusihdeiltä 32 (linja 40) poistetusta mustalipeäs-tä, noin 30 %-80 %, edullisesti 50 %-80 %, j a edullisimmin 7 0 %-7 5 %, kierrätetään keittimen yläosan j a impreg-nointiastian alaosan välissä olevalle kierrätyslinjalle putkisihdin j älkeen.A portion of the black liquor removed from the scrubbers 32 (line 40), about 30% -80%, preferably 50% -80%, and most preferably 70% -7%, is recycled to the recycling line between the top of the digester and the bottom of the impregnation vessel. .

Alemmalta sihdiltä (sihdeiltä) 32 poistetun mustalipeän lämpötila on yleensä kuumempi kuin yläruuvilta linjoihin 21 j a 2 4 poistetun mustalipeän lämpötila. Esimerkiksi alemmalta sihdiltä (sihdeiltä) 32 poistetun mustalipeän lämpötila on yleensä noin 140 °C j a yläruuvilta poistetun mustalipeän lämpötilalla on taipumus olla noin 110 °C.The temperature of the black liquor removed from the lower sieve (s) 32 is generally hotter than that of the black liquor removed from the upper screw to the lines 21 and 2 4. For example, the temperature of the black liquor removed from the lower screen (s) 32 is generally about 140 ° C and the temperature of the black liquor removed from the upper screw tends to be about 110 ° C.

Alempana sij aitsevien sihtien alapuolella j a lähellä massan poistoa lisätään kylmäpuskua, esimerkiksi j äähdytet-tyä pesulipeää alentamaan keittimestä linjan 145 kautta poistettavan massan lämpötilaa. Mainittu kylmäpusku tulee j äähdytyslipeälähteestä 142 j a kulkee kylmäpuskuj äähdyt-timen 143 j a -linj oj en kautta kylmäpuskun j ohtamiseksi keittimen pohjalle.Below the lower strainers and near the pulp removal, a cold butt, e.g. cooled washing liquor, is added to reduce the temperature of the pulp to be removed from the digester via line 145. Said cold butt comes from the cooling liquor source 142 and passes through the cold butt cooler 143 and lines to cool the cold butt to the bottom of the digester.

Kuuma mustalipeä voidaan lisätä lipeälinj aan 24, j otta kuuma mustalipeä voi sekoittua yläruuvilta tulleeseen lipeään ennen kuin sekoittuneet lipeävirrat lisätään hakkeen kul j etusyhteeseen 18. Sekoitetun lipeän lämpötila linj assa 2 4 on olennaisesti kuumempi, esim. ainakin 20 °C kuumempi, kuin hakesuspensio impregnointiastiassa 12.The hot black liquor may be added to the liquor line 24 whereby the hot black liquor may be mixed with the liquor from the top screw before the mixed liquor streams are added to the chip transport medium 18. The temperature of the mixed liquor in line 2 4 is substantially hotter, e.g. 12.

Kuuma lipeä linjasta 24 ja pumpulta 17 kuumentaa hakkeen linj assa 18. Hakkeen nostettu lämpötila linj assa 18 vähentää keitinästiassa hakkeen lämmittämiseen tarvittavaa energiaa. Alemmalta sihdiltä (sihdeiltä) 32 tullut kuuma mustalipeä käytetään hakkeen lämpötilan nostamiseen keit-tolämpötilaan tai kohti keittolämpötilaa. Höyrylinj an 4 6 kautta keitinastian yläosaan vietävän välipainehöyryn 44 määrä voidaan vähentää johtuen vähentyneestä lämpöenergian tarpeesta. Välipainehöyry on tyypillisesti höyryä 10-12 barin paineessa j a lämpötila on noin 18 0 °C-190 °C.The hot liquor from line 24 and pump 17 heats the chips in line 18. The elevated temperature of the chips in line 18 reduces the energy needed to heat the chips in the boiling vessel. The hot black liquor from the lower sieve (s) 32 is used to raise the temperature of the chips to the cooking temperature or towards the cooking temperature. The amount of intermediate pressure steam 44 delivered to the top of the cooking vessel via steam line 4 6 can be reduced due to the reduced need for heat energy. The intermediate pressure steam is typically steam at a pressure of 10-12 bar and a temperature of about 18 ° C to about 190 ° C.

Kuuma mustalipeä yhteeltä 42 valinnaisella pumpulla 41 lisätään paineistettuna lipeään yhteessä 24 siten, että siellä ei ole olennaisesti paisuntaa ts. höyrystymistä ei tapahdu. Sekoitus mustalipeää yhteessä 24 pumpataan 17 paineistettuna hakkeenkulj etusyhteelle 18 j a edullisesti ilman lipeän paisuntaa.The hot black liquor from the conduit 42 with the optional pump 41 is added under pressure to the liquor at the conduit 24 so that there is substantially no expansion, i.e. no evaporation occurs. The blend of black liquor at the connection 24 is pumped 17 under pressure to the chips passage 18 and preferably without the expansion of the liquor.

Hakkeenkulj etusyhteelle 18 lisätty lipeä nostaa lipeä-puu-suhdetta (L/W) yhteessä 18. Lipeä-puu-suhde impreg-nointiastiassa 12 j a keittimessä 14 on tyypillisesti alhaisempi kuin puu-lipeä-suhde yhteessä 18 johtuen yläruu-vilta poistetusta j a yhteeseen lisätystä lipeästä.The lye added to the chipping passage 18 increases the lye-to-wood ratio (L / W) in the 18. The lye-to-wood ratio in the impregnation vessel 12 and the digester 14 is typically lower than the wood-to-lye ratio in the 18 as a result of the liquor.

Käyttämällä lipeää, esim. pesulipeää, linj assa 40 ha-kesuspension lämmittämiseen linj assa 24 voidaan keittimen yläosaan lisättyä välipainehöyryn määrää vähentää olennaisesti , kuten esimerkiksi noin 40 %. Hakkeen lämmittämiseen tarvittavan välipainehöyryn määrän vähentäminen keitinastian yläosassa johtaa vastaavasti massantuotanto-prosessin energiavaatimusten pienenemiseen. Lisäksi kei-tinastiaan ruiskutetun välipainehöyryn määrän vähentäminen vähentää vesilauhdetta keittimellä j a siten vähentää tarvetta haihdutintoiminnalle.By using lye, e.g., washing liquor, to heat the 40 ha-lime suspension in line 24, the amount of intermediate pressure steam added to the top of the digester can be substantially reduced, such as about 40%. Reducing the amount of intermediate pressure steam needed to heat the chips at the top of the cooking vessel results in a corresponding reduction in the energy requirements of the pulping process. Further, reducing the amount of intermediate pressure steam injected into the kettle reduces the water condensation in the digester and thus reduces the need for evaporator operation.

Vaikka esillä olevaa keksintöä on kuvattu siinä yhteydessä, j ota tällä hetkellä pidetään sen käytännöllisimpänä ja edullisimpana toteutusmuotona, tulee ymmärtää, että keksintö ei rajoitu esitettyyn toteutusmuotoon, vaan sen on päinvastoin tarkoitus kattaa erilaisia modifikaatioita j a vastaavia j ärj estelyj ä oheisten patenttivaatimusten hengessä j a suoj apiirissä.While the present invention has been described in the context of what is currently considered to be its most practical and preferred embodiment, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment but, on the contrary, is intended to embrace various modifications and similar arrangements within the spirit and scope of the appended claims. .

Claims

A method of heating a chip slurry in a pulp preparation system comprising an impregnation vessel (12) and a chemical boiling vessel (14), the method comprising the following steps: chips are impregnated with a lye in the impregnation vessel (12); the chips are transferred from the impregnation vessel (12) to the upper plane of the boiler (12); lye is withdrawn from a laundry screen (32) on the lower plane of the boiler (14), the peeled lye having a temperature substantially higher than the temperature of the chips in the impregnation vessel (12); a first portion (42) of the liquor drawn from the bottom plane of the cooker (14) is added to the chip to be or is being transferred from the impregnation vessel (12) to the cooker (14), and the chip transferred is heated with the heat energy in the peeled liquor; characterized in that a second portion (50) of the liquid withdrawn from the laundry screen (32) on the lower plane of the cooker (14) flows to the upper area (38) of the cooker (14).

The method of claim 1, wherein the first portion (42) is about 30% - 80%, preferably 50% - 80%, more preferably 70% - 80%, and most preferably 70% - 75%.

3. A method according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the chips during the transfer does not exceed 120 ° C and the temperature drawn from the lower plane of the boiler is at least 130 ° C.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the cooking vessel (14) is a continuous cooking vessel and a continuous flow of chips is transferred to the cooking vessel.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the chips are transferred to a top separator (20) on the upper plane of the cooking vessel.

The method of claim 5, further comprising a step in which lye is withdrawn from the top separator (20) and a portion of the lye withdrawn from the top separator is added to the chip to be or which is being transferred from the impregnation vessel to the cooker.

The method of claim 6, further comprising a step of mixing the lye portion deducted from the top separator (20) with the lye (42) deducted from the bottom plane (32) of the cooker before adding the peeled lye to the chip to be or being transferred. .

A method according to claim 6 or 7, wherein more than about 30%, preferably more than about half, more preferably more than 70%, of the liquor (21) extracted from the top separator (20) in the boiler flows into a heat recovery system (28). .

A method according to any one of claims 6-8, wherein less than about 70%, preferably less than about half, more preferably less than about 30%, of the liquor extracted from the top separator is mixed with the liquor extracted from the lower plane (32). the lye is added to the chips.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the lye concentration of the chip being transferred is higher than the lye concentration of the chip in the impregnation vessel (12) and in the boiler vessel (14).

A method according to any one of the preceding claims, wherein the temperature of the peeled lye is at least 20 ° C higher than the temperature of the chips in the impregnation vessel (12).

A method according to any one of the preceding claims, further comprising a step of recirculating lye from an upper screen plane (31) to the upper region of the cooking vessel (14).

A method according to any one of the preceding claims, wherein the peeled liquor is added to the chips which are transferred from the impregnation vessel (12) to the cooking vessel (14).

A device for heating a chip slurry in a pulp preparation system comprising an impregnation vessel (12) and a chemical boiling vessel (14), comprising: a chip for transferring (18) a pipe extending from the impregnation vessel to the cooking vessel , wherein the chips in the transfer line for chips flow from the impregnation vessel to the boiler; a laundry screen (32) on the lower plane of the cooker vessel (14), wherein lye is withdrawn from the screen on the lower plane, and a first line (40, 42, 24) for lute extending from the laundry screen on the lower plane to the transfer line (18) for chips, wherein the lye drawn from the laundry screen on the lower plane is supplied to the chip transmission line, characterized in that the first line (40) for lye comprises a line (42, 24) which controls a first part of it from the laundry screen (32). the lower plane is drawn away from the chute transfer line (18), and a second portion of the downwardly drawn lute from the laundry screen on a recirculation line (50) extending to the upper area (38) of the cooker.

Apparatus according to claim 14, wherein the chip transfer line (18) extends from the impregnation vessel (12) to a top separator (20) in the digester, and a second line (21, 24) for lye extends from the top separator to the chip transfer line. wherein the liquid drawn from the top separator flows from the top separator to the chip transfer line.

The device according to claim 14 or 15, wherein the first portion is about 30% - 80%, preferably about 50% - 80%, more preferably about 70% - 80%, and most preferably about 70% RO ·

17th

Apparatus according to any one of claims 14 - 16, wherein the first line (42, 24) for lye extends to a section of the chip transfer line (18) in the vicinity of the impregnation vessel.