FI79724C - Process for boiling cellulose material - Google Patents
Process for boiling cellulose material Download PDFInfo
- Publication number
- FI79724C FI79724C FI820643A FI820643A FI79724C FI 79724 C FI79724 C FI 79724C FI 820643 A FI820643 A FI 820643A FI 820643 A FI820643 A FI 820643A FI 79724 C FI79724 C FI 79724C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cooking
- liquid
- digester
- boiler
- solution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 21
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 16
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 16
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims 6
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 134
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 46
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 79
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 12
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/22—Other features of pulping processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C7/00—Digesters
- D21C7/14—Means for circulating the lye
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
1 797241 79724
Menetelmä selluloosamateriaalin keittämiseksi Tämä keksintö kohdistuu selluloosamateriaalin, kuten puulastujen keittämiseen panostyyppisