FI72353B

FI72353B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av cellulosamassa.

Info

Publication number: FI72353B
Application number: FI840006A
Authority: FI
Inventors: Rolf Reinhall
Original assignee: Sunds Defibrator
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1984-01-02
Publication date: 1987-01-30
Also published as: FI840006A; FI840006A0; EP0109409A1; SE435849B; SE8202790L; WO1983003856A1; JPS59500725A; FI72353C; US4606789A

Description

72353

Menetelmä ja laite selluloosamassan valmistamiseksi Förfarande och anordning för framställning av cellulosamassa

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää selluloosamassan valmistamiseksi lignoselluloosamateriaalista, jossa materiaali jauhetaan jauhimessa, joka on sisäisen höyrynpaineen alaisena. Keksintö koskee edelleen laitetta menetelmän soveltamiseksi.

5 Tällaisessa selluloosamassan valmistuksessa, erityisesti paperinvalmistusta varten on välttämätöntä massan käyttämiseksi tehokkaasti, että sanottu massa muodostuu yhtenäisestä kuitufraktiosta, jossa ei ole ylisuuria hie-nontamattomia (kuiduttamattomia) nuppuja tai kuitukimppuja. Tavanomaises-10 sa massan valmistuksessa tämä saavutetaan liettämällä valmistettu massa veteen, jonka jälkeen se saatetaan kulkemaan verraten laimean suspension muodossa erilaisten kuitujen lajittelulaitteiden kuten reikä- tai rakolevyillä varustettujen sihtien läpi päistäreiden poistamiseksi tai ns. pyörrepuhdistimien kautta, joissa massa puhdistetaan päistäreistä 15 ja riittämättömästi hienonnetuista (kuidutetuista) kuitukimpuista keskipakovoiman vaikutuksella.

Kaikilla näillä ns. vesiperustaisilla järjestelmillä on epäkohtana, että ne vaativat suuret määrät vettä suuruusluokaltaan 1:300-1:100, joka vesi 20 on poistettava seuraavissa käsittelyvaiheissa ennenkuin massa kuljetetaan käyttöpaikalle, paalataan jne. Massan suspendoiminen veteen ja tässä yhteydessä kysymykseen tulevien nestevolyymien siirtäminen sihdeille ja pyörrepuhdistimille vaativat suuren määrän energiaa ja lisäksi sihdeillä ja pyörrepuhdistimilla erotetut ylikokoiset kuitukimput tai päistäreet on 25 jälleen vedetönnettävä sakeuteen likimäärin 1:2-1:4 niiden tehokasta jatkokäsittelyä varten.

Tämän keksinnön päätarkoituksena on aikaansaada yllämainittua tyyppiä oleva menetelmä, jossa massa voidaan valmistuksen yhteydessä puhdistaa 30 ja päistäreet tai kuitukimput poistaa siitä puhdistusprosessissa ja massa saattaa jatkokäsittelyn alaiseksi ilman huomattavien vesimäärien lisäämistä, jotka myöhemmin olisi poistettava eri vedenpoistomenetelmin. Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada energian ja vedenkäytön suhteen 2 72353 taloudellinen menetelmä, jota voidaan soveltaa lignoselluloosamateriaalin mekaanisen erottamisen yhteydessä lämpötiloissa, jotka ylittävät 100°C ja/tai paineissa, jotka ylittävät normaalin atmosfäärisen paineen.

5 Keksintöä selostetaan tämän jälkeen yksityiskohtaisemmin viitaten sovellutusesimerkkiin, joka on esitetty liitteenä olevissa piirustuksissa, jotka esittävät laitosta menetelmän soveltamiseksi. Kuvio 1 on kaaviollinen esitys menetelmää soveltavasta laitoksesta. Kuvio 2 on poikkileikkaus mekaanisesta erottimesta, jota voidaan käyttää kuvion 1 esittämässä lai-10 toksessa. Kuvio 3 on poikkileikkaus toisesta mekaanisen erottimen sovellutuksesta. Kuvio 4 on pitkittäisleikkaus vielä eräästä erotintyypistä.

Laitoksessa, joka on esitetty kuviossa 1 viitenumero 10 tarkoittaa syöt-tösuppiloa lignoselluloosakuitumateriaalille, kuten puulastuille varten.

15 Suppilosta 10 materiaali syötetään ruuvilla 12 esilämmittimeen 14 ja sieltä ruuvilla 16 ensimmäiseen kuiduttimeen 18, joka voi olla kiekkokuidutin, jossa lignoselluloosamateriaali kuten puulastut hienonnetaan yksityisiksi kuiduiksi tai kuitukimpuiksi. Tässä käsittelyssä, jonka edellä voidaan käyttää tai olla käyttämättä kemiallista käsittelyä ja/tai esikuumenti-20 messa 14 tapahtuvaa lämmitystä, suurin osa energiasta, joka tuodaan materiaaliin kuiduttimessa 18 muuttuu lämmöksi. Materiaalissa luontaisesti oleva kosteus ja/tai se vesi, joka siihen lisätään kuitumateriaalin ylikuumenemisen estämiseksi kuidutuksen aikana kuiduttimessa 18, muuttuu tällöin höyryksi.

25 Näin syntynyttä höyryä yhdessä höyryn paineilman tai muiden kaasujen kanssa, jotka on johdettu kuiduttimeen 18 kuidutustapahtuman aikana tai sen jälkeen, käytetään nyt hyväksi keksinnön mukaisesti erittäin tehokkaaseen suurten ei-toivottujen kuitukimppujen tai päistäreiden poistamiseen ilman 30 veden lisäämistä. Tämä erottuminen saadaan aikaan käyttämällä näin syntynyttä kaasua tai höyryä kuljettamaan kuitumateriaali suurella nopeudella putken 20 kautta kuiduttimesta 18 ainakin yhteen erotussäiliöön 22. Tässä säiliössä 22 kuidut ja/tai erisuuruiset kuitukimput erotetaan saattamalla selluloosasuspensio sellaiseen liikkeeseen, että kuitujen lajittelu 35 tapahtuu niiden tiettyjen poikkeavien ominaisuuksien kuten painon, koon tai muun samankaltaisen erikoispiirteen perusteella. Erottumista voidaan auttaa selluloosasuspension nopeus- tai liikemuutosten tai painovoiman

II

3 72353 avulla kuten alempana lähemmin selostetaan viitaten kuvioihin 2-4.

Hyväksytyt kuidut joutuvat putken 24 kautta höyrynerotuspyörresuppiloon 26, kun taas hylätyt kuidut tai kimput syötetään ruuvilla 28 poistoput-5 keen 30. Hyväksytyt kuidut syötetään höyrynerotuspyörresuppilosta 26 jau-himeen 32 toista jauhatusvaihetta varten. Jauhimesta 32 selluloosasuspen-sio johdetaan putken 34 kautta seuraavaan erotusvaiheeseen, joka esitetyssä sovellutusmuodossa käsittää kolme yksikköä 36,38 ja 40. Nämä yksiköt ovat pyörrepuhdistimia, joiden rejektiaukot on yhdistetty poistolaittee-10 seen 42, jonka poistoaukko on yhdistetty putkeen 44, joka johtaa keräys-säiliöön 46. Ensimmäisestä pyörre-erottimesta 22 tuleva rejektiputki 30 on myös yhdistetty keräyssäiliöön 46 niin, että kaikki hylkykuidut ja kuitukimput joutuvat siihen. Keräyssäiliön 46 sisällys johdetaan kuidut-timeen 48, jossa rejektikuidut tai kuitukimput käsitellään uudelleen ja 15 hienonnetaan ja kuiduttimen 48 poistoaukko on yhdistetty putken 50 avulla höyrynerotuspyörresuppiloon 26 so. kuiduttimesta 48 poistuva selluloo-sasuspensio syötetään toiseen jauhatusvaiheeseen 32.

Toisessa puhdistusvaiheessa olevan pyörrepuhdistimen 36 poistoaukko on yh-20 distetty pyörrepuhdistimeen 38, jonka poistoaukko vuorostaan on yhdistetty pyörrepuhdistimeen 40. Pyörrepuhdistimesta 40 tuleva hyväksytty massavirta syötetään putken 52 kautta höyrynerotuspyörresuppiloon 54, josta massa syötetään massakyyppiin 56. Massakyypistä 56 massa johdetaan putken 58 kautta jatkokäsittelyyn tai -käyttöön. Esitetyssä sovellutusesimerkissä 25 massa sen jälkeen kun se on kuivattu kuivaimessa 60, jossa voidaan käyttää hyväksi höyrynerotuspyörresuppilosta 26,54 tulevaa höyryä, johdetaan put-kilinjan 62 ja pumpun 64 kautta paalausasemalle 66.

