FI127763B - Kompakti syöttöjärjestelmä ja -menetelmä hienonnetulle selluloosapitoiselle materiaalille - Google Patents

Abstract

Syöttöjärjestelmä hienonnetulle selluloosapitoiselle materiaalille sisältäen: hakesiilon, jossa on hakkeen yläsyöttöaukko, olennaisesti pystysuuntaisen sisäkammion ja alapoistoaukon; ainakin yhden lipeänsyöttöaukon hakesiiloon lipeän ruiskuttamiseksi hakesiiloon, joka siilo pitää sisällään riittävästi lipeää ja haketta hydraulisen paineen luomiseksi hakkeelle alapoistoaukolla; olennaisesti vaakasuuntaisen hakkeenkuljettimen tai -putken liitettynä alapoistoaukkoon hakkeen ja lipeän vastaanottamiseksi siilosta hydraulisen paineen alaisena, joka kuljetin tai putki käsittää lipeäsuuttimia, jotka ruiskuttavat lipeää hakkeeseen ja kuljettimeen tai putkeen; ja korkeapaineisen siirtolaitteen liitettynä kuljettimen tai putken poistoon vastaanottamaan haketta ja lipeää, jolloin hakkeen ja lipeän hydraulinen paine on riittävä syöttämään hake ja lipeä korkeapaineiselle siirtolaitteelle.

Description

KOMPAKTI SYÖTTÖJÄRJESTELMÄ JA -MENETELMÄ HIENONNETULLE

SELLULOOSAPITOISELLE MATERIAALILLE

Aikaisemmat hakemukset

Tämä hakemus perustuu 4.6.2010 tehtyyn yhdysvaltalaiseen patenttihakemukseen nro 12/793,965 ja 11.6.2009 tehtyyn väliaikaiseen patenttihakemukseen nro 61/186,123, jotka molemmat liitetään tähän viitteenä.

KEKSINNÖN TAUSTA

Esillä oleva keksintö koskee syöttöjärjestelmiä hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin, kuten puuhakkeen, syöttämiseksi vuokeittimen käsittelyastiaan, ja erityisesti se koskee näiden materiaalien syöttöä korkeapaineiseen siirto15 laitteeseen, joka muuttaa materiaalin matalapaineisen suspension korkeapaineiseksi materiaalisuspensioksi, joka siirretään keitinkäsittelyastiaan.

Keitettäessä hienonnettua selluloosapitoista kuitumateriaa20 lia (tässä yleisterminä käytetään puuhaketta tai vain haketta) vuokeittimessä puuhaketta käsitellään ilman poistamiseksi siitä ja hakkeen impregnoimiseksi keittolipeällä samalla kohottaen materiaalin paineen ja lämpötilan esimerkiksi 150 Celsius-asteeseen (150°C) ja 10 barin ylipaineeseen. Tyy25 pillisesti haketta höyrytetään ilman poistamiseksi ja hakkeen lämpötilan nostamiseksi, impregnoidaan kuumennetulla keittolipeällä, paineistetaan ja kuljetetaan suspensiona keittimelle.

Perinteinen hakesyötinkokoonpano käsittää tyypillisesti hakesiilon, matalapainesyöttimen, höyrytysastian, pystysuoran

20116269 prh 02 -01- 2019 hakeputken ja korkeapainesyöttimen ilman poistamiseksi hakkeesta ja hakkeen kuumentamiseksi sekä paineistamiseksi. Esimerkkejä perinteisistä korkeapaineisista syötinkokoonpanoista on esitetty yhdysvaltalaisessa patentissa 5 968 314, 5 joka esittää keittimen hakkeensyöttöjärjestelyä, jossa on pystysuora hakesiilo, vaakasuora hakkeen höyrytysastia, pystysuora hakeputki (nimitetään myös syöttökaulaksi) ja korkeapainesyötin.

Perinteisesti hakesiilossa oleva hake on suhteellisen kuivaa ja sitä lietetään lipeällä hakesiilon jälkeen. Lipeää on kuitenkin lisätty hakesiiloon hakkeen liettämiseksi, jotta sen kuljettaminen höyrytysastiaan ja pystysuoraan hakeputkeen on helpompaa.

Myös höyryä on lisätty hakkeeseen hakesiilossa tai höyrytysastiassa. Haketta voidaan myös höyryttää höyrytysastiassa hakesiilon jälkeen. Höyrytysastian poistolla tai hakekuljettimessa hakkeeseen on lisätty lipeää hakkeen liettämiseksi 20 hakkeen kuljetuksen helpottamiseksi.

Suspensio on siirretty pystysuoralle hakeputkelle mekaanisilla kuljettimilla, esimerkiksi ruuveilla ja kierukoilla varustetuilla vaakasuorilla putkilla. Mekaanisten kuljettimien 25 ruuveja ja kierukoita käytetään moottoreilla, jotka vaativat energiaa. Nämä liikkuvat mekaaniset komponentit, esim, ruuvit ja kierukat, ovat hintavia hankintakustannuksiltaan sekä käyttökustannuksiltaan. Jo kauan on tunnettu tarve pienentää hakkeensyöttöjärjestelmien hankintakustannuksia, huoltokus30 tannuksia sekä energiakustannuksia.

Suspension hydraulinen paine pystysuorassa hakeputkessa edesauttaa hakkeen syöttöä korkeapaineiselle siirtolaitteelle.

20116269 prh 02 -01- 2019

Kun hakesuspensio tulee pystysuoran hakeputken huipulta sisään, suspensio täyttää putken ja kohdistaa hakkeeseen hydraulisen paineen putken pohjalla. Hakeputkella on korkeutta varmistamassa, että putkessa olevan hakesuspension massa muo5 dostaa riittävän hydraulisen paineen putken pohjan poistopäässä hakkeen syöttämiseksi korkeapaineiselle siirtolaitteelle, kuten korkeapainesyöttimelle.

Ilman riittävää hydraulista painetta imu, jonka korkeapaine10 syötin kohdistaa sisään tulevaan hakesuspensioon, voi muodostaa kaasukuplia syöttimeen menevään suspensioon. Kun suspensioon pääsee kaasua, suspensio muuttuu osittain kokoonpuristuvaksi ja vaikeammaksi paineistaa. Kaasu suspensiossa voi alentaa korkeapainesyöttimen tehokkuutta. Joissain olosuh15 teissä hydraulisen paineen puuttumisen aiheuttama kaasu voi estää hakesuspension virtauksen korkeapainesyöttimeen.

Pystysuorat hakeputket ovat perinteisesti tuottaneet hakesuspensioon tarvittavan hydraulisen paineen. Pystysuora hake20 putki voi olla 15-30 jalkaa (5-10 metriä) korkea. Hakeputken korkeus lisää olennaisesti hakkeensyöttöjärjestelmän kokonaiskorkeutta ja edellyttää, että hakesiilo sijaitsee suhteellisen korkealla hakeputken yläpuolella. Hakesiiloa ja muita hakkeensyöttöjärjestelmän korkealla sijaitsevia osuuk25 siä varten tarvittavat kantavat rakenteet voivat olla huomattavat. Esimerkiksi hakesiilo voi sijaita 115 jalan (35 metrin) korkeudella. Jo kauan on ollut tarve pienentää hakkeensyöttö j ärj estelmän korkeutta järjestelmän vaatimien rakenteiden minimoimiseksi sekä hakkeensyöttöjärjestelmien rakennus- ja 30 huoltokustannuksien alentamiseksi.

Julkaisusta WO9617995 tunnetaan hakkeen syöttölaitteisto, jossa matalapaineinen lietepumppu syöttää hakkeen hakesiilosta korkeapaineiselle siirtolaitteelle. Julkaisussa FI

20116269 prh 02 -01- 2019

117203 on esitetty laitteisto, jossa hakesiilo on liitetty hakepumppuun, joka siirtää hakkeen korkeapainesyöttimeen. Hakepumppu nostaa hakelietteen painetta syöttöä varten korkeapainesyöttimeen .

KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS

On kehitetty hakkeensyöttöjärjestelmä, joka tulvittaa hakesiilon alemman osuuden lipeällä hakesuspension muodosta10 miseksi siilossa. Siilossa oleva suspensio synnyttää hydraulisen paineen siilon alapoistolla. Hydraulinen paine on riittävä syöttämään hakesuspensio korkeapaineiselle siirtolaitteelle. Hakesiilon tulvittaminen voi tehdä hakeputken tarpeettomaksi.

Vaakasuoraan järjestetty hakkeen ruuvikuljetin tai hakeputki vastaanottaa hakesuspension hydraulisen paineen alaisena hakesiilosta ja syöttää hakesuspension korkeapaineiselle siirtolaitteelle, kuten korkeapainepumpulle tai korkeapainesyöt20 timelle (HPF). Koska hydraulinen paine luodaan hakesiilossa, hakeputki on tarpeeton. Hakesiilo voidaan sijoittaa alemmalle korkeudelle kuin olisi mahdollista, jos siilon ja korkeapaineisen siirtolaitteen välissä olisi hakeputki.

Hakesiilon tulvittaminen lipeällä synnyttää siilossa hienonnetun selluloosapitoisen materiaalin suspension. Siilossa olevan lipeän aiheuttama hydraulinen paine on riittävä luomaan hydraulisen paineen, joka tarvitaan syöttämään korkeapaineista siirtolaitetta, joka on kytketty vuokeittimeen.

Joissain tapauksissa hakesiilossa muodostuva hydraulinen paine voi eliminoida tarpeen käyttää mekaanisia hakkeensiirtolaitteita, jolloin eliminoituvat myös hienonnettuun selluloosapitoiseen materiaaliin kohdistuvat mekaaniset voimat ja

20116269 prh 02 -01- 2019 näiden hakemateriaalille aiheuttamat vauriot. Mekaanisten hakekuljettimien välttäminen voi alentaa hakkeen siirron pääoma- ja käyttökustannuksia ja parantaa massan fysikaalisia ominaisuuksia kuten puhkaisulujuutta, vetolujuutta ja re5 päisylujuutta.

Pystysuoraa hakeputkea ei tarvita, koska tulvitettu hakesiilo aikaansaa riittävän hydraulisen paineen hakkeen syöttämiseksi korkeapaineiselle siirtolaitteelle. Kun pystysuora hakeputki 10 puuttuu, hakkeensyötön korkeus voi olla lyhyempi kuin perinteisten hakkeensyöttöjärjestelmien, joissa on pystysuora hakeputki. Lyhyemmät hakkeensyöttöjärjestelmät vaativat vähemmän ja pienempiä rakenteellisia tukia kuin muuten tarvittaisiin nostamaan hakesiilo korkeaan korkeuteen ja kannattamaan 15 hakeputkea. Esimerkiksi hakkeensyöttöjärjestelmän korkeus voi olla noin 60 jalkaa (20 metriä). Sitä vastoin perinteisen vaakasuoralla hakeputkella varustetun hakkeensyöttöjärjestelmän, jolla on samankokoinen keitinastia, korkeus voi olla 115 jalkaa (35 metriä).

Hakeputken eliminointi hakesiilon tulvituksella voi alentaa hakkeensyöttöjärjestelmän korkeutta esimerkiksi 20 jalasta (7 m) 55 jalkaan (17 m) . Tämä hakkeensyöttöjärjestelmän korkeuden alentaminen tuottaa olennaisia säästöjä rakennus- ja 25 huoltokustannuksissa vähentämällä tarvittavan rakennusteräksen ja muun materiaalin määrää, joka tarvitaan hakesiilon järjestämiseksi korkealle perinteisissä järjestelmissä ja tekee hakesiilolle pääsyn helpommaksi alentamalla sen sijaintikorkeutta.

Edelleen hakkeensyöttöjärjestelmä, jossa on tulvitettu hakesiilo, aikaansaa korkean hakkeensyöttökapasiteetin korkeapainesyöttimelle tai muulle kuljetuslaitteelle. Eliminoimalla

20116269 prh 02 -01- 2019 hakeputki eliminoidaan rajoitteet hakkeen virtausmäärälle hakeputken läpi. Hakesuspension virtausmäärä voi määräytyä hakesiilon kapasiteetin mukaan, joka tyypillisesti on korkeampi kuin perinteisten hakeputkien virtauskapasiteetti.

Lisäksi olennaisesti vaakasuora hakeputki voi kuljettaa haketta kuljettamalla hakesuspensiota hydraulisesti hakeputken läpi ja siitä ulos. Hydraulisia voimia lisätään ruiskuttamalla lipeää tai höyryä putkeen. Lipeää tai höyryä (tai mo10 lempiä) varten on järjestetty suuttimia putken pituudelle lipeä- tai höyrysuihkujen ruiskuttamiseksi putken läpi kulkevan hakevirtauksen myötäsuuntaan suunnattuna. Lisäksi lipeä- tai höyrysuihkuja voidaan käyttää hakeputken poistoaukolla hakesuspension työntämiseksi ulos putkesta ja sisään korkeapai15 nesyötintä syöttävään kanavaan.

Vaakasuora hakeputki voi olla vailla liikkuvia komponentteja kuten ruuveja ja kierukoita. Vähentämällä tai poistamalla tarvetta käyttää ruuvia tai kierukkaa, vaakasuorassa hakeput20 kessa on vähemmän mekaanisesti liikkuvia komponentteja verrattuna vaakasuoriin hakeputkiin, joissa on pyöriviä ruuveja ja kierukoita.

Tässä esitetään hienonnetun selluloosapitoisen materiaalin 25 syöttöjärjestelmä, johon kuuluu: hakesiilo, jossa on hakkeen yläsyöttöaukko, hakekammio, jonka sisusta suuntautuu olennaisesti pystysuoraan, ja alempi poistoaukko; ainakin yksi lipeän syöttöaukko hakesiiloon lipeän ruiskuttamiseksi hakekammioon, jossa hakesiilo pitää sisällään riittävästi lipeää ja 30 haketta sisäkammiossaan hydraulisen paineen luomiseksi hakkeeseen alapoistoaukolla; olennaisesti vaakasuoraan suuntautuva hakekuljetin tai putki liitettynä alempaan poistoaukkoon vastaanottamaan hake ja lipeä siilosta hydraulisen paineen alaisena, jossa kuljetin tai putki käsittää lipeäruiskuja,

20116269 prh 02 -01- 2019 jotka ruiskuttavat lipeää kuljettimessa tai putkessa olevaan hakkeeseen, ja korkeapaineinen siirtolaite liitettynä kuljettimen tai putken poistoon vastaanottamaan hake ja lipeä, jolloin hakkeen ja lipeän hydraulinen paine hakesiilon poistolla 5 on riittävä syöttämään hakkeen ja lipeän korkeapaineiselle siirtolaitteelle. Syöttöjärjestelmän tarkemmat piirteet käyvät ilmi itsenäisestä vaatimuksesta 1.

Tässä esitetään menetelmä selluloosapitoisen kuitumateriaalin 10 syöttämiseksi korkeapaineiselle siirtolaitteelle, joka käsittää seuraavat vaiheet: syötetään selluloosapitoinen kuitumateriaali hakesiilon yläsyöttöaukolle; lisätään hakesiiloon lipeää siten, että hakesiilo ainakin osittain täyttyy lipeän ja kuitumateriaalin suspensiosta; luodaan suspensioon hyd15 raulinen paine hakesiilon alapoistoaukolle hakesiilossa olevan lipeän ansiosta; poistetaan suspensio hydraulisen paineen alaisena olennaisesti vaakasuoralle kuljettimelle tai putkelle; ruiskutetaan lipeää kuljettimeen tai putkeen suspension siirtämiseksi kuljettimen tai putken poistoaukolle, ja 20 kuljetetaan suspensio hydraulisen paineen alaisena kuljettimen tai putken poistoaukolta korkeapaineisen siirtolaitteen syöttöaukolle. Menetelmän tarkemmat piirteet käyvät ilmi itsenäisestä vaatimuksesta 9.

PIIRROSTEN LYHYT KUVAUS

Kuvio 1 on kaavio, joka esittää hakesiiloa, jossa on tulvitettu alempi siilo-osuus ja poistoaukko pohjalla, joka siilo 30 on liitetty vaakasuoraan tulvitettuun kaksoisruuvisyöttimeen, joka poistaa haketta suoraan korkeapaineiselle siirtolaitteelle .

20116269 prh 02 -01- 2019

Kuvio 2 on kaavio, joka esittää hakesiiloa, jossa on tulvitettu alempi siilo-osuus ja poistoaukko pohjalla, joka siilo on liitetty tulvitettuun vaakasuoraan hakeputkisyöttimeen, joka poistaa haketta suoraan korkeapaineiselle siirtolaitteelle .

Kuvio 3 on kaavio, joka esittää hakesiiloa, jossa on tulvitettu alempi siilo-osuus ja poistoaukko pohjalla, joka siilo on liitetty tulvitettuun vaakasuoraan hakeputkisyöttimeen, joka poistaa haketta suoraan korkeapaineiselle siirtolaitteelle .

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuvio 1 esittää hakkeensyöttöjärjestelmää 10, jossa on hakesiilo 11 suljetulla huipulla 12 ja perinteisellä hakkeen yläsyöttöaukolla 14. Hakesiilo 11 on pystysuora astia, jonka pohjalla on poistoaukko 15. Hakkeen syöttöaukkoon 14 voi kuulua annosteluruuvi 16 ja ilmasulku 18. Annosteluruuvi vastaanottaa haketta kanavan tai kuljettimen kautta hakelähteestä 20. Poisto 22 hakesiilon huipulla 12 päästää höyryä ja muita kaasuja ulos hakesiilosta höyryn tai kaasujen talteenottojärjestelmään 24.

