FI67584C - Apparatur foer blekning av traemassa - Google Patents

Description

67584

Laitteisto puumassan valkaisemiseksi Jakamalla erotettu hakemuksesta 762792

Keksinnön kohteena on laitteisto massapuolivalmis-5 teiden valkaisemiseksi käyttäen happea sisältävää kaasua

Ennestään tunnettu alalla on ”Kamyr"-yhtiön suunnittelema reaktioastia selluloosaa sisältävien aineiden käsittelyä varten kaasumaisilla reagensseilla, kuten happea sisältävällä kaasulla. Astia on pitkin korkeuttaan 10 jaettu useaan osastoon vaakasuorilla pyörivillä välitasoil-la. Massa siirtyy osastosta toiseen pyöriville vaakasuorille tasoille järjestettyjen rei'itettyjen alueiden vaikutuksesta.

Laitteet selluloosaa sisältävän aineen käsittelemi-15 seksi, joissa on tällainen reaktioastia, takaavat jatkuvan toiminnan kolmen faasin (kiinteä-neste-kaasu) vuorovaikutuksesta.

Tällaisen reaktioastian käyttöön liittyy pakko järjestää suuri joukko liikkuvia osia sen sisään sekä puut-20 teellinen sekoittuminen kussakin osastossa minkä johdosta kaasu jakautuu epätasaisesti pitkin lietepatjan pintaa kussakin osastossa.

Patjan yläosassa, joka on kosketuksessa kaasufaa-sin kanssa, kaasun väkevyys on suhteellisen suuri, samalla 25 kun se progressiivisesti alenee pinnasta pohjaan päin. Lisäksi tämä reaktioastia ei sovi lietteille, joilla on pieni selluloosaa sisältävän aineen pitoisuus, jolloin liuenneen kaasun väkevyyden pudotus pinnasta pohjaa kohti tulee vieläkin suuremmaksi.

30 "Kamyr"-yhtiön kehittämässä reaktioastiassa oleel linen osa työskentelytilasta on täyttynyt, aivan hyödyttömästi, yhtenäisellä kaasufaasilla ilman tämän minkäänlaista kosketusta selluloosaa sisältävän aineen lietteen kanssa.

67584 Tällaisessa reaktioastiassa koko liete liikkuu epätasaisesti ylemmästä osastosta alempaan. Lopullisesta tuotteesta tulee epätasainen ja sen laatuominaisuudet ovat riittämättömät.

5 Tunnettu on alalla myös välike sykkien toimivia uutoskolonneja varten, joka on muovattu vaakasuorien revitettyjen levyjen pakkauksen muotoon, jossa nesteen pitkit-täissekoittumisen vähentämiseksi käytön aikana levyaukot on varustettu kahdella ohjaussiivekkeellä, jotka sijaitse-10 vat kummallakin puolella levyä keskenään yhdensuuntaisina ja vinossa levyn pintaa vastaan.

Vierekkäisten levyjen siivekkeiden akselien välinen leikkauskulma on 2, mikä takaa interferoivilla ruuvi-maisen virtojen liikkeen pakkauksen välilevyjen läheisissä 15 tiloissa ja nesteen vähentyneen sekoittumisen pitkittäissuunnassa.

Edellä kuvattua välikettä käytetään radiokemiallisessa teollisuudessa, ei-rautametallurgiassa, nestemetall-urgiassa mm kolmifaasisysteemin käsittelyyn: neste-kiinteä-20 kaasu. Laitteita, joissa oli tällainen välike on käytetty prosesseissa, jotka on saatettu tapahtumaan käyttämättä ylipaineita, mikä ei tehnyt mahdolliseksi käyttää niitä reaktoreina, joissa prosessi saadaan tapahtumaan vesisuspensioilla yli 100°C:een lämpötilassa ylipaineen alaisena. 25 Edelleen tunnetaan alalla laite lignoselluloosa- tuotteen valmistamiseksi kasviraaka-aineista (vrt. FR-pa-tentti nro 2 075 111; Cl. D 21c 9/00). Se käsittää reak-tioastian, joka on sovitettu toimimaan ylipaineen alaisena. Laitteen yläpäässä on syöttölaite raaka-aineiden 30 syöttöä varten, kun taas sen alapäässä on laitteet happea sisältävän kaasun syöttöä varten. Laitteet emäksisen rea-genssin syöttämistä varten tarjoavat mahdollisuuden syöttää emäksistä reagenssia pääasiallisesti pitkin koko reak-tioastian korkeutta.

35 Astian pinta on osittain lämmönvaihtimien ympäröimä 67584 lämpötilan muuttamiseksi astian sisällä raaka-aineiden, emäksisen reagenssin ja happea sisältävän kaasun reaktion alkuunpanemiseksi, jonka tuloksena muodostuu lignoselluloo-satuote ja neste, jotka poistetaan astian pohjaosasta, se-5 kä jätekaasu, joka poistetaan astian yläpäästä.

Reaktioastia on pitkin korkeuttaa jaettu vyöhykkeisiin, kuhunkin vyöhykkeeseen on järjestetty määrätty sekoi-tuslaite.

Sekoituslaitteet on tehty juoksupyörien, mekanisoi-10 duilla siivekkeillä varustettujen juoksupyörien, kaukosäädettävien sekoittimien muotoon sekä myös liikkumattomiksi sekoituslaitteiksi, jotka takaavat sekoittumisen kaasun kuplimisen vaikutuksesta, tai lappo-sekoituslaitteiksi. Reaktioastia on renkaanmuotoinen ja se sijaitsee vaakasuo-15 rasti niin, että liete voi tehdä kiertoliikettä ja siinä on jakopintataso lietteen ja kaasun välillä.

Reaktioastiassa käytetyillä sekoituslaitteilla on tiettyjä haittoja ja ne eivät anna kolmen faasin tasaista sekoittumista seuraavista syistä: mekaaniset laitteet ta-20 kaavat sinänsä lietteen hyvän sekoituksen, mutta eivät saa aikaan hyvää lietteen ja kaasun sekoittumista keskenään.

Kun kaasu johdetaan kuplien, se kulkee lietteen läpi suurina kuplina, joilla kuitenkin on vain pieni kosketuspinta lignoselluloosa-raaka-aineen lietteen kanssa.

25 Lapposekoituslaitteet takaavat kaasun ja lietteen sekoittumisen putkissa ilman minkäänlaista sekoittumista reaktioastian muussa tilassa. Renkaan muotoisessa reaktio-astiassa kosketuspinta lietteen ja kaasufaasin välillä on melko pieni.

30 Eräs näiden laitteiden haitta on niiden sopimatto muudessa karkeiden osasten käsittelyyn, koska tässä tapauksessa lastut kasautuisivat esteeksi reaktioastian kunkin vyöhykkeen pohjalle.

Vielä eräs ennestään tunnettujen laitteiden hait-35 ta on käsiteltävien aineiden kooltaan eri suuruisten osas- 67584 ten samassa alaspäin siirtymisnopeudessa reaktioastiassa riippumatta niiden koosta, kun karkeiden osasten kä-sittelyajan tulisi selvästi olla pidempi. Lisäksi alan entisissä laitteissa ei ole mahdollista erottaa uutettuja 5 kuituja lastuista ja poistaa niitä nopeasti reakti©vyöhykkeestä .

Sekoituslaitteiden rakenteellinen järjestely alan aikaisemmissa laitteissa vaatii yhtäjaksoisen kaasufaasin läsnäoloa kussakin reaktioastian vyöhykkeessä, mikä lisää 10 viimemainittujen tilavuutta ilman että reagoivien faasien kosketuspinta-ala oleellisesti lisääntyy.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tarjota tällainen laite puumassan valkaisemiseksi saattamalla reaktio tapahtumaan kolminaisessa systeemissä: kiinteä-neste-kaasu, 15 jolloin reaktioastia on varustettu laitteilla emäksisen reagenssin ja lisänestemäärän syöttöä varten, happea sisältävän kaasun tuloaukolla ja jätekaasun poistoaukolla siten, että taataan lignoselluloosa-aineen käsittely ja saadun lignoselluloosa-tuotteen sekä jäteliemen korkea laatu.

