FI59628C - Foerfarande foer foerbaettring av vaermeekonomin av tillverkningsprocessen foer traeslipmassa - Google Patents

Description

RSSP^l ΓβΊ ««KUULUTUtJULKAIlU ςή/Λη

WTa W UTLÄGGNINGSSKMFT 3* OZO

C (45) Patentti cyonn·: t ty 10 09 1931 Patent meddelat V""* (51) Kv.ik?/i»*t.ci.3 D 21 B 1/18 SUOMI —FINLAND (M) N**ittB»»k*my«-P*t«iewetalnt 8017 (22) Hakwnltpilvl—An*eknlnt»d»| 03.θ6.θθ (23) AlkupUvt—GIM«h«cadag 03.06.80 (41) Tulhit lulklMktl — BllvK off«mJI|

Patentti- )a rekisterihallitut ............. . . .....

_ ' (44) Nlhtlvilulpanon j« kuuLiulkaitun pvm. — odl rafistarstyraiMII ' ' AiwMcm utlafd och utUkrifUn puMicerad 29.05.81 (32)(33)(31) ^nrditty etuelkw·—Seglrd priority (Tl) Oy Tampella Ab, PL 256, 33101 Tampere 10, Suomi-Finland(FI) (72) Matti Aario, Pirkkala, Suomi-Finland(FI) (7M Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä puuhiokkeen valmistusprosessin lämpötalouden parantamiseksi - Förfarande för förbättring av värmeekonomin av tillverkningsprocessen för träslipmassa Tämän keksinnön kohteena on menetelmä puuhiokkeen valmistusprosessin lämpötalouden parantamiseksi, jonka prosessin mukaan puuta hiotaan pyörivällä hiontaelimellä paineistetussa hiomatilassa, hioma-tilaan suihkutetaan lämmintä suihkuvettä, hiokemassa saostetaan veden poistamiseksi massasta ja saostettu massa varastoidaan ja/tai valkaistaan jäähtymisen jälkeen.

Ennestään on tunnettu normaalissa ilmanpaineessa tapahtuva hiontamenetelmä, jossa käytetään määrämittaan sahattuja ja kuorittuja puupöllejä. Pöllit johdetaan kuljettimilla annoksina hiontataskun päälle, josta ne pudotetaan hiontataskuun edellisen annoksen tultua hiotuksi.

Itse kuiduttaminen tapahtuu painamalla puuannosta hydraulisella männällä hiontakiveä vasten. Tällöin puun ja hiontakiven kitkan ansiosta puu lämpiää ja kuituja toisiinsa sitova ligniini pehmenee ja 59628 kuidut irtoavat. Hiontakiven pinnalle suihkutettavalla vedellä autetaan kuidutustapahtumaa sekä siirretään hiomakiven pyörimisliikkeen ja hiottavien puiden synnyttämä kitkaenergia pois hiontavyöhykkeel-tä. Lisäksi suihkuvedet poistavat syntyneet kuidut hiomakiven alla olevaan massa-altaaseen. Tutkimuksessa on todettu suihkuvesien lämpötilan vaikuttavan kuidutustapahtumaan siten, että käytettäessä korkeita suihkuveden lämpötiloja kuidut irtoavat ehjempinä ja pitempinä. Näistä kuiduista valmistettavan paperin lujuudet ovat pitkistä kuiduista johtuen paremmat kuin jos hionnassa olisi käytetty alhaisia suihkuveden lämpötiloja ja näin valmistetusta kuidusta olisi tehty paperia. Kokeissa on todettu, että normaalissa hionnassa lämpimän suihkuveden vaikutus on verraten heikko.

Ennestään on tunnettu myös paineenalainen hionta (FI-patentti-hakemukset 782414, 780514 ja 780515, SE-patenttihakemus 7411949-6, SE-patentit 318178 ja 336952), jossa hionta tapahtuu yli yhden ilmakehän paineen alaisessa hiomatilassa.

Puiden syöttö ylipaineiseen hiomatilaan tapahtuu esim. hioma-koneen hiontataskujen päälle rakennettujen paineentasauskammioiden avulla. Sulkuluukkujen ja massa-altaan rajoittama hiontatila paineistetaan sopivimmin ilman tai painehöyryn avulla.

Puun kuidutus tapahtuu nyt samoin kuin normaalissakin hionnassa painamalla hydraulimännän avulla puupöllejä hiontakiveä vasten. Hiontakiven aikaansaama vibraatio ja kitkalämpö yhdessä suihkuvesien kanssa irrottavat kuidut puuaineksesta.

Suihkuvesien lämpötilalla on havaittu olevan ylipaineellisessa hionnassa suurempi merkitys kuituuntumiseen kuin paineettomassa hionnassa. Mitä lämpimämmät ovat suihkuvedet, sen pitempinä ja kokonaisempina irtoavat kuidut puuaineksesta ja sen lujempaa on näistä kuiduista valmistettu paperi. Paineenalaiselle hionnalle on siis edullista mitä lämpimämpänä suihkuvedet johdetaan takaisin hiomakoneeseen.

Kuiduttamisen jälkeen johdetaan massasulppu pois hiomatilasta putkella, jossa tapahtuu ennen massavirtauksen määrän säätöä massa-sulpussa olevan tikkujen ja suurehkojen puukappaleiden hienonnus tikkumurskaimella. Hiomatilasta ulos johdettavan massan lämpötila on normaalisti yli 100°C. Suihkuvesien lämpötilasta ja hiontatilan ylipaineesta riippuen saattaa massan lämpötila nousta 145°C saakka käytännön olosuhteissa. Tällöin suihkuvesien hiomatilaan sisään- 59628 syöttölämpötilan tulee olla 130-135°C ja hiomatilan ylipaineen 3 bar. Massasulppuun sitoutunut lämpöenergia vapautetaan höyryn muodossa sykloonassa, jossa paine alennetaan ilmanpaineiseksi. Sykloonalta massa voidaan johtaa suoraan saostimelle, jossa kuuma suihkuvesi erotetaan massasta johdettavaksi takaisin hiomatilaan. Sykloonalta massa voidaan myös purkaa välisäiliöön, josta se voidaan johtaa erilaisiin lajitteluihin: painelajitteluun ja pyörre-puhdistukseen ennen johtamistaan saostimeen, jossa kuuma suihkuvesi erotetaan massasta. Samoin voidaan lajittelujen rejektit käsitellä normaaliin tapaan: saostaa, jauhaa ja lajitella ennen johtamistaan suihkuvesien erotussaostimeen. Erotussaostimelta massa poistuu 10-33 % sakeudessa.

Tämän tunnetun järjestelmän haittapuolena on se, että poistuvan massan mukana poistuu järjestelmästä 2-10 % lämmintä suihkuvet-tä. Tämä määrä on korvattava muulla vedellä, joka usein on lämpötilaltaan huomattavasti alhaisempaa, yleisesti 50-60°C. Tämä alhaisen lämpötilan suihkuvesi laskee hiomatilaan johdettavan suihkuveden kokona is lämpötilaa 2-5°C.

Lisäksi on kyyppi D usein tehtävä mitoiltaan suureksi, jolloin jäähdyttäviä pintoja on runsaasti ja lämpöhukka näin on suuri. Saos-timelta poistuvan massan lämpötila on myös haitallisen korkea, 90-100°C, jossa lämpötilassa massa on varastoitaessa taipuvainen tummumaan ja jossa lämpötilassa massa on huonosti valkaistavissa esim. peroksidivalkaisulla.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka poistaa edellä mainitut epäkohdat ja parantaa painehiontaan perustuvan puuhiokkeen valmistusprosessin lämpötaloutta sekä samalla tekee saostimelta poistuvan hiokemassan soveltuvammaksi varastoinnille ja valkaisulle. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että saostettavan hiokemassan päälle suihkutetaan lämpötilaltaan hiokemassan lämpötilaa alhaisempaa vettä ja että ainakin osaa tästä vedestä käytetään hiomatilan suihkuveden korvausvedeksi.

I · 4 59628

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että saostettavan hioke-massan ja suihkuveteen lisättävän kylmän korvausveden välille aikaansaadaan lämmönvaihto, niin että lämpöä saadaan luovutetuksi hlo-kemassasta korvausveteen. Täten suihkuveden kylmä korvausvesi lämpiää ja painehiontaprosessin suihkuveden lämpötila säilyy korkealla tasolla ja samalla saostimelta lähtevä massa jäähtyy.

Menetelmän yksinkertaisimmassa toteutusmuodossa voidaan saostettavan hlokemassan päälle suihkuttaa vain sen verran vettä kuin on tarpeen lämpimän korvausveden saamiseksi, mutta on kuitenkin edullista, että saostettavan hlokemassan päälle suihkutetaan niin paljon vettä, että hiokemassa jäähtyy lämpötilaan, joka on sopiva varastointia ja/tai valkaisua varten. Tällä tavalla saadaan hiokemassa jäähdytetyksi samalla vesisuihkutuksella riittävästi massan jälkikäsittelyn kannalta.

Menetelmän eräälle sovellutusmuodolle on ominaista se, että vesi suihkutetaan kahtena osana, joista ensimmäinen osa olennaisesti vastaa hiomatilan suihkuvettä varten tarvittavaa korvausvesimäärää, ja toinen osa vastaa vesimäärää, joka tarvitaan ensimmäisen osan lisäksi hlokemassan jäähdyttämiseksi mainittuun lämpötilaan. Tällä tavalla voidaan painehiontaprosessin suihkuvettä varten kulloinkin tarvittavan korvausveden määrää ja hlokemassan jäähdyttämiseen kulloinkin tarvittavan veden määrää säätää toisistaan riippumatta.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisesti toimivaa painehiontaprosessia.

Piirustuksessa on esitetty hiomakone 1, jossa on pyörivä hiomakivi 2, joka on asennettu paineistettuun hiomatilaan 3. Hiomatilaan liittyy kaksi hiontataskua 4, joiden yläpuolelle on järjestetty sinänsä tunnetut sulkuluukkujen sulkemat paineentasauskammiot 5. Hioma-kiven vastakkaisilla puolilla on hydraulimännät 6 hiontataskuihin pudotettujen puupöllien painamiseksi hiomakiveä vastaan. Hiomatilaan on sovitettu joukko sulhkuputkia 7 lämpimän suihkuveden johtamiseksi hiomakiven pinnalle. Hlokemassan kokoamiseksi on hiomatilaan järjestetty massa-allas 8.

Hiomakoneen massa-altaasta johtaa putki 9 hiokemassaa A varten tikkumurskaimen 10 kautta syklooniin 11, joka on varustettu höyryn-poistoputkella 12. Sykloonista johtaa putki 13 paineesta vapautetun 5 59628 hiokemassan B johtamiseksi välisäiliöön 14. Välisäiliöstä johtaa putki 15 pumpun 16 ja painelajittimen 17 kautta saostimeen 18 seostettavaa hiokemassaa C varten. Saostin on varustettu poistokohdalla 19 saostettua hiokemassaa D varten.

Saostin on varustettu kahdella suihkuputkella 20 ja 21, joilla suihkutetaan kylmää vettä E seostettavan massaradan päälle. Saosti-messa on allas 22 sekä saostettavasta hiokemassasta C poistuvaa vettä F varten että ensimmäisestä suihkuputkesta suihkutettua vettä El varten ja toinen allas 23 toisesta suihkuputkesta suihkutettua vettä E2 varten. Altaasta 22 johtaa putki 24 välisäiliöön 25 ja altaasta 23 putki 26 jäähdytysvesisäiliöön 27. Välisäiliöstä 25 johtaa putki 28 pumpun 29 kautta hiomatilassa Oleviin suihkuputkiin 7 lämpimän suihkuveden G johtamiseksi mainittuihin suihkuputkiin.

Puuhioketta valmistettaessa kiertää suihkuvesi jatkuvasti putkien 9-13-24-28 muodostaman kiertojärjestelmän kautta. Osa suihkuve-destä poistuu saostetun hiokemassan mukana ja johtuen muista prosessissa tapahtuvista vesihäviöistä, poistuvasta höyrystä yms. joudutaan kiertojärjestelmään lisäämään enemmän korvausvettä kuin mitä pelkästään saostimelta poistuu massan mukana. Korvausvetenä käytetään tällöin suihkuputkesta 20 seostettavan hiokemassaradan päälle suihkutettua vettä El. Tämä vesi lämpiää samalla kun se jäähdyttää massaa. Korvausvesi saadaan tällä tavalla lämmitetyksi hiokemassan lämmöllä, mikä parantaa valmistusprosessin lämpötaloutta. Seostettavan hiokemassan lisäjäähdyttäminen varastoinnin tai valkaisun kannalta riittävän alhaiseen lämpötilaan suoritetaan suihkuputkesta 21 johdetun jäähdytysveden E2 avulla.

Saostettavan hiokemassan C lämpötila on saostimeen tullessaan 99-100°C ja saostetun massan D lämpötila on saostimesta poistuessaan enintään noin 70°C. Suihkuputkiin 20, 21 johdetun veden lämpötila on enintään 60°C.

Jos esimerkiksi hiokemassa tulee saostimelle 99°C lämpötilassa ja poistuu saostimelta 15 % sakeudessa, on korvausveden tarve 6,7 % koko suihkuvedestä. Mikäli tämän korvausveden lämpötila on 50°C, tulee suihkuveden yhteislämpötilaksi 0,067 * 50°C + 0,933 · 99°C = 95,7°C.

6 59628

Jos käytetään keksinnön mukaista menetelmää ja 50°C korvaus-vesi suihkutetaan tasasuurina erinä saostimen massaradan päälle, saadaan, mikäli suihkuputkia on yksi kappale, poistuvan massan lämpötilaksi ja korvausveden lämpötilaksi: 99°C + 50°C _ co„ - = 74,5 C.

2

Mikäli suihkuputkia on kaksi, saadaan korvausveden keskimääräiseksi lämpötilaksi:

· 50 + 0 5 . 5Q

(99 + 0,5 ♦ 50 + 1,5_): 2 = 77,2°c 1,5 1,5 ja poistuvan massan lämpötilaksi 71,7°C.

Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää saadaan siis kiertoveden kokonaislämpötilaksi 0,067 · 77,2°C + 0,933 · 99°C * 97,5°C ja poistuvan massan lämpötilaksi 71,7°C.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi menetelmä vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (3)

7 59628

1. Menetelmä puuhiokkeen valmistusprosessin lämpötalouden parantamiseksi, jonka prosessin mukaan puuta hiotaan pyörivällä hion-taelimellä (2) paineistetussa hiomatilassa (3), hiomatilaan suihkutetaan lämmintä suihkuvettä (G), hiokemassa (C) seostetaan veden (F) poistamiseksi massasta ja saostettu massa (D) varastoidaan ja/tai valkaistaan jäähtymisen jälkeen, tunnettu siitä, että seostettavan hiokemassan (C) päälle suihkutetaan lämpötilaltaan hioke-massan lämpötilaa alhaisempaa vettä (E) ja että ainakin osaa (El) tästä vedestä käytetään hiomatilan suihkuveden korvausvedeksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostettavan hiokemassan (C) päälle suihkutetaan niin paljon vettä (El, E2), että hiokemassa jäähtyy lämpötilaan, joka on sopiva varastointia ja/tai valkaisua varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesi (E) suihkutetaan vähintään kahtena osana (El, E2), joista ensimmäinen osa (El) olennaisesti vastaa hiomatilan (3) suihkuvettä (G) varten tarvittavaa korvausvesimäärää ja toinen osa (E2) vastaa vesimäärää, joka tarvitaan ensimmäisen osan (El) lisäksi hiokemassan (C) jäähdyttämiseksi mainittuun lämpötilaan.