FI67582B

FI67582B - SAINT VIDEO CONTAINER FOR CELLULOSE FIBER MACHINERY

Info

Publication number: FI67582B
Application number: FI773986A
Authority: FI
Inventors: Herbert Sundqvist
Original assignee: Kamyr Ab
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1984-12-31
Also published as: FI67582C; FI773986A

Description

ESFn [B] (11)KUULUTUSjULICAISU ,ηΓΟ0ESFn [B] (11) ADVERTISING PUBLICATION, ηΓΟ0

JflgSA lJ ' ' UTLÄGGNINGSSKRIFT OfDoZJflgSA lJ '' UTLÄGGNINGSSKRIFT OfDoZ

5¾¾ C (45) F&tentti ayC;u;c i!.y 10 94 1935 ^ ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 D 21 C 3/24 £|JQ|W| | —pj m LAN D (21) Patenttihakemus — Patenuroölinlng 773986 (22) Hikemlipllvi — Aruöknlngid»g 30.12.77 (23) Alkupa vi — Glltlghetsdag 30.12.77 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentllg Q1 07 795¾¾ C (45) F & t ayC; u; c i! .Y 10 94 1935 ^ ^ (51) Kv.lk.3 / lnt.CI.3 D 21 C 3/24 £ | JQ | W | | —Pj m LAN D (21) Patent application - Patenuroölllng 773986 (22) Hikemlipllvi - Aruöknlngid »g 30.12.77 (23) Alkupa vi - Glltlghetsdag 30.12.77 (41) Become public - Bllvlt offentllg Q1 07 79

Patentti- }a rekisterihallitus ... .... , ,, ,, ,. , ...Patent and Registration Office ... ...., ,, ,,,. , ...

* (44) NJhtSviksIpanon Ja kuuLJulkalsun pvm. — .* (44) Date of publication in the Official Journal of the European Communities. -.

Patent- och registerstyrelsen 7 Ansökan utlagd och utUkrlften publlcerad 31 .12.84 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet (71) Kamyr Aktiebolag, Verkstadsgatan 10, Karlstad, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Herbert Sundqvist, Karlstad, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Leitzinger Oy (54) Menetelmä keittää jatkuvasti sei 1u1oosapitoi s ta kuitumateriaalia -Sätt vid kontinuerlig kokning av cellulosahaltigt fibermaterialPatent and registration law 7 Ansökan utlagd och utUkrlften publlcerad 31 .12.84 (32) (33) (31) Privilege requested — Begird prlorltet (71) Kamyr Aktiebolag, Verkstadsgatan 10, Karlstad, Sweden-Sweden (SE) (72) Herbert Sundqvist Karlstad, Sweden-Sweden (SE) (74) Leitzinger Oy (54) Method for continuous cooking of fibrous material -Sät vid kontinuerlig kokning av cellulosahaltigt fibermaterial

Esillä olevan keksinnön kohteena on selluloosapitoisen kuitumateriaalin jatkuva keittäminen, joka materiaali voi olla esimerkiksi puulas-tua tai jotain muuta massan valmistukseen tarkoitettua hienoksi jaettua raaka-ainetta, esimerkiksi olkea, ruokoa, ruohoa, bambua. Jatkuvassa keittämisessä lämmitys tarvittavaan prosessilämpötilaan tapahtuu suurimmaksi osaksi lisäämällä suoraan tai epäsuorasti höyryä yli-ilmakehän paineessa olevaan keittoastiaan. Erityisesti keksinnön kohteena ovat höyryllä suoraan lämmitettävät keittimet, joissa höyry lisätään kuitumateriaaliin kaasufaasina.The present invention relates to the continuous cooking of a cellulosic fibrous material, which material may be, for example, wood chips or some other finely divided raw material for the production of pulp, for example straw, reed, grass, bamboo. In continuous cooking, heating to the required process temperature takes place for the most part by adding steam directly or indirectly to a cooking vessel at atmospheric pressure. In particular, the invention relates to cookers which are directly heated by steam, in which steam is added to the fibrous material as a gas phase.

Ruotsalaisesta patentista 330.819 tunnettujen Kamyr-keittimien mukaisesti kuitumateriaalia syötetään jatkuvasti pystyssä olevaan kyllästysastiaan, jossa se pidetään jonkin aikaa tietyssä lämpötilassa ja tietyssä paineessa ennenkuin se johdetaan itse delignifikaatyöprosessiin. Tällaisessa kyllästysastiassa ylläpidetään astian yläosassa höyryvyöhykettä ja alempana säädeltyjä kuitumateriaali- ja nestepintoja. Höyry lisätään astiaan nestepinnan yläpuolelle mutta kuituma-teriaalipinnan alapuolelle ilman ajarhiseksi pois kuitumateriaalista, joka ilma poistuu astian yläosasta. Tämän esikäsittelyn jälkeen kuitumateriaali syötetään itse keitinastian yläosaan, jossa ylläpidetään 2 67582 myös kaasuvyöhykettä kuitumateriaali- ja keittonestepinnan yläpuolella. Kuitumateriaali, joka saapuu keittimen yläosaan esikäteltynä kerroksena läpikäy siellä 1isälämmityksen, joka suoritetaan täydessä keittopaineessa olevalla höyryllä tarvittavaan prosessilämpötilaan. Tähän mennessä on ollut sopivinta ja tavallisinta keittimen yläosaan lämmitystä varten tapahtuvan kuitumateriaalin sisäänsyötön yhteydessä johtaa sisään myös höyryä suunnilleen samassa määrin kuin kuitumateriaalia. Höyryä, jota kuluu sisäänsyötetyn, kylmemmän kuitumateriaalin kodensoitumisesta johtuen, korvataan jatkuvasti uuden höyryn lisäyksellä siten, että höyrykehä pysyy keittimen yläosassa koko ajan.According to the Kamyr digesters known from Swedish patent 330,819, the fibrous material is continuously fed into an upright impregnation vessel, where it is kept for some time at a certain temperature and pressure before it is introduced into the delignification process itself. In such an impregnation vessel, a steam zone is maintained at the top of the vessel and the fibrous material and liquid surfaces regulated below. The steam is added to the vessel above the liquid surface but below the surface of the fibrous material to air away from the fibrous material, which air exits the upper part of the vessel. After this pretreatment, the fibrous material is fed to the top of the digester itself, where 2,67582 also maintains a gas zone above the fibrous material and cooking liquid surface. The fibrous material that arrives at the top of the digester as a pre-treated layer undergoes an additional heating there, which is carried out with steam at full cooking pressure to the required process temperature. To date, it has been most convenient and common for the addition of fibrous material to the top of the digester for heating to introduce approximately the same amount of steam as the fibrous material. The steam consumed due to the coding of the fed-in, colder fibrous material is constantly replaced by the addition of new steam so that the steam ring remains at the top of the digester at all times.

Seuraavassa selvitettävistä eri syistä on tällaisessa keittimessä havaittu taipumusta siihen, että lämpötila jakautuu epätasaisesti kuitumateriaaliin keittimen poikkileikkauksen yli, mikä on suuri haittapuoli, koska delignifikaatioaste on suuresti riippuvainen lämpötilasta. Liiallisen kuumennuksen saavat kuitumateriaaliosat voivat kiehua yli, kun taas toisaalta ne osat, jotka saavat liian vähän lämmitystä, tulevat vajaakäytetyiksi ja eroavat keittämön jälkeen sijaitsevassa siivilöintiosastossa, mikä puolestaan johtaa sisäänsyötetyn kuitumateriaalimäärän perusteella laskettuna pienentyneeseen saantoon.For various reasons to be explained below, such a cooker has a tendency for the temperature to be unevenly distributed in the fibrous material over the cross-section of the cooker, which is a major drawback because the degree of delignification is highly temperature dependent. Excessively heated portions of fibrous material can boil over, while on the other hand those portions that receive too little heating become underutilized and separate in the sieving compartment after cooking, which in turn results in reduced yield based on the amount of fibrous material fed.

Keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on saada aikaan jatkuvalla keittämisellä kuitumateriaalin mahdollisimman yhteneväinen lämmitys, jolloin kuitumateriaali saa mahdollisimman tasaisen lämpötilan riippumatta siitä, missä kohtaa keittimen poikkileikkausta kuitumateri-aalikappale sijaitsee. Keksintö ratkaisee yllä mainitut ongelmat siten, että sen sijaan, että lisättäisiin tavanomaisesti kaikki höyry keittimen yläosaan syötetäänkin höyry kokonaan tai osittain astiaan alemmalle tasolle siten, että höyry syrjäyttää muodostuneet raskaammat kaasut ja saa tilaisuuden laajentua ylöspäin vastavirtaan alaspäin putoavaan kuitumateriaaliin nähden. Lisäparannus voidaan saada aikaan siten, että höyryä syötetään astiaan matalalle ja sen lisäksi se lisätään astiaan siten, että alaspäin laskeutuva kuitumateriaali leviää samanaikaisesti keittimen koko poikkileikkaukselle. Keksintöä selvitetään tarkemmin seuraavassa selityksessä viittaamalla oheiseen piirustukseen. Se, mitä keksinnöllä halutaan suojata, ilmenee seuraa-vista patenttivaatimuksista.The main object of the invention is to provide the most uniform heating of the fibrous material by continuous cooking, whereby the fibrous material obtains as uniform a temperature as possible, regardless of where the cross-section of the digester is located. The invention solves the above-mentioned problems so that instead of conventionally adding all the steam to the top of the digester, all or part of the steam is fed to a lower level in the vessel so that the steam displaces the heavier gases formed and allows expansion upstream of the downwardly falling fibrous material. A further improvement can be achieved by feeding steam to the vessel low and, in addition, adding it to the vessel so that the downwardly descending fibrous material spreads simultaneously over the entire cross-section of the digester. The invention will be explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawing. What the invention seeks to protect is set out in the following claims.

3 675823 67582

Pystyssä olevaan, pääasiallisesti sylinterimäiseen jatkuvaan keittimeen 1 syötetään hienoksi jauhettua ja esikäsiteltyä (höyrytettyä, kyllästettyä) kuitumateriaalia keskeisesti keittimen yläosassa sijaitsevan tuloaukon 2 kautta. Tuloaukosta kuitumateriaali putoaa alas ylläpidettyyn kuitumateriaalitasoon 3, jota voidaan ohjata syöttämällä ulos valmiiksi keitettyä kuitumateriaalia keittimen pohjaosasta 4. Keittimessä pidetään yllä myöskin keittonesteen nestepinta 5. Tämä nestepinta voi sinänsä sijaita kuitumateriaali-pinnan yläpuolella, samalla tasolla tai alapuolella. Tavallisimmin se sijaitsee jonkin verran alapuolella, jota myös edellytetään tässä esimerkissä. Materiaalipinnan yläpuolella olevaan tilaan tuodaan höyryä sisäänsyötetyn kuitumateriaalin lämmittämiseksi haluttuun prosessilämpötilaan, joka voi olla esimerkiksi 150 - 170°C. Osa höyryä, esimerkiksi jopa 50 % sisäänsyötetystä kokonaismäärästä voidaan tavanomaisesti lisätä keittimen yläpäädyssä olevan istukan 6 kautta, kun taas loppu höyrymäärä voidaan lisätä kuitumateriaali-pinnan läheisyyteen; noin 0 - 100 cm sen yläpuolella on havaittu sopivaksi. Sisäänsyöttö keittimeen voi tapahtua istukan 7 ja putken 8 kautta, joka vedetään keittimen seinän läpi ja joka päättyy keittimen keskiosaan. Putkessa voi olla täysin avoin poistosuutin, joka voi osoittaa alaspäin, mutta parempi efekti on saavutettu, kun suutin on suljettu ja höyry sen sijaan poistuu radiaalisuuntaan reikäsarjan 9 tai ulostulosuuttimien läpi, jotka on järjestetty putken alaosaan, esimerkiksi 0 - 50 cm putken alapäästä. Myös tässä tapauksessa tämä höyryputki voidaan yhdistää Kamyr-keittimessä esiintyvään keskiput-keen nesteen syöttämiseksi sisään siten, että esimerkiksi pienemmällä halkaisijalla kuin höyryputken halkaisija varustettu nesteputki vedetään höyryputken läpi ja jatkuu alaspäin keittimeen jonkin matkaa nesteen lisäyspintaan. Mainitut höyryreiät 9 tai suuttimet voidaan tehdä ja järjestää siten, että ulosvirtaava höyry kattaa käytännöllisesti katsoen keittimen koko poikkileikkauksen ja voi myös levittää laskeutuvan kuitumateriaalin 10 poikkileikkauksen alueelle, jolloin keittimessä oleva kuitumateriaalipinta muodostaa pääasiallisesti vaakasuoran tason. Mainitut höyrynlisäysputket voidaan eräässä toisessa suoritusmuodossa johtaa istukasta 10 keittimen alaosassa ja vetää keskeltä ylöspäin kuten putki 12 osoittaa ja varustaa yllä mainitulla tavalla suuttimella materiaalipinnan yläpuolella. On selvää, että olennaisinta on se, miten höyry pääsee ulos. Keskeisesti 67582 ylhäältä tai alhaalta tulevien höyryputkien sijasta voidaan vaihtoehtoisena suoritusmuotona järjestää myös useita putkia tai putkimaisia osia, jotka on edullisimmin järjestetty symmetrisesti keittimen poikkileikkauksen keskustan ympärille. Tätä järjestelyä voidaan käyttää halkaisijaltaan suurempien keittimien yhteydessä, ja myös tässä tapauksessa pitää höyryn ulostulot järjestää siten, että ne yhdessä levittävät laskeutuvan kuitumateriaalin tasaisesti kautta astian koko poikkileikkauksen. Tämä voidaan saada aikaan tunnetulla tavalla tietyn muotoisilla höyrysuihkui11a, jotka erityisesti sivusuunnassa ovat limittäin.A finely ground and pretreated (steamed, impregnated) fibrous material is fed to a vertical, substantially cylindrical continuous digester 1 centrally through an inlet 2 located at the top of the digester. From the inlet, the fibrous material falls down to a maintained fibrous material level 3, which can be guided by feeding out pre-cooked fibrous material from the digester bottom 4. The digester also maintains a cooking liquid liquid surface 5. This liquid surface itself can be above, at or below the fibrous material surface. It is usually located somewhat below that, which is also required in this example. Steam is introduced into the space above the surface of the material to heat the introduced fibrous material to the desired process temperature, which may be, for example, 150 to 170 ° C. Some of the steam, for example up to 50% of the total amount fed, can be conventionally added through the seat 6 at the upper end of the digester, while the rest of the steam can be added in the vicinity of the fibrous material surface; about 0 to 100 cm above it has been found to be suitable. The feed into the digester can take place via a seat 7 and a pipe 8 which is pulled through the wall of the digester and which ends in the middle part of the digester. The tube may have a fully open outlet nozzle which may point downwards, but a better effect is achieved when the nozzle is closed and the steam instead escapes radially through a series of holes 9 or outlet nozzles arranged at the bottom of the tube, for example 0-50 cm from the bottom. Also in this case, this steam pipe can be connected to a central pipe in the Kamyr to supply the liquid, for example by drawing a liquid pipe with a smaller diameter than the steam pipe through the steam pipe and continuing down to the digester some distance to the liquid addition surface. Said steam holes 9 or nozzles can be made and arranged so that the outflowing steam covers practically the entire cross-section of the digester and can also spread the descending fibrous material 10 to a cross-sectional area, whereby the surface of fibrous material in the digester forms a substantially horizontal plane. In another embodiment, said steam addition pipes may be led from the seat 10 at the bottom of the digester and pulled upwards from the center as indicated by the pipe 12 and provided with a nozzle above the surface of the material as mentioned above. Clearly, the most important thing is how the steam gets out. As an alternative embodiment, instead of steam pipes coming from the top or bottom of the central 67582, several pipes or tubular parts can also be arranged, which are most preferably arranged symmetrically around the center of the cross-section of the digester. This arrangement can be used in connection with larger diameter cookers, and also in this case the steam outlets must be arranged so that together they spread the settling fibrous material evenly through the entire cross-section of the vessel. This can be achieved in a known manner by steam jets of a certain shape, which overlap in particular laterally.

Paitsi yllä mainittua levitystehtävää on höyryn lisäyksen pääasiallisena tarkoituksena lämmittää kuitumateriaali haluttuun prosessilämpö-tilaan. Sen jälkeen, kun höyryn ylimäärä on virrannut keittimen sisään kuitumateriaalipinnan läheisyyteen yllä kuvatulla tavalla, joka höyryn ylimäärä tarkoittaa sitä höyryä, joka ei välittömästi kondensoidu, se työntyy ylöspäin keittimessä vastavirtaan laskeutuvaan kuitumateriaaliin nähden. Samanaikaisesti syrjäytyvät myös muodostuneet raskaammat kaasut materiaalipinnan yläpuolella olevalta alueelta, jolloin höyry pääsee paremmin kuitumateriaaliosiin. Kaasut työntyvät ylöspäin ja poistuvat keittimen yläosasta sopivalla, säädettävällä aukolla varustetun ulostulokohdan 13 kautta.In addition to the above-mentioned application function, the main purpose of adding steam is to heat the fibrous material to the desired process temperature. After the excess steam has flowed into the digester in the vicinity of the surface of the fibrous material as described above, which excess vapor means the vapor which does not immediately condense, it protrudes upstream of the fibrous material descending in the digester. At the same time, the heavier gases formed are also displaced from the area above the surface of the material, allowing steam to better penetrate the fibrous material parts. The gases protrude upwards and exit the top of the digester through an outlet 13 with a suitable adjustable opening.

Lisäksi voi olla edullista erottaa suuttimet kuitumateriaalin sovittamiseksi ja suuttimet, jotka ainoastaan syöttävät höyryä. Mainittujen keskeisesti ylhäältä vedettyjen putkien avulla voidaan esimerkiksi noin puoliväliin kuitumateriaalin laskeutumiskorkeutta tai korkeammalle järjestää suuttimia 14 keskiputkeen, jotka levittävät primäärisesti kuitumateriaalin kautta lattian koko poikkileikkauksen, kun taas pääosa höyryä lisätään alemmaksi kuitumateriaalipinnan läheisyyteen, kuten on esitetty. Tällä tavoin saadaan aikaan kuitumateriaalin tehokas leviäminen astian poikkileikkauksen alueelle samanaikaisesti, kun tietty lämpeneminen tapahtuu, kuin taas pääasiallinen lämpeneminen tapahtuu alemmaksi lisätyn höyryn avulla, joka siten nousee ylöspäin vastavirtaan ja kohtaa jo levinneen kuitumateriaalin, jolloin varmistetaan se, että höyry/kuitumateriaali on parhaalla mahdollisella tavalla käytettävissä.In addition, it may be advantageous to separate the nozzles for fitting the fibrous material and the nozzles which only supply steam. By means of said centrally drawn pipes, for example, about halfway up or above the settling height of the fibrous material, nozzles 14 can be arranged in the central pipe, which primarily distribute the entire cross-section of the floor through the fibrous material, while most of the steam is added below the fibrous surface. In this way, the fibrous material is effectively distributed over the cross-sectional area of the vessel at the same time as a certain heating takes place, while the main heating takes place by lower added steam, which thus rises upstream and meets the already spread fibrous material, ensuring that the vapor / fibrous material has the best possible in hand.

5 67582 Käytännön yritykset ovat osoittaneet, että suhteellisen suuria lämpötilaeroja, noin 15 - 30°C, voi esiintyä kuitumateriaalipyl-väiden keski- ja kehäosien välillä, jos kaikki höyry lisätään keittimen yläosaan. Tämä voi puolestaan johtaa suhteellisen suuriin ei-keittoesiintymiin, jotka voivat olla 10 - 12 % laskettuna keitetystä massasta, ellei lämpötilaa säädetä keittimen nestevyö-hykkeessä lämpötilan tasoituskierron avulla, ts. ellei nestettä vedetä radiaalisesti keittimeen, syötetä mahdollisesti lämpöä ja johdeta takaisin keittimen keskiosaan keskiputken kautta. Lisäksi on osoittautunut, että suunnilleen yllä mainitun suuruinen lämpötilaero esiintyy, jos höyry lisätään keskeisesti keittimeen materiaalipinnan alapuolelle mutta nestepinnan yläpuolelle. Yllättäväksi parannukseksi on osoittautunut lisätä hyöryä materiaalipinnan yläpuolelle mutta sen läheisyyteen. Kuitumateriaali ei pääse muodostumaan keskikohdalta korkeaksi, kossa se leviää ja mahdollisesti muodustuneet raskaat kaasut virtaavat pois, jolloin höyry pääsee käsiksi kuituosiin. Edullisissa olosuhteissa keksintöä sovellettaessa on saatu aikaan niin vähäisiä ei-keittomääriä kuin 1 - 2 %, joka on huomattava parannus verrattuna konventionaalisiin tuloksi in.5 67582 Practical attempts have shown that relatively large temperature differences, about 15-30 ° C, can occur between the middle and circumferential parts of the fibrous material columns if all the steam is added to the top of the digester. This, in turn, can lead to relatively large non-cooking occurrences, which can be 10 to 12% of the cooked mass, unless the temperature in the digester's liquid zone is controlled by a temperature equalization cycle, i.e. unless the liquid is drawn radially into the digester, possibly supplied with heat and returned to the digester . In addition, it has been found that a temperature difference of approximately the above-mentioned level occurs if steam is added centrally to the digester below the material surface but above the liquid surface. A surprising improvement has proven to be the addition of steam above the material surface but in its vicinity. The fibrous material cannot form high from the center where it spreads and any heavy gases that may have formed flow away, allowing steam to enter the fibrous parts. Under the preferred conditions, the invention provides non-cooking amounts as low as 1-2%, which is a significant improvement over conventional results in.

Keksintöä voidaan soveltaa kaiken tyyppisiin pystyssä oleviin, eli pystysuoriin ja viistoihin, jatkuviin keittimiin, joissa käytetään suoraa lämmitystä kaasufaasina, ja myös edullisesti astioihin, jotka toimivat jatkuviin keittimiin verrattavissa olevissa edellytyksissä, eli astioihin, joita käytetään osittaiseen delignifikaatioon tai esikäsittelyyn tai monivaiheprosessien yhteydessä.The invention can be applied to all types of vertical, i.e. vertical and oblique, continuous digesters using direct heating as the gas phase, and also preferably to vessels operating under conditions comparable to continuous digesters, i.e. vessels used for partial delignification or pretreatment or multi-stage processes.

Claims

6 Claims 67582

A process for continuously cooking a finely ground cellulosic fibrous material under elevated pressure and temperature in a vertical vessel (1), the upper part of which is fed substantially continuously to the vapor phase and possibly to gas and from the lower part the fibrous material is fed out, providing a substantially continuous downward flow characterized in that the heating steam of the fibrous material is added to the central part of the vessel through one or more tubular parts (8, 12) extending from the axial top or bottom of the vessel and terminating in a vapor outlet (9) located on the fibrous material and / or liquid surface ( 3, 5) in the vicinity, preferably 0 to 100 cm above it, whereby for a large part of the descent distance of the fibrous material to the above-mentioned surface the flow of steam expanding upwards meets that fibrous material, and that the outflowing steam also spreads the descending fiber for the entire cross-section of the meal container.

Method according to Claim 1, characterized in that part of the steam is added to the vessel upstream (6, 14).

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the deaeration (13) takes place from the top of the vessel at the same time as the steam is added to the vessel.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the fibrous material is applied in such a way that the fibrous material is evenly distributed in the container, the fibrous material surface (3) in the kitchen forming a substantially horizontal plane.

A method according to claim 2, characterized in that the steam (14) fed upwards, either partially or completely, spreads the fibrous material mainly over the entire cross-section of the vessel.