20 Näihin ja muihin tavoitteisiin päästään laitteella, joka käsittää reaktioastian, joka on sovitettu toimimaan ylipaineessa ja jossa on reaktioastian yläosassa sijaitseva syöttölaite raaka-aineiden syöttöä varten sekä laitteen pohjaosassa sijaitseva laite happea sisältävän kaa-25 sun sisääntuloa varten, laite reagenssin syöttämiseksi pääasiallisesti pitkin reaktioastian koko korkeutta; lämmön vaihtimia, jotka osittain ympäröivät reaktioastian ja jotka on sovitettu muuttamaan lämpötiloja sen sisällä pannen siten alkuun reaktion mainitun raaka-aineen, rea-30 genssin ja happea sisältävän kaasun välillä, jolloin muodostuu valkaistu massatuote ja liemi, jotka poistetaan reaktioastian alaosasta, sekä jätekaasua, joka poistetaan reaktioastian alaosasta, sekä jätekaasua, joka poistetaan reaktioastian yläpäästä. Reaktioastia käsittää keksinnön mu-35 kaisesti pystysuoran kolonnin, joka on varustettu sarjalla 67584 vaakasuoria rei'itettyja levyjä, jotka on asennettu peräkkäin, jolloin jokainen levyistä rajoittuu kehän koko osalta kolonnin sisäpintaan. Kolonniin on myös järjestetty laite lisänesteen syöttämistä varten, jota tarvitaan 5 estämään lignoselluloosatuotteen kasautumista kolonniin ja kolonnin alaosa on yhdistetty sykejohdon avulla syki-tyslaitteeseen, joka antaa nestemäisille reagensseille molemminpuolisen liikkeen levyaukkojen läpi.

Pystysuoran kolonnin käyttö, jossa on sarja peräk-10 käin asennettuja rei'itettyjä levyjä reaktioastiana, tekee mahdolliseksi yhtäjaksoisen prosessin toteuttamisen saattamalla kolme faasia, kiinteä-neste-kaasu, kosketukseen toistensa kanssa. Valkaisureaktion aikana kuidut voivat kasautua kolonniin estäen siten lähtöaineiden vuorovaiku-15 tusta reagenssien kanssa sekä tuotteen liikkumisen pitkin kolonnia. Laite lisänestemäärän syöttämiseksi tekee mahdolliseksi pestä tällaiset kuitukasaumat pois kolonnista estäen täten huonontuneen faasikosketuksen.

Kolonnin alaosan yhdistäminen sykejohdon kautta 20 sykityslaitteeseen, joka antaa molemminpuolisen liikkeen nesteelle kolonnissa, takaa myös kiinteän faasin liikkumisen kolonnissa sekä myös, yhdessä rei1itettyjen levyjen kanssa, kosketuspinnan uudelleenaktivoitumisen reagoivien faasien välillä käyttämättä ollenkaan liikkuvia osia reak-25 tioastian sisällä ja ilman että muodostuu suuria yhden, kahden tai kolmen keskenään reagoivan faasin täyttämiä tiloja.

Keksinnön mukaisessa laitteessa aukot vaakasuorissa levyissä on sijoitettu pitkin samankeskisiä ympyröitä 30 ja ne ovat muodoltaan suorakulmaisia, näiden aukkojen vyöhykkeellä levyjen otsapinnoilla on ohjaussiivekkeitä, jotka on sijoitettu yhdensuuntaisiksi keskenään l-60°:een kulmaan pintojen suhteen.

Suorakulmaisten aukkojen käyttö sijoitettuina pit-35 kin samankeskisiä ympyröitä ja varustettuina siivekkeillä, 6 67584 jotka sijaitsevat näiden aukkojen alueella yhdensuuntaisina keskenään ja l~60°:een kulmassa levyn pinnan suhteen, takaa lietteen pyörivän liikkeen kullakin levyllä sekä kaasukuplien hajoamisen siivekkeillä sykintälait-5 teen vaikutuksesta. Tämä parantaa kiinteän faasin kuljettamista pitkin kolonnia ja parantaa kosketusta reagoivien faasien välillä.