Ensimmäisessä erotusvaiheessa käytetty erotin 22 voi kuten on esitetty 30 yksityiskohtaisemmin kuviossa 2, käsittää höyrynkeräys- ja/tai kaasun- keräysvaipan, johon ensimmäisestä kuidutusvaiheesta tuleva putki 20 avautuu ja johon selluloosasuspensio puhalletaan suurella nopeudella käyttäen energiaa, joka on tuotu kuidunerottamisvaiheeseen sähkön ja/tai höyryn tai kompressoidun kaasun muodossa. Massa saa siten, kun se tulee pyörre-35 erottimeen 22 nopean kiertoliikkeen samanaikaisesti kuin pyörre-erottimeen johdettu kaasu tai höyry aikaansaa selluloosasuspension kulkeutumisen keskipakoisvoiman vaikutusta vastaan poistoputkeen 68, joka sijaitsee 4 72353 pyörre-erottimen 22 keskiössä, johon poistoputkeen putki 24 on yhdistetty. Kaasu- tai höyrysuspenslossa olevien kuitujen tai kuitukimppujen lajittelua voidaan helposti säätää vaihtelemalla pyörre-erottimen kautta virtaa-van höyryn tai kaasun määrää. Tätä tarkoitusta varten putki 68 voidaan 5 järjestää nostettavaksi tai laskettavaksi pyörre-erottimessa 22 niin, että vaihtelemalla poistoputken 68 vertikaalista asemaa pyörre-erottimen kartiomaisen alaosan suhteen on myös mahdollista säätää kuitujen ja kuitu-kimppujen lajittelua. Keskipakoisvoiman vaikutuksesta suuremmat, raskaammat kuidut ja kuituklmput vastustavat enemmän suunnanmuutosta sisäänpäin 10 pyörre-erottimen 22 keskusputkea 68 kohden, josta on tuloksena, että raskaammat hiukkaset sulloutuvat pyörre-erottimen pohjaa kohden, josta ne poistetaan esim. kuviossa 1 esitetyn poistoruuvin 28 avulla poistoputkeen 30.

15 Kuviossa 3 esitetyssä sovellutuksessa erottimen muodostaa vaippa 70, jossa on keskusputki 72, johon on yhdistetty selluloosasuspension syöttöputki esim. kuvion 1 mukainen syöttöputki 20. Siten tässä sovellutuksessa sellu-loosaeuspensio tulee keskusputkeen, jossa se joutuu nopeaan pyörreliikkee-seen ja virtaa samalla alaspäin putkessa 72. Putken 72 alle on järjestet-20 ty kupera kartiolevy 74, jota vastaan selluloosasuspensio törmää. Kevyemmät hyväksytyt kuidut joutuvat sitten kaasun tai höyryn mukana ylöspäin vaipan 70 sisäpuolella poistoaukkoon 76, joka on yhdistetty kuviossa 1 esitettyyn putkeen 24, kun taas raskaammat kuidut ja kuituklmput putoavat vaipan 72 sisällä sen kartiomaiselle pohjalle, josta ne poistetaan ruuvin 25 28 avulla rejektiputkeen 30.

Kuitujen ja kuitukimppujen lajittelu voi myös tapahtua painovoiman avulla kuten kuviossa 4 on esitetty. Tässä tapauksessa selluloosasuspensio johdetaan putken 78 kautta pitkänomaisen vaipan 80 toiseen päähän ja puhalle-30 taan suurella nopeudella sen sisään. Raskaammat kuidut ja kuituklmput putoavat verraten nopeasti vaipan 80 pohjalle, kun taas kevyempien, hyväksyttyjen kuitujen rata vaipan sisällä on loivempi. Vaipan pohjalle on järjestetty syöttöruuvlt 82 ja 84 kumpaakin massafraktiota varten, joita ruuveja erottaa toisistaan väliseinä 86. Ruuvi 82 kuljettaa hylätyt kultu-35 kimput ja päistäreet poistoaukkoon 88, joka avautuu säiliöön 46 kuviossa 1. Ruuvi 84 kuljettaa hyväksytyt kuidut poistoaukkoon 90, joka on yhdistetty toiseen jauhatusvaiheeseen 32 kuviossa 1. Höyry poistuu aukon 92 kautta 5 72353 vaipasta 80 höyrynerottimeen 94. Tekemällä väliseinä 86 vaipan 80 pituussuunnassa siirrettäväksi on mahdollista helposti säätää kaasu- tai höy-rysuspensiossa olevien erikokoisten kuitujen tai kuitukimppujen lajittelua.