Hakesiiloon 11 voi kuulua ylempi kammio 26, jolla on ympyrämäinen tai soikea poikkileikkaus ja halkaisija, joka on esimerkiksi noin 10-15 jalkaa (3-5 metriä). Ylempään kammioon voi kuulua hakkeen tason anturi 25, esim, gamma-anturi, pinnan korkeuden ja siten siilossa olevan hakemäärän valvomiseksi. Ylemmän kammion korkeus voi olla puolet tai kaksi kolmasosaa koko hakesiilon korkeudesta.

Hake tulee sisään huipun syöttöaukosta 14 ja asettuu ylempään kammioon 26. Ylemmässä kammiossa hake muodostaa hakepatsaan,

20116269 prh 02 -01- 2019 joka liikkuu alaspäin hakesiilon läpi hakesiilon alempaa kammiota 28 kohti. Ohjain 38, esim, tietokone, valvoo hakkeen tason anturia 25 ja voi säätää hakkeen annosteluruuvin 16 ylläpitämään haluttu hakkeen pinnankorkeus siilossa.

Ylemmässä kammiossa 26 hake voi pysyä suhteellisen kuivana tai sitä voidaan höyryttää höyrysuuttimilla 30, joita on järjestetty ylemmän osuuden ulkoseinälle. Höyrylähde 32, esim, matalapainehöyryn lähde, tuottaa höyryä höyrysuuttimille 30, 10 joita voi olla järjestettyinä yhdelle tai useammalle korkeudelle hakesiilon yläkammioon. Höyry tuottaa lämpöenergiaa hakkeen lämmittämiseksi yläkammiossa ja hakkeen höyrytyksen aloittamiseksi.

Hakesiilon alemmalla kammiolla 28 on sen ylemmässä päässä sama poikkileikkaus kuin ylemmän kammion 26 alemmassa päässä. Hake virtaa suoraan ylemmästä kammiosta alempaan kammioon. Hakesiilon alempi kammio 28 on kokonaan tai ainakin osittain tulvitettu lipeällä. Vastaavasti osuus ylemmästä kammiosta 26 20 voi olla tulvitettu lipeällä. Hakesiilon alempaan kammioon on järjestetty lipeäsuihkusuuttimia 32 esimerkiksi hakesiilon ulkoseinän eri korkeuksille. Kullakin korkeudella ryhmä lipeäsuuttimia 32 voi olla jaettuina hakesiilon alemman kammion ulkoseinän kehän ympäri. Lipeäsuutinryhmiä 32 voi olla esi25 merkiksi kahdella korkeudella. Lipeäsuuttimet 32 voivat suuntautua 15 - 85 asteen kulmassa alaspäin vaakatasosta lipeän ruiskuttamiseksi hakesiiloon. Lipeän ruiskuttaminen alaspäin edesauttaa hakkeen liikkumista alas hakesiilon kammioiden läpi.

Lähde lipeälle 34, esim, valko-, viher- tai mustalipeälle, on liitetty kuhunkin lipeäsuuttimeen 32 yhteillä 35 ja venttiileillä 36. Venttiilit voivat olla käsin säädettäviä ja jäädä

20116269 prh 02 -01- 2019 sen jälkeen asetusasentoon rajoittamaan lipeän virtausta kullekin venttiileihin liittyvälle suuttimelle. Vaihtoehtoisesti venttiilejä voidaan säätää tietokoneohjaimella 38, joka säätää venttiilejä halutun tulvituskorkeuden aikaansaamiseksi 5 hakesiilossa. Anturi(t) 39, esim, koho, paine- tai optinen anturi, voidaan sijoittaa hakesiilon ylempään kammioon ja alempaan kammioon valvomaan lipeän pinnankorkeutta siilossa.

Geometrialtaan, esim, poikkileikkausgeometrialtaan, hakesii10 lon 11 alemman osuuden 28 avoimella yläpäällä 40 on olennaisesti ympyrämäinen poikkileikkaus ja poikkileikkaukseltaan olennaisesti suorakulmainen pohjan poistoaukko 15. Alemmassa osuudessa 28 on vastakkaisilla puolilla ei-pystysuorat vähitellen kapenevat tasomaiset sivuseinät 42. Tasomaiset sivu15 seinät 42 muodostavat kulman, joka voi olla noin 20 - 30 astetta. Nämä kulmat voidaan asettaa sen mukaan, mitä erityistä materiaalia, kuten tiettyjä siiloon yleisesti syötettäviä puuhakelajeja, hakesiilossa 11 käsitellään. Alempi osuus 28 muodostaa geometrialtaan tasaisesti muuttuvan siir20 tymävyöhykkeen ylemmän kammion 26 ympyrämäisen muodon ja pohjan poistoaukon 15 olennaisesti suorakulmaisen muodon välille. Vastakkaisten tasomaisten sivuseinien 42 välissä on vastakkaiset kaarevat sivuseinät 44 liitettyinä tasomaisiin sivuseiniin. Kukin tasomaisista sivuseinistä 42 voi olla poh25 japiirrokseltaan olennaisesti kolmikulmainen. Nämä tasomaiset sivuseinät voivat olla järjestetty pystysuunnassa timantin muotoon, kuten on esitetty kuviossa 1.

Alemman osuuden sivuseinät 42, 44 voidaan hitsata kiinni toi30 siinsa ja ylempään osuuteen, jotta saadaan aikaan yhtenäinen nestetiivis kammio 28 hakesiilossa olevalle hakkeelle ja lipeälle. Kammio 28 on olennaisesti ontto hakkeen ja lipeän tasaisen liikkeen edistämiseksi alaspäin hakesiilon läpi. Hakesiilon kammiot 26, 28 ja erityisesti alempi kammio 28 on

20116269 prh 02 -01- 2019 muotoiltu edistämään hakkeen tasaista liikettä siilon läpi siilon koko poikkileikkauspinta-alan poikki. Hakkeen tasaista virtausta alaspäin edistäviä hakesiiloja on esitetty yhdysvaltalaisessa patentissa 5 617 975 (ks. palsta 6, r. 65 5 palsta 8, r. 52), jonka sisältö liitetään oheen tällä viittauksella. Edelleen, lipeä, hake ja höyry eivät edullisesti pääse ulos hakesiilosta muuten kuin alemman hakesuspensiopoiston 15 kautta ja ylemmän höyry- ja kaasupoiston 22 kautta.