Levyjen toistensa suhteen tarkemmin kiinnittämisen varmistamiseksi ja niiden käyristymisen estämiseksi neste-10 sykinnän aikana tämän keksinnön mukaiseen laitteeseen on järjestetty välikkeitä levyjen väliin. Laite sisältää li-sänestemäärän syöttöä varten sarjaan kytkettyinä massan-poistoyksikön, pesuyksikön lopullista tuotetta varten, pumpun ja putkijohdot jätelientä varten.

15 Levykiinnityksen jäykkyyden lisäämiseksi ja reak- tiokolonnin purkamisen helpottamiseksi keksinnön mukaisessa laitteessa on vaakasuorat levyt kiinnitetty onttoon pystysuoraan varteen.

Keksinnön mukaisessa laitteessa tämä ontto varsi on 20 rei'itetty ja näiden reikien kautta lisämäärä nestettä tai jätelientä syötetään kolonniin pitkin sen koko korkeutta.

Tämä rei'itys tekee mahdolliseksi käyttää vartta laitteena nestemäisten reagenssien syöttämiseksi kolonniin sekä myös lisänestemäärän syöttämiseksi reaktiokolonnin 25 koko korkeutta pitkin.

Vaakasuorien levyjen käyttö massan valkaisussa, jolloin levyt rajoittuvat kolonnin koko sisäpintaan, tekee mahdolliseksi poistaa karkeiden kuitujen tai kuitukimppu-jen, joista ligniiniä on poistunut vähemmän, läsnäolon.

30 Lopullisessa tuotteessa, mistä on seurauksena viimemainitun parantunut laatu, levyjen yksinkertaistunut järjestely ja kolonnin prosessin lisääntynyt luotettavuus.

Tämän keksinnön paremmin ymmärtämiseksi annetaan seuraavassa spesifinen esimerkki sen suoritusmuodosta vii-35 täten oheisiin piirroksiin, joista 67584 kuvio 1 on kaaviokuva, joka esittää keksinnön mukaista laitetta massan valkaisemiseksi, ja kuvio 2 on yleiskuva rei’itetystä levystä.

Tämän keksinnön mukainen laite käsittää reaktio-5 astian 1 pystysuoran kolonnin muodossa, joka on sovitettu toimimaan ylipaineen alaisena.

Reaktioastian 1 yläosassa on syöttölaite 2 puumassan syöttämistä varten.

Reaktioastian 1 alaosassa on laite 3 happea sisäl-10 tävän kaasun sisäänlaskemiseksi, kun taas jätekaasu poistuu laitteen 4 kautta, joka sijaitsee reaktioastian 1 yläosassa.

Reaktioastia 1 on kytketty laitteeseen 5 reagenssin syöttöä varten. Lämmönvaihtimet 6 sijaitsevat pitkin reak-15 tioastian 1 koko korkeutta ja ne on sovitettu muuttamaan lämpötilaa astian sisällä saaden siten aikaan vuorovaikutuksen lähtöraaka-aineiden, emäksisen reagenssin ja happea sisältävän kaasun välillä.

Reaktioastian 1 sisällä on vaakasuoria rei'itettyjä 20 levyjä 7, jotka on asennettu peräkkäin ja jotka rajoittuvat koko kehältään kolonnin sisäpintaan.

Puumassan kasautumien muodostumisen estämiseksi kolonnissa 1 on järjestetty laite 9 lisänestemäärän syöttöä varten ja tämä laite on kytketty reaktioastian ala-25 osaan.

Nestemäisten reagenssien kolonnissa 1 saamiseksi molemminpuoliseen liikkeeseen on kolonnin alaosa yhdistetty sykejohdon 10 avulla sykityslaitteeseen 11.

Rei'itetyissä levyissä 7 on suorakulmaisia aukkoja 30 12, näiden aukkojen vyöhykkeellä on ohjaussiivekkeitä 13, jotka on sijoitettu yhdensuuntaisiksi ja toisiaan kohti l-60°:een kulmassa (kuvio 2), mikä takaa kaasun hajoamisen ja lietteen pyörimisliikkeen sykityslaitteen toiminnan vaikutuksesta.

