FI61054C - Anordning vid belktorn foer gasfasblekning - Google Patents

Description

rascal M fmKuuuuTusjuLKAisu 61054 WHa LBJ (11) utlAggnincsskrift oiuoh (45) C Patentti myönnetty 10 05 1932 (51) 9/10 SUOMI—FINLAND 0») P««nttlh»k*mu* — Pitwitmdknlnf U02J/73 (22) Htk«mi*pUvi — Aiweknlngtdag 28.12.73 '' (23) Alkuplivl —Glttlfhatadac 28.12.73 (41) Tullut |ulkiMk*i — Bllvlt off«ntll| 06.07.7^

Patentti- ja rekiiterlhallitus .... .... . ... ,, ., ,, , _ . . , . A . (44) Nlhtivlkilpuneo |i kuuLJulkatoun pvm. —

Patent· och ragistarttyralaan ' ' Aradlun uti«|d och uti.tkrHt«n pubik«r»d 29.01.82 (32)(33)(31) Ι*)7*·«Χ etuelkuu* —Bag ird prtorltct 05.01.73 Ruotsi-Sverige(SE) 730011+7-1 (71) Sunds Aktiebolag, Sundsvall, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Edvard Pettersson, Sundsvall, Ruotsi-Sverige(SE) () Berggren Oy Ab (5*0 Laite kaasufaasivalkaisutornissa - Anordning vid blektorn för gasfasblekning

Eräissä prosesseissa, joissa kuituainesta kuten selluloosa-massaa käsitellään erittäin sakeana, esim. kaasufaasivalkaisussa jatkuvasti toimivassa laitteistossa, saattaa esiintyä erityisprobleemo-ja. Niinpä on tunnettua, että massaa voidaan delignifioida erittäin sakeana pystyissä alasvirtaus-paineastioissa. Tällöin ulossyöttöjärjestelmä on muodostettava sellaiseksi, että ulossyöttö saadaan tasaiseksi koko poikkileikkauspinnalta, niin että vinovirtaukset ja tukkeutumiset vältetään etteikä tapahdu tarpeettoman suuria kaasuhäviöi-tä massan jättäessä käsittelyastian.

Mitä viimeksimainittuun edellytykseen tulee, voidaan sanoa, että syynä siihen, että kaasulla käsittely tapahtuu suuressa massan sakeudessa - 18-^0 %3 tavallisesti 25-35 % - kuohkeutetussa massta-kerroksessa, on se, että halutaan luoda parhaat mahdolliset edellytykset kaasun pääsylle yksityisiin kuituihin. Toisaalta pyritään mahdollisimman suuressa määrin erottamaan kuidut ja kaasut toisistaan ennen tyhjennystä. Eräs menetelmä on se, että käsittelyastian pohjassa massa laimennetaan vedellä tai kiertovedellä (jäteliemellä) alhaiseen sakeuteen. Sovittamalla poistoaukko laimennusvyöhykkeeseen, 2 61054 so. laimennetun massalietteen pinnan alapuolelle, kaasuhäviöitä saadaan pienennetyksi näin syntyneen nestelukon ansiosta. Kaasu ei siis pääse syöksymään suoraan massan läpi ilmakehän kanssa yhteydessä olevaan poistoputkeen. Kaasuhäviöt jäävät riippuviksi kaasun liukoisuudesta nesteeseen, mahdollisen hämmennuksen voimakkuudesta laimennus-vyöhykkeessä. sekä siihen liittyvästä kuituverkostoon tarttuvien kaasukuplien sekoittumisesta mukaan.