Claims

72353

1. Menetelmä selluloosamassan valmistamiseksi lignoselluloosakuitumate-riaalista, jossa menetelmässä materiaalia käsitellään höyrynpaineen alaisena, tunnettu siitä, että sanottu käsittely tapahtuu olo-suhteissa, jolloin olennaisesti kaikki neste, joka on materiaalissa ja/tai 5 on siihen lisätty käsittelyn aikana, muutetaan kaasumaiseen muotoon tai höyryksi ja että näin syntynyttä kaasua tai höyryä ynnä jotakin lisättyä kaasua käytetään kuljettamaan selluloosamateriaali suurella nopeudella vähintään yhteen seuraavaan erotussäiliöön, jossa kaasussa tai höyryssä olevat kuidut saavat liikeradan, jonka kulun aikana kuitumateriaalin la-10 jittelu tapahtuu painon, pinta-alan tai muiden erottavien ominaisuuksien perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyyn kuuluu jauhatus mekaanisin keinoin 100°C ylittävissä 15 lämpötiloissa ja/tai atmosfäärisen paineen ylittävässä paineessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosasuspensio saa liikeradan, jossa kuitumateriaalin lajittelu tapahtuu muuttamalla selluloosasuspension virtaussuuntaa. 20

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosasuspensio saa liikeradan, jossa kuitumateriaalin lajittelu tapahtuu painovoiman vaikutuksella.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosasuspensio saa liikeradan, jossa kuitumateriaalin lajittelu tapahtuu selluloosasuspension virtausnopeuden vaihteluiden vaikutuksella.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosasuspensio puhalletaan vähintään yhteen vaippaan, jossa kuitumateriaalille annetaan nopea kiertoliike sen komponenttien lajitte-lemiseksi.

7. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen menetelmän soveltamisek- il 72353 si selluloosamassan valmistamiseksi lignoselluloosamateriaalista, käsittäen vähintään yhden jauhimen (18,32), jossa materiaali jauhetaan höyryn-paineen alaisena, tunnettu siitä, että jauhimen (18,32) jälkeen, jossa materiaali hienonnetaan mekaanisesti ja samanaikaisesti kaikki ma-5 teriaalissa oleva ja/tai siihen jauhatusprosessin aikana lisätty neste saatetaan kaasumaiseen muotoon tai höyryksi, siihen on yhdistetty vähintään yksi kuitujen erotin (22,36,38,40), joka käsittää höyrynkeräys-ja/tai kaasunkeräyssäiliön, joka on muotoiltu siten, että siihen puhallettu selluloosasuspensio kaasuun tai höyryyn dispergoituneena saa liikera-10 dan, jonka kulun aikana kuitumateriaali tulee lajitelluksi sen ennalta määrättyjen erityisten laatuominaisuuksien kuten painon, pinta-alan tai vastaavan perusteella.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että 15 erottimessa (22) on alaspäin kapeneva kartiomainen vaippa, joka on varustettu sen keskellä olevalla poistoputkella (68), joka on yhdistetty erot-timesta tulevan hyväksytyn materiaalin poistoputkeen (24) sekä vaipan (22) pohjalla olevalla poistolaitteella (28) hylkymateriaalia varten.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sen keskelle sijoitettua poistoputkea (68) voidaan nostaa ja laskea sen vertikaalisen aseman vaihtelemiseksi vaipan kartiomaisen alaosan suhteen.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että 25 erottimessa on vaippa (70), jossa on alaspäin kapeneva kartiomainen alaosa, sisääntuloputki (72) sijoitettuna vaipan (70) keskiöön, joka putki on ylhäältä suljettu ja pohjasta avoin, syöttöputki (20) selluloosasus-pensiota varten yhdistettynä sisääntuloputken (72) sisäpuolelle, kartio-levy (74), joka sijaitsee sisääntuloputken (72) alla siitä välin päässä 30 ja poistoaukot (28,76) hyväksyttyä ja ei-hyväksyttyä materiaalia varten vaipan (70) sekä ylä- että alaosassa.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että erotin käsittää pitkänomaisen vaipan (80), jossa on sisääntuloputki (78) 35 kuitumateriaalia varten yhdistettynä sen yhteen päähän, poistoputki (92) höyryä varten vaipan (80) toisessa päässä sekä poistoaukot (88,90) vaipan pohjassa vastaavasti hyväksyttyä ja ei-hyväksyttyä materiaalia varten, 8 72353 väliseinä (86) viimeksimainittujen polstoaukkojen (88,90) välillä erottamaan eri massafraktiot, ja poistolaitteet (82,84) materiaalin siirtämistä varten poistoaukkoihin (88,90).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että väliseinä (86) on järjestetty siirrettäväksi kuitumateriaalin lajittelun säätämiseksi. 72353 9