35 Välikkeitä 14 (kuvio 1) on asennettu levyjen väliin 8 67584 niiden kiinnittymisen varmistamiseksi toistensa suhteen.

Laite 9 lisänestemäärän syöttämistä varten (kuvio 1) käsittää sarjaan kytketyn poistoyksikön 16, pesuyksikön 17 lopullista tuotetta varten, pumpun 18 ja putkijohdot 19 5 jäteliemen toimittamiseksi reaktioastian 1 alaosaan ja onttoon varteen 20. Jäteliemen poisto on osoitettu nuolella "A" ja lopputuotteen poisto nuolella "B".

Rei'itetyt levyt 7 on kiinnitetty onttoon pystysuoraan varteen 20, jossa on rei'itys 21, jonka läpi lisänes-10 temäärä tai jäteliemi syötetään kolonniin pitkin sen koko korkeutta.

Levyt 7 rajoittuvat kolonnin 1 koko kehälle, minkä takia niiden valmistus ja kokoaminen yksinkertaistuvat oleellisesti ja niiden toiminnan luotettavuus lisääntyy.

15 Keksinnön mukaisen laitteen toimintaperiaate on seuraava:

Puumassa täytetään syöttölaitteen 2 avulla reaktio-astiaan 1 ylimmälle rei'itetylle tasolle 7 joka on asennettu pystysuoraan varteen 20. Reagenssiliuos tuodaan reak-20 tioastiaan 1 laitteesta 5, kun taas höyryä syötetään läm-mönvaihtimiin 6 reaktioastian sisällön kuumentamiseksi.

Happea sisältävää kaasua syötetään reaktioastian 1 alaosaan laitteen 3 kautta, tämä kaasu hajoaa ohjaussiivek-keiden 13 ja nestesysäysten vaikutuksesta ja nousee vähi-25 telien muodostamatta kuitenkaan yhtenäistä kaasufaasia.

Reaktioastian 1 alaosaan vyöhykkeeseen 23 välitetään edestakaista sykkimistä sykityslaitteesta 11 sykejohtoa 10 pitkin. Nestesykinnän sykityksen voimakkuus on 100-600 mm/mi-nuutti. Sykintävoimakkuutta luonnehditaan sykintätaajuu-30 den (sykintä/min) ja sykintä-amplitudin (mm) tulolla.

Sykkeen vaikutuksesta massaliete joutuu pyörivään liikkeeseen ja ylimmältä levyltä 7 lastut kulkevat suorakulmaisten aukkojen 12 läpi toiselle (ylhäältä lukien) levylle 7. Kahden vierekkäisen levyn välimatka pidetään muut-35 tumattomana välikkeiden 14 avulla. Toisella levyllä 7 las- 9 67584 tut pyörivät vastakkaiseen suuntaan, mikä johtuu ohjaus-siivekkeiden 13 päinvastaisesta sijoittelusta.

Massaliete poistetaan laitteen 9 läpi lisäneste-määrän syöttöä varten. Ensin liete kulkee massanpoisto-5 yksikön 16 läpi ja toimitetaan edelleen pesuyksikköön lopullista tuotetta varten. Tämä pesuyksikkö 17 takaa lopullisen tuotteen sakeutumisen, sen pesun ja jäteliemen tuottamisen väkevöidyssä muodossa. Osa jäteliemestä, jonka määräävät nestesuhde reaktioastiassa 1 ja siihen syötetty 10 tuoreen reagenssin tilavuusmäärä sekä myös massanpoisto- yksikön 16 toimintaolosuhteet, toimitetaan pumpun 13 avulla reaktioastian 1 alaosaan ja onttoon varteen 20 yhdysjohtojen 19 kautta. Samanaikaisesti tätä lientä käytetään fraktioimislaitteen 22 puhdistamiseen ja uuttumattoman mas-15 san parempaan erottamiseen massakuiduista. Toinen osa jäte-liemestä toimitetaan edelleenkäyttöä varten.