Hakesiilo on osittain tulvitettu lipeällä hakkeen ja lipeän suspension muodostamiseksi hakesiilossa. Suspensio luo kohotetun hydraulisen paineen hakesiilon pohjan poistolle 15. Hydraulinen paine on riittävä pakottamaan hakesuspension kor15 keapaineiseen siirtolaitteeseen 46, esim, pumppuun (pumppuihin) tai korkeapainesyöttimeen ilman kaasujen muodostusta laitteen 46 syötöllä. Tarvittavan hydraulisen paineen määrä on riippuvainen korkeapaineisen siirtolaitteen ja komponenttien, esim, vaakasuorassa hakeputkessa 48 olevan ruuvikuljet20 timen, jotka ovat siilon poistoaukon ja korkeapaineisen siirtolaitteen 46 välissä, vaatimuksista. Tulvittamisen, tai ainakin osittain tulvittamisen, aiheuttama hydraulinen paine tekee perinteisestä pystysuorasta hakeputkesta tarpeettoman komponentin korkeapaineisen siirtolaitteen 46 syötölle.

Suspension taso, esim, nestetaso, hakesiilossa voidaan asettaa halutun hydraulisen paineen aikaansaamiseksi. Suspension pinnankorkeus hakesiilossa voi olla esimerkiksi korkeudella 15 jalkaa (3 metriä) tai alueella 10-20 jalkaa (3-7 metriä) 30 hakesiilon pohjan poistoaukolta 15 hakesiilossa olevan lipeän pinnan tasolle.

20116269 prh 02 -01- 2019

Hakesiiloon 11 ruiskutettavan lipeän ruiskutusnopeus, hakesiiloon tulevan hakkeen tulonopeus ja nopeus, jolla hakesuspensio poistuu siilosta määräävät hakesiilon lipeän pinnankorkeuden. Yleensä hakesiilossa olevan lipeän pinnankor5 keuden tulisi pysyä ennalta määrätyllä tasolla. Lipeän pinnankorkeusanturit 39 voivat havaita hakesiilossa olevan lipeän pinnankorkeuden. Näiltä antureilta tulevien signaalien perusteella ohjain 38 voi ohjata venttiileitä 36 säätämään lipeän virtausta suuttimien 32 kautta ja säätämään hakkeen 10 tulo- ja poistumisvirtausta lipeän halutun pinnankorkeuden saavuttamiseksi hakesiilossa.

Hakesiiloon ruiskutettavan lipeän määrä tai ruiskutusnopeus voi olla liian suuri suhteessa hakkeen kapasiteettiin absor15 boida lipeä sinä aikana, kun hake on siilossa. Jokin lipeämäärä tai -annostus voi olla riittävä synnyttämään vapaata nestettä hakesiilossa. Vapaa neste edesauttaa luomaan suspension, joka edistää hakkeen poistovirtausta hakesiilosta ja kuljettamista suspension siirtolaitteen, kuten kuljettimen 48 20 tai hakeputken 62, 82 (kuviot 2 ja 3) läpi ilman tarvetta käyttää mekaanisesti toimivaa laitetta.

Hakesiiloa varten lipeä 34 voidaan ottaa käsittelyastiasta, kuten huippuerottimelta. Lipeämäärä, joka tarvitaan keittoon 25 tai muuhun käsittelyyn käsittelyastiassa, on yleensä pienempi kuin lipeän kuljettamiseksi suspensiona kuljettimen, hakeputken, pumppujen, korkeapaineisten siirtolaitteiden ja niihin liittyvien yhteiden (putkien) läpi haluttu määrä lipeää. Lipeä, joka ylittää keitossa tai käsittelyssä tarvittavan mää30 rän, voidaan poistaa suspensiosta, kun se tulee käsittelyastiaan, esimerkiksi huippuerotinta käyttämällä. Hakesiiloon ruiskutettava ylimääräinen lipeä voi olla käytettyä mustalipeää 34, jolloin syntyy riittävä hydraulinen paine. Lisäksi hakesiiloon voidaan ruiskuttaa valkolipeää 34.

20116269 prh 02 -01- 2019

Hakesiiloon syötettävä valkolipeämäärä voi olla esimerkiksi 10-50% keittojärjestelmään, johon yleensä kuuluu hakesiilo, hakkeensyöttöjärjestelmä ja käsittelyastia(t), kokonaisuu5 dessaan syötettävästä lipeämäärästä. Kaikki tai suurin osa lopusta valkolipeästä syötetään mieluummin käsittelyastiaan(astioihin). Hakesiiloon ja käsittelyastiaan syötettyjä valkolipeitä käytetään hakkeen käsittelyyn, esim, keittoon, käsittelyastiassa.

Raskaista, kovista puulajeista muodostettua haketta varten hakesiiloon syötettävän valkolipeän määrä voi olla 10:stä 25 prosenttiin keittojärjestelmään syötettävän valkolipeän kokonaismäärästä. Havupuista muodostetulle hakkeelle hakesii15 loon syötettävän valkolipeän määrä voi olla 25:stä 50 prosenttiin keittojärjestelmään syötettävän valkolipeän kokonaismäärästä .

Hakesiiloon aluksi lisättävä lipeä voi olla ensimmäinen virta 20 hyvin väkevää valkolipeää, joka kastelee siilossa olevan hakkeen. Yhdessä esimerkissä puuhake on raskasta lehtipuuta, joka imee lipeää 1,2 kertaa puun kuivapainon verran. Kevyt havupuuhake pyrkii imemään kaksi kertaa niin paljon lipeää kuin on puun kuivapaino. Hakesiiloon pohjalle lisättävän li25 peän, esim, valkolipeän, määrä voi olla ainakin 0,2-1,0 kertaa hakesiilossa olevan puun kuivapaino. Kevyttä havupuuhaketta sisältävään hakesiiloon lisättävä valkolipeämäärä voi olla ainakin 0,6-1,0 kertaa siilossa olevan hakkeen kuivapaino. Joka tapauksessa hakesiilossa olevan lipeän määrä on edulli30 sesti riittävä luomaan tarvittava hydraulinen paine hakkeen syöttämiseksi korkeapainesyöttimeen.

Lisättävän valkolipeän lämpötila voi olla alhaisempi kuin hakesiilossa olevan hakkeen lämpötila. Valkolipeän alhaisempi

20116269 prh 02 -01- 2019 lämpötila vähentää puuhakkeen ennenaikaisen keiton riskiä ennen kuin hake on käsittelyastiassa. Hakesiilossa hake voidaan lämmittää lämpötilaan 100°C lisäämällä hakesiiloon höyryä 22. Lisättävän valkolipeän lämpötila voi olla alle 90°C, kuten 5 ympäristön lämpötiloissa.

Hakesuspensio poistetaan hydraulisen paineen alaisena hakesiilon pohjan poistosta 15. Pohjapoisto on liitetty olennaisesti vaakasuoraan kaksoisruuvikuljettimeen 48, johon kuulo luu sylinterimäisen vaipan sisällä oleva kierukkaruuvi. Kuljetin 48 voi olla olennaisesti vaakasuora, esim, siten, että sen kallistuskulma on korkeintaan 10 astetta.

Hakesuspensio tulee ruuvikuljettimeen 48 ja kierukkaruuvit 15 kuljettavat sitä kuljettimen poistopäähän 50. Poistopäässä on alempi lipeän syöttöaukko 52, joka ruiskuttaa lipeää hakesuspension poistuessa ruuvikuljettimesta yläpoistoaukon 50 kautta kanavaan 54. Lipeän ruiskuttaminen ruuvikuljettimen poistopäähän 50 edistää hakkeen poistoa kanavaan 54 ja avustaa 20 hakkeen tulpanmuodostuksen ja ruuvikuljettimen poiston 50 tukkeutumisen välttämisessä. Lipeän ruiskutusta voidaan käyttää myös säätämään lipeän ja hakkeen suhde suspensiossa sopivaksi korkeapaineista siirtolaitetta varten.

Suuttimet 56 voivat ruiskuttaa höyryä tai lipeää (tai molempia) alasyöttöaukolla 52 edistämään hakkeen liikkumista ulos kuljettimesta. Suuttimet 56 voidaan suunnata tuottamaan lipeä- tai höyrysuihkuja osittain ylöspäin hakkeeseen edesauttamaan hakkeen liikettä ulos ruuvikuljettimesta. Pystysuora 30 suutin 56 voidaan asentaa muuttamalla perinteistä vaakasuoraa hakeputkea, jossa on hakkeen yläpoistoaukko 78.

20116269 prh 02 -01- 2019

Hakesuspensio virtaa kanavan 54 läpi korkeapaineiselle siirtolaitteelle ( laitteille ) 46, kuten sarjaan tai rinnan kytketyille yhden tai useamman pumpun ryhmälle tai korkeapainesyöttimelle. Korkeapaineinen siirtolaite voi sijaita kor5 keudella, joka on olennaisesti sama, esim, korkeussuunnassa

- 25 jalan (5-8 metrin) sisällä hakesiilon pohjapoistoaukon 15 korkeudesta. Hakesuspensio paineistetaan korkeapaineisessa siirtolaitteessa sopivalle painetasolle käsittelyastiaa 58, kuten jatkuvatoimista vuokeitintä varten, jossa on 10 huippuerottimen syöttöaukko vastaanottamassa hakesuspensio kanavasta 54.

Kuvio 2 esittää hakkeensyöttöjärjestelmän 60, jossa on tulvitettu hakesiilo 11 (kuten on esitetty kuvioissa 1 ja 3) ja 15 vaakasuora hakeputki 62 siilon pohjapoistolla 15. Hakeputki 62 korvaa kuviossa 1 esitetyn ruuvikuljettimen 48. Syöttöjärjestelmän 60 hakesiilo 11 toimii samalla tavoin ja sen komponentit ja geometria ovat samat kuin kuvion 1 yhteydessä kuvatun hakesiilon 10. Lisäksi hakesiilon pohjassa voi olla 20 tai olla olematta pyörivä kaavari avustamassa hakesuspension poistoa hakeputkeen. Pyörivä kaavari on hakesiilon eikä hakeputken komponentti.

Hakeputki 62 käyttää hydraulista vaikutusta kuljettamaan ha25 kesuspension putken läpi hakesiilosta korkeapaineiselle siirtolaitteelle 46. Hydrauliseen vaikutukseen kuuluu lipeän 34 tai höyryn ruiskutus suuttimista 70, jotka on järjestetty pitkin hakeputken vaippaa. Siirtämällä hakesuspensio hydraulisesti siilosta korkeapainesyöttimelle, hakeputki välttyy 30 perinteisten hakekuljettimien (esitetty kuviossa 1) mekaanisilta ruuvi- ja kierukkalaitteilta. Kustannustehokkuus esim, hankintakustannuksissa, energiakustannuksissa ja huoltokustannuksissa voidaan saavuttaa eliminoimalla perinteisen hakekul j ettimen liikkuvat ruuvi- ja kierukkakomponentit.

20116269 prh 02 -01- 2019

Hake poistetaan siilosta vaakasuoran hakeputken 62 yläsyöttöaukkoon 64. Liitos 66 hakesiilon pohjapoiston 15 ja yläsyöttöaukon 64 välillä on muotoiltu edesauttamaan sujuvaa ja ta5 saista hakevirtausta hakeputkeen. Liitoksen 66 poikkileikkaus voi olla muodoltaan geometrinen, kuten ympyränmuotoinen, soikea, kilparadan muotoinen tai kahdeksikon muotoinen.

Hakeputken päädyssä yksi tai useampi lipeäruisku 68 ruiskut10 taa lipeää 34 tai höyryä hakeputkeen 62 muodostaakseen putken läpi kulkevan virtauksen, joka imee haketta siilosta putkeen.

Päädyssä ja lähellä hakeputkeen yhdistävää liitosta 66 olevia useita lipeä- tai höyrysuuttimia 68 voidaan käyttää ruiskuttamaan lipeää tai höyryä hakeputkeen siirtääkseen hake sii15 losta hakeputkeen.

Hakevirtauksen nopeutta hakesiilosta hakeputkeen 62 voidaan ohjata suuttimen(suuttimien) 68 kautta ruiskutettavan lipeän tai höyryn määrällä. Vastaavasti lipeää tai höyryä voidaan 20 ruiskuttaa hakeputken pituudella suuttimista 70, jotka on järjestetty hakeputken sivuseinään. Nämä suuttimet 70 voivat olla suunnatut vinoon ruiskuttamaan lipeävirtaus olennaisesti samaan suuntaan kuin toivottu hakevirtaus hakeputken läpi.

Nämä suuttimet 70 kuljettavat hakkeen hakeputken läpi ja aut25 tavat sääntelemään hakkeen virtausnopeutta hakeputken läpi.

Suuttimista 70 syötettyä lipeää voidaan myös käyttää laimentamaan hake suspensiossa hakeputkea seuraavalle korkeapaineiselle siirtolaitteelle 46 soveltuvaksi hakkeen ja suspension suhteeksi.

Pystysuuntainen suutin 72 hakeputken poistopäässä ruiskuttaa lipeää tai höyryä työntämään haketta pystysuunnassa ylöspäin hakeputkesta kanavaan 54.

20116269 prh 02 -01- 2019

Kullakin ruiskuista 68 ja suuttimista 70, 72 (jotka voivat rakenteellisesti olla samoja suutinmalleja) voi olla vastaava venttiili 74 ruiskulle tai suuttimelle menevän lipeä- tai höyryvirtauksen säätämiseksi. Nämä venttiilit 74 voivat olla 5 käsin asetettavia tai niitä voidaan ohjata ohjaimella 38 perustuen kanavan 54 tai korkeapaineisen siirtolaitteen 46 virtausanturin 76 signaaleihin.

Hakeputki 62 voi olla olennaisesti sylinterimäinen putki, 10 jolla on pyörähdysakseli ja hakesuspension keskuskanava, josta olennaisesti puuttuvat virtausesteet. Hakeputken vaipalle on asennettu suuttimet 70, 72, jotka on sijoitettu ja suunnattu siirtämään hakesuspensio keskikanavan läpi hakkeen syöttöaukosta hakkeen poistoaukolle. Suuttimet voidaan asen15 taa vinoon kulmaan, esim. 10 - 45 astetta, putken vaipalle.

Suuttimien kulma suuntaa nestevirtauksen suuttimista keskikanavaan hakkeen kanavan läpivirtauksen suuntaan. Suuttimet ruiskuttavat nestettä putken pituusakselia pitkin sekä putken toiseen päähän lähelle syöttöaukkoa. Suuttimiin voi kuulua 20 aksiaalisesti asennettu suutin lähellä putken syöttöpäätä, suutinryhmä useissa suutinpitimissä järjestettynä hakeputken vaippaa pitkin syöttöaukon ja poistoaukon väliin, sekä suuttimia lähellä hakeputken poistoaukkoa.

Kuvio 3 esittää toisen hakkeensyöttöjärjestelmän 80, jossa on tulvitettu hakesiilo 11 (esitetty kuvioissa 1 ja 2) ja vaakasuora hakeputki 82 siilon pohjapoistolla 15. Hakeputki 82 on samanlainen kuin kuviossa 2 esitetty hakeputki 62, paitsi että hakeputkessa 82 on aksiaalinen (joko samassa tasossa tai 30 eri tasossa) hakesuspension poistoaukko 84. Hakesuspensio poistuu hakeputkesta kanavaan 54 olennaisesti samaan suuntaan kuin hakesuspensio virtaa hakeputken läpi. Koska hakesuspen siovirtaa ei ole käännetty sen poistuessa hakeputkesta, hakeputken 84 poistolla ei tarvita pystysuuntaista lipeäsuutinta (ks. kuvio 3 kohta 72).

Kanava 54 kuljettaa hakesuspension korkeapaineiselle siirtolaitteelle 46. Kanavassa olevat venttiilit 86 voivat ohjata hakesuspension virtausta ja painetta kanavassa. Lisäksi venttiileihin 74 liitetyt suuttimet 88 ja voivat ruiskuttaa lipeää tai höyryä avustamaan suspension kulkua kanavan 54 läpi ja 10 laimentamaan suspensiota. Suuttimen(suuttimien) 88 venttiili ja venttiili 74 voi olla manuaalisesti säädettävä tai säätimen 38 ohjaama toivotun hakesuspensiovirtauksen tai paineen aikaansaamiseksi kanavassa 54. Lisäksi kanava 54 voi puuttua ja korkeapaineinen siirtolaite, esim, pumppu, voi olla lii15 tetty suoraan hakeputken 82 poistoon 84.

Vaikka keksintöä kuvattu siinä yhteydessä, mitä tällä hetkellä pidetään sen käytännöllisimpänä ja edullisimpana toteutusmuotona, on ymmärrettävä, että keksintöä ei tule rajata 20 esitettyyn toteutusmuotoon, vaan sen on päinvastoin tarkoitus kattaa erilaisia modifikaatioita ja vastaavia järjestelyjä oheisten patenttivaatimusten hengessä ja suojapiirissä.

Claims (15)

1. PATENTTIVAATIMUKSET :

   1. Syöttöjärjestelmä (10, 60, 80) hienonnetulle selluloosa-

   5 pitoiselle materiaalille, johon järjestelmään kuuluu:

   hakesiilo (11), jossa on hakkeen yläsyöttöaukko (14), olennaisesti pystysuuntainen sisäkammio ja alapoistoaukko;

   10 ainakin yksi lipeänsyöttöaukko hakesiiloon sovitettuna ruiskuttamaan lipeää hakesiiloon, joka hakesiilo pitää sisällään riittävästi lipeää ja haketta sisäkammiossa hydraulisen paineen muodostamiseksi hakkeeseen alapoistoaukolla;

   15 olennaisesti vaakasuuntainen hakkeenkuljetuslaite (48, 62,

   82) liitettynä alapoistoaukkoon vastaanottamassa haketta ja lipeää siilosta hydraulisen paineen alaisena, ja korkeapaineinen siirtolaite (46) liitettynä hakkeenkuljetus20 laitteen poistoon vastaanottamassa haketta ja lipeää, tunnettu siitä, että hakkeen ja lipeän hydraulinen paine hakesiilon poistoaukolla on riittävä syöttämään hakkeen ja lipeän korkeapaineiselle siirtolaitteelle, jolloin hakkeenkuljetuslaite on hakeputki (62, 82), jossa on lipeäsuuttimia (68,

   25 70, 72, 88), jotka on järjestetty suuntaamaan lipeä hakeputkeen kuljettamaan hake hydraulisesti hakeputken läpi hakkeenkul j etuslaitteen poistolle.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 syöttöjärjestelmä, jossa lipeän

   30 pinnankorkeus hakesiilossa (11) on ainakin 5 metriä hakesiilon alempana olevan poistoaukon (15) yläpuolella, ja hakesiilo on tulvitettu lipeällä ja hakkeella lipeän pinnankorkeuden ja alapoistoaukon välillä.

   20116269 prh 02 -01- 2019
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 syöttöjärjestelmä, jossa hakkeenkuljetuslaitteeseen (48, 62, 82) kuuluu lipeäruiskuja (68, 70, 72, 88), jotka ruiskuttavat lipeää hakkeenkuljetuslaitteessa olevaan hakkeeseen ja lipeään.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 syöttöjärjestelmä, jossa hakkeenkuljetuslaitteeseen kuuluu mekaaninen ruuvikuljetin tai kierukkakuljetin.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 syöttöjärjestelmä, jossa ainakin yksi lipeänsyöttöaukko hakesiiloon (11) on ryhmä lipeäsuuttimia (32) järjestettyinä hakesiilon kehälle usealla hakesiilon korkeustasolla.
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 syöttöjärjestelmä, jossa ainakin yksi lipeänsyöttöaukko hakesiiloon (11) käsittää lipeäsuuttimen (32), joka on suunnattu 15 - 85 asteen kulmaan alas vaakatasosta lipeän ruiskuttamiseksi alaspäin

   20 hakesiiloon.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 syöttöjärjestelmä, jossa hakesiilon ylemmällä osuudella (26) on ympyrämäinen tai soikea poikkileikkaus ja hakesiilon alempaan osuuteen (28)

   25 kuuluu vastakkaisia tasomaisia kapenevia sivuseiniä.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 syöttöjärjestelmä, jossa alapoistoaukko (15) on korkeudella, joka on 5 metrin sisällä korkeapaineisen siirtolaitteen (46) korkeustasosta.
9. 9. Menetelmä hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin syöttämiseksi korkeapaineiselle siirtolaitteelle (46), jossa menetelmässä:

   20116269 prh 02 -01- 2019 syötetään hienonnettu selluloosapitoinen kuitumateriaali hakesiilon(ll) yläsyöttöaukkoon (14), lisätään hakesiiloon lipeää hakesiilon täyttämiseksi ainakin

   5 osittain lipeän ja kuitumateriaalin suspensiolla;

   luodaan suspensioon hydraulinen paine hakesiilon alapoistoaukolle (15) hakesiilossa olevan lipeän avulla;
10. 10 poistetaan suspensio hydraulisen paineen alaisena olennaisesti vaakasuoraan kuljettimeen (48) tai putkeen (62, 82); ja siirretään suspensio hydraulisen paineen alaisena kuljettimen tai putken poistoaukolta korkeapaineisen siirtolaitteen syötölle, tunnettu siitä, että

    15 hakkeen ja lipeän aiheuttama hydraulinen paine hakesiilon poistoaukolla on riittävä syöttämään hakkeen ja lipeän korkeapaineiselle siirtolaitteelle, jolloin lisäksi ruiskutetaan lipeää kuljettimeen (48) tai putkeen (62, 82) suspension kuljettamiseksi kuljettimen tai putken poistoau20 kolle.

    10. Patenttivaatimuksen 9 menetelmä, jossa lisäksi hakesiilon (11) lipeän pinnankorkeus pidetään tasolla, joka on ai-

    25 nakin 5 metriä hakesiilon alapoistoaukon yläpuolella.
11. 11. Patenttivaatimuksen 10 menetelmä, johon kuuluu lipeän ja hakkeen tulvitus lipeän pinnankorkeuden ja alapoistoaukon (15) välissä.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 menetelmä, jossa lipeä ruiskutetaan hakesiiloon (11) hakesiilon kehälle ja usealle hakesiilon korkeustasolle järjestetyn lipeäsuutinryhmän (32) kautta.
13. 13. Patenttivaatimuksen 12 menetelmä, jossa ainakin yksi lipeänsyöttö hakesiiloon käsittää lipeäsuuttimen (32), joka suuntautuu 15 - 85 asteen kulmassa alas vaakatasosta lipeän

    5 ruiskuttamiseksi alaspäin hakesiiloon.
14. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 13 menetelmä, jossa hakesiilon (11) ylemmällä osuudella (26) on ympyrämäinen tai soikea poikkileikkaus ja hakesiilon alempaan osuuteen (28)

    10 kuuluu vastakkaisia tasomaisia kapenevia sivuseiniä ja jossa hakesiilon alempi osuus edesauttaa suspension kulkemista alaspäin.
15. 15. Patenttivaatimuksen 9 menetelmä, jossa hakesiilon ala15 poistoaukko (15) on korkeudella, joka on 5 metrin sisällä korkeapaineisen siirtolaitteen korkeustasosta.