Erään toisen tyhjennysmenetelmän mukaan astia sovitetaan niin, että kuohkea, erittäin sakea massa lepää suoraan vyöhykkeen päällä, jossa massan sakeus on alhainen - 1-12, tavallisesti 3-10 %. Sitä aktiivista tilavuutta, jossa valkaisu tapahtuu, rajoittaa tällöin alhaalta korkean ja alhaisen sakeuden välinen sekavyöhyke. Jotta reaktioaikaa voitaisiin säätää, on näin ollen voitava säätää laimen-nusvyöhykkeen ulottuvuutta ja samoin sen massapilarin korkeutta, jossa sakeus on suuri. Käytännölliset kokeet mm. jatkuvatoimisessa, tehdasmittakaavaisessa laitoksessa ovat osoittaneet, että massalla on taipumus imeä ylöspäin sitä laimennusnestettä jota pohjaan syötetään, niin että edellä mainitun sekavyöhykkeen pystysuora ulottuvuus tulee suureksi. Toisin sanoin sakeusgradientti tulee pieneksi, mikä rajoittaa mahdollisuutta ylläpitää suurta sakeuseroa reaktiovyöhyk-keen ja laimennusvyöhykkeen välillä. Mitä alhaisempaa sakeutta pohjalla yritetään ylläpitää, sitä korkeammalle massaan sekavyöhyke ulottuu.

Voidaan suorittaa vertailu sakeudeltaan alhaisemman massan varastotorneihin - sakeus välillä 10-15 %. Tällä sakeusalueella massa tavallisesti on pääasiassa kokoonpuristumatonta ja ilmatonta. Laimennus veden johtaminen pohjavyöhykkeeseen saa aikaan sen, että massa tungetaan pois tieltä - se nousee - ja sopivaa hämmennystä käyttämällä voidaan pohjaan saada haluttu sakeus.

Esillä oleva keksintö koskee laitetta edellä selitetyn probleeman ratkaisemiseksi kuituaineksen valkaisussa tornissa, jossa suurin osa massasta on erittäin sakeaa (18-40 %) ja joka päinvastoin kuin enemmän tai vähemmän selluttunut hake sellukeittimessä, on hyvin kuohkeaa. Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Piirustuksessa kuvio 1 on pysty leikkauskuvanto keksinnön mukaisen valkaisutornin alaosasta, kuvio 2 esittää valkaisutornia, poikki leikattuna, ylhäältä nähtynä. Kuvio 3 on pysty leikkauskuvanto koko valkaisutornista ja kuvio 4 esittää tornin pohjaan sovitetun napakappaleen vaatiman vääntömomentin ja kuituaineksen poistosakeuden 3 61 054 välistä riippuvuutta eräässä käytännön tapauksessa.

Keksinnön mukainen laite selitetään seuraavassa, piirustuksessa esitetyn sovellutusesimerkin yhteydessä.

Laite massan syöttämiseksi ulos valkaisutornista 1 koostuu pääasiassa säteen suuntaisista varsista 2, joita on vähintään kaksi, sekä niihin kiinnitetyistä sekoitus- ja ohjauselimistä 3-8, jotka ovat pystysuorien levyjen muodossa. Varret on kiinnitetty napakappaleeseen 4, joka muodoltaan on ylöspäin kapeneva, ja sijoitettu pystyn, sylin-terimäisen tai alaspäin hiukan laajenevan tornin pohjan keskiöön. Napakappale 4 on sopivasti muodoltaan kartiomainen, mutta voi vaihtoehtoisesti olla emäviivaltaan kaarevan pyörintäkappaleen muotoinen, niin kuin kuvioon 1 on merkitty katkovnivoilla 10, 11. Napakappale voi olla poikkileikkaukseltaan monjkulmionkin.muotoinen. Napakappale 4 on varustettu ruuvin muotoon sovitetuilla ohjauskiskoilla 3· Napakappa-leen kannan läpimitta on vähintään viidesosa (neljäsosa, kolmasosa, mahdollisesti kahdesosa tai suurempikin osa) tornin pohjan läpimitasta, ja sen korkeus on vähintään likimäärin yhtä suuri kuin mainittu kannan läpimitta. Napakappaleen kannassa on renkaanmuotoinen kanava 6, johon poistoputki (puskuputki) on yhdistetty. Varsiin 2 lähimmäksi napakappaletta sijoitetut hämmennys- ja ohjauselimet 8 ulottuvat kanavan 6 sisään. Laimennusnesteen tuloreikä 9 on sekä renkaanmuotoisen kanavan luona että tornin kehällä lähellä pohjaa. Tarpeen vaatiessa laimennusnestettä johdetaan myös itse kanavaan 6.

Napakappaletta 4 kannattaa käyttöakseli 12, joka on laakeroitu koteloon 15 laakereilla 13 ja 14. Kotelo on kiinnitetty keskus-laattaan 16. Tiivistystä varten akselin ympärillä on tiivistysrasia 17- Akseli 12 on tarkoitettu pyörimään nuolen suuntaan. Ohjauskiskot 5 on sovitettu alaspäin syötettäviksi, ja ne kehittävät napakappaleen 4 pyöriessä lisämomentin sille vääntömomentille, joka tarvitaan napa-kappaleen pyörittämiseen. Jos nousukulma tehdään riittävän suureksi, saadaan vain pieni syöttöteho mutta sen sijaan hämmennystehoa, ja tarpeellinen vääntömomentti suurenee. Ohjauskiskot 5 voidaan jättää poiskin, jos momentin kehittämiseksi käytetään muita elimiä, esimerkiksi laattoja 18. Tällaisia elimiä, jotka saavat aikaan myös hämmennystä, voi olla sovitettu sopiviin kohtiin napakappaleen 4 pinnalle, mieluimmin kuitenkin sen huippuun.

Hämmennys- ja ohjauselimet 3 myötävaikuttavat massan siirtymiseen laimennusvyöhykkeessä tornin keskuskanavaa 6 kohti ja/tai halutun hämmennyksen aikaansaamiseen. Jos elimet 3 asetetaan ulospäin syöttämistä varten (päinvastoin kuin kuviossa 2) hämmennysteho voi- 4 61054 mistuu, mikä voi olla edullista silloin kun laimennus laimennusvyö-hykkeessä on voimakasta. Varsien 2 lukumäärän on kuten mainittu, oltava vähintään kaksi. Niitä sopii olla kolmesta viiteen. Tornin läpimitan ollessa suuri saattaa olla tarpeen käyttää vieläkin useampia varsia, joskin neljä vartta normaalisti riittää.

Laimennusnesteen tulonysät 9 on yhdysjohdoilla 20 yhdistetty runkojohtoon. Näitä tulonysiä voi olla vain tornin kehällä ja/tai tornin pohjassa.

Napakappale 4 ja siihen kiinnitetyt varret 2 pyörivät ennalta valitulla nopeudella, joka on noin 0,5 ~ 10, sopivasti 1-6 kierr/ min. Laimennusvettä syötetään tulonysien 9 kautta ja massaliete, jonka sakeus on välillä 1-12, tavallisesti 3-10, johdetaan pois poisto johtoa 7 myöten.

Napakappale 4 voidaan saattaa ulottumaan sekavyöhykkeen läpi, niin että massapilari, jossa sakeus on korkea, osaksi on napa-kappaleen 4 kannattamana. Saattaa kuitenkin riittää, että napakappale ulottuu jonkin matkaa sekavyöhykkeen sisään.

Napakappaleen pyörittämiseen tarpeellisen momentin suuruus vaihtelee sen mukaan, miten suuri osa napakappaleesta on laimennus-vyöhykkeen yläpuolella. Mitä suurempi osa siitä on laimennusvyöhykkeen yläpuolella, sitä suurempi momentti on tarpeen.

Momentin anturista 21, joka mittaa momentin, jatkuvasti tulevat impulssit vaikuttavat säätimeen 22, joka puolestaan ohjaa laimennusventtiiliä 23, niin että momentti pysyy vakiona ja että massan sakeus poistoaukossa pysyy haluttuna. Kuviossa 4 on esitetty yhteenkuuluvia sakeuden momentin mitattuja arvoja tehdaskäytössä.

Arvot koskevat käyttöä hydraulimoottorilla, ja tarpeellinen öljyn paine on periaatteessa suoraan verrannollinen tarpeelliseen vääntö-momenttiin. Napakappaleen 4 pyörittämiseen tarpeellista hydraulimoot-torin öljynpainetta silloin kun valkaisutorni sisältää pelkkää vettä, so. kun sakeus on 0 ί, on kuviossa 4 merkitty vaakasuoralla viivalla. Jotta laimennusvyöhykkeen korkeutta voitaisiin asetella riittävän tarkasti, tarpeellisen vääntömomentin (öljynpaineen) on kasvettava vähintään kaksikertaiseksi (katkoviiva kuviossa 4) joutokäyntimoment-tiin (joutokäyntipaineeseen) verrattuna ja sopivasti vähintään nelinkertaiseksi (täysi viiva kuviossa 4), kun sakeus laimennusvyöhykkeessä suurenee 2 ?:sta 10 ?:in. Napakappaleen edellä selitetyn Hannatusvaiku-tuksen ansiosta sekavyöhykkeen asema on verraten riippumaton laimennus vyöhykkeen sakeudesta.

Napakappaleen 4 pyöriessä pyöriminen saa aikaan massan ja 5 61054 nesteen sekoittumisen sekä lisäksi syöttöliikkeen poistoaukkoa kohti. Ruuvinmuotoisten ohjauskiskojen 5 tehtävänä on paitsi momentin kehittämistä, myös pitää huoli tasaisesta syötöstä alaspäin koko poikkileikkauspinnalla.

Momentin mittauksen täydennykseksi voidaan lämpötilan vaihteluita pohjavyöhykkeessä joko piirtää tai käyttää automaattiseen impulssin antoon laimennusnesteen määrän säätöä varten. Kuviossa 1 on esitetty kolme lämpömittaria 19, joista yksi on sovitettu reaktiovyö-hykkeeseen, yksi laimennusvyöhykkeeseen ja yksi sekavyöhykkeeseen.

Jos valkaisuaineena käytetään happikaasua, sopiva lämpötila reaktio-vyöhykkeessä on 100-120°, ja laimennusvyöhykkeen lämpötila tulee normaalisti olemaan 40~90°C.

Kaasufaasivalakaisussa tornin yläosassa pidetään tavallisesti kaasutilaa sakean massapilarin yläpuolella. Jotta saataisiin tasainen valkaisu ja haluttu valkaisuaste, sakean massapilarin korkeuden on oltava vakio. Edellä selitetyn ulossyöttölaitteen yhteydessä voidaan tällöin käyttää radioaktiivista korkeuden mittausmenetelmää. Sakean massan pilarin yläpinnan kohdalle eli korkeudelle tornin ulkosivulle on sovitettu aseteltavaksi radioaktiivisen säteilyn lähde 28. Diametraalisesti sitä vastapäätä, samoin aseteltavaksi sovitettuna tornin ulkosivulla on vastaanotin 27, sopivasti nk. Geiger-MUller-putki. Säteilynlähteestä 28 tuleva säde antaa vastaanottimeen 28 merkin. Jos säde kulkee kaasutilan läpi, sen voimakkuus on aseteltu.

Jos säde sen sijaan kulkee massapilarin läpi, signaali on heikompi tai nolla. Vastaanotin 27 muuttaa signaalin sähkövirraksi, joka johtoa 26 myöten johdetaan säätimeen 24 vahvistimen F kautta. Säädin 24 ohjaa puskujohdossa olevaa ulosvirtausventtiiliä 25· Mittauskalusto on korkeussuunnassa aseteltavissa, niin että massapilarin korkeus voidaan valita sopivaksi.

Claims (14)

1. Valkaisutorni hienojakoisen, kaasua läpäisevän kuituainek-sen kuten sellumassan jatkuvaa kaasufaasivalkaisua, ensisijaisesti happikaasuvalkaisua varten suuressa sakeudessa, jossa valkai-sutornissa Joka on pääasiassa pystysuora, ylläpidetään kaasuvyöhy-kettä kuituaineksen syöttöjohdolla varustetussa yläosassa, tämän vyöhykkeen alla kuituainespilaria, jossa sakeus on korkea, 18-40, sopivasti 25-35 %3 laimennusvyöhykettä alaosassa, jossa on laimen-nusveden syöttöjohdot ja käsitellyn kuituaineksen poistojohto, ja kahden viimemainitun vyöhykkeen välistä sekavyöhykettä, tunnettu siitä, että tornin pohjaan on keskelle sovitettu akselin (12) pyörittämä ylöspäin suppeneva napakappale (4), joka ulottuu ylöspäin laimennusvyöhykkeen läpi ja ainakin jonkin matkaa sekavyöhykkeen sisään ja joka on varustettu elimillä (5j 18) lisävastuksen kehittämiseksi napakappaleen pyöriessä ja lisäksi sovitettu sinänsä tunnetulla tavalla ohjaamaan kuituainesta ulospäin valkaisutornin keskeltä kosketukseen hämmennys- ja ohjaus-elinten (3j 8) kanssa ennen kuituaineksen poistumista poistojoh-toa (7) myöten, ja että napakappaleen (4) käyttölaitteeseen on yhdistetty momentin anturi (21), joka venttiililaitteen (23) avulla säätää laimennusvyöhykkeeseen menevää laimennusnestemäärää laimennusvyöhykkeen korkeuden pysyttämiseksi vakiona, ja että on sovitettu elimet suuren sakeuden omaavan kuituainespilarin korkeuden pysyttämiseksi sinänsä tunnetulla tavalla vakiona.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valkaisutorni, tunnet-t u siitä, että lisävastuksen kehittävinä eliminä on jatkuva tai keskeytyksin muodostettu, ruuviviivan muotoinen ohjauskisko (5), joka on sovitettu syöttämään alaspäin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen valkaisutorni, tunnettu siitä, että napakappale (4) on kartion muotoinen.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen valkaisutorni, tunnettu siitä, että napakappale (4) on pyörähdyskappale, jonka emäviiva on kaaren muotoinen.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että napakappaleen (4) kannan läpimitta on vähintään viidesosa tornin läpimitasta napakappaleen korkeudella, ja että napakappaleen (4) korkeus on ainakin likimäärin yhtä suuri kuin sen kannan läpimitta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että hämmennys- ja ohjauselimet 7 61054 (3, 8) on kiinnitetty ainakin kahteen, napakappaleeseen (4) kiinnitettyyn varteen (2).

6 61054

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että napakappaleen (4) käyttö-akselin (12) ympärille on sovitettu renkaan muotoinen kanava (6) , johon poistojohto (7) on yhdistetty.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen valkaisutorni, t u n n e t -t u siitä, että lähimmäksi akselia (12) sovitetut hämmennys- ja ohjauselimet (8) ulottuvat renkaanmuotoisen kanavan (6) sisään.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että napakappaletta (4) käyttää akselin (12) välityksellä sähkömoottori, jolloin momentin anturi (21) antaa signaalin, joka on verrannollinen sähkötehon kulutukseen .

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen valkaisutorni, tunnettu siitä, että napakappaletta (4) käyttää akselin (12) välityksellä hydraulimoottori, jolloin momentin anturi (12) antaa signaalin, joka on verranollinen öljyn paineeseen.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että napakappale (4) ja tähän kiinnitetyt elimet (2, 3, 5, 8, 18) on sovitettu siten, että kuituaineksen aiheuttaman vääntövastuksen voittamiseen tarpeellinen momentti suurenee vähintään kaksinkertaiseksi, jos sakeus laimennusvyöhykkeessä suurenee 2 $:sta 10 %·Λη.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen valkaisutorni, tunnettu siitä, että tarpeellinen momentti suurenee vähintään nelinkertaiseksi.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen valkaisu-torni, tunnettu siitä, että elimet kuituainespilarin, jossa sakeus on korkea, korkeuden vakiona pysyttämiseksi käsittävät valkaisutornin yläosaan sijoitetun laitteen (27, 28), joka ilmaisee pilarin yläpinnan ja antaa impulsseja poistojohdossa (7) olevan venttiilin (25) säätämiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen valkaisutorni, tunnettu siitä, että kuituainespilarin, jonka sakeus on korkea, yläpinnan osoituslaite (27, 28) koostuu radioaktiivisesta säteilylähteestä (28) sekä vastaanottimesta (27). 61054 8