Riippuen hakkeen käsittelyn valituista lämpötila-olosuhteista, voidaan reaktioastian 1 eri vyöhykkeitä kuumentaa tai jäähdyttää lämmönvaihtimien 6 avulla. Jätekaasu 20 poistetaan reaktioastian yläpäästä laitteen 4 kautta, minkä jälkeen puhdistettua happea voidaan jälleen syöttää laitteeseen 3, jonka kautta syötetään myös tuoretta happea sisältävää kaasua sen häviöiden ja kulutuksen kemiallisia reaktioita varten korvaamiseksi.

25 Tämän keksinnön mukaisessa laitteessa ei käytetä yhtäjaksoista kaasufaasia, minkä johdosta reaktioastian 1 työskentelytila tulee tehokkaammin käytetyksi.

Keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää valkaisuun happea sisältävällä kaasulla nousevasti tai laske-30 vasti ainetta reaktioastiassa 1 siirtäen. Käsiteltävän aineen kulkiessa alaspäin käsiteltävää ainetta syöttölaitteen 2 avulla reaktioastian 1 yläosaan, jossa sijaitsee revitettyjä levyjä 7, joissa on suorakulmaisia aukkoja 12 sijoitettuina samankeskeisille ympyränkehille ja jotka 35 aukot on varustettu ohjaussiivekkeillä 13. Käsitelty aine kulkee alaspäin aukkojen 12 läpi.

10 67584 Käsiteltävän aineen sekoittuminen nestemäisten rea-genssien ja happea sisältävän kaasun kanssa, jota syötetään reaktioastian alaosaan laitteen 3 kautta, sekä myös käsiteltyjen raaka-aineiden siirtyminen, aikaansaadaan 5 välittämällä tykytys sykityslaitteesta 11 sykejohdon 10 kautta.

Reaktioastian sisällön käsittelyn lämpötilaolosuhteita säädetään lämmönvaihtimien 6 avulla. Käsitelty aine poistetaan massanpoistoyksikön 16 kautta ja se toimitetaan 10 pesulaitteeseen 17 lopullista tuotetta varten. Jätekaasu poistetaan reaktioastiasta 1 laitteen 4 kautta.

Kun käsitelty aine kulkee reaktioastian 1 alaosaan, tulisi syöttölaitteen 2 ja massanpoistolaitteen 16 toimintoja vaihtaa. Jätekaasun kokoamiseksi, laitteen 4 liittymä-15 kohdan reaktioastiaan 1, tulisi sijaita korkeammalla kuin syöttölaitteen 2 liitoskohdan.

Claims (1)

1. 67584 Patenttivaatimus : Laitteisto puumassan valkaisemiseksi, joka käsittää reaktioastian, joka on tarkoitettu toimimaan yli-5 paineessa ja jonka yläosaan on sovitettu laite raaka- aineen syöttöä varten ja alaosaan laite happea sisältävän kaasun johtamista varten, laitteen emäksisen reagenssin johtamista varten pääasiallisesti pitkin reaktioastian koko korkeutta sekä lämmönvaihtimet, jotka osittain ympä-10 röivät tämän astian pinnan ja jotka on sovitettu muuttamaan lämpötilaa siinä raaka-aineiden, emäksisen reagenssin ja happea sisältävän kaasun välisen reaktion alkuun-panemiseksi, jolloin muodostuu valkaistu massatuote sekä liemi, joka poistetaan astian alaosasta sekä jätekaasu, 15 joka poistetaan astian yläosasta, tunnettu siitä, että reaktioastia (1) käsittää pystysuoran kolonnin, joka on varustettu sarjalla peräkkäin sovitettuja vaakasuoria revitettyjä levyjä (7), joista jokainen liittyy koko kehältä kolonnin sisäpintaan, ja että kolonniin on asennet-20 tu myös laite (9) lisänestemäärän syöttämistä varten, joka tarvitaan estämään massan kasautuminen kolonnissa, että kolonnin alempi osa on yhdistetty pulsaatiojohdon (10) avulla pulsaattoriin (11), joka antaa nestemäisille rea-gensseille edestakaisen liikkeen levyjen (7) reitityksen 25 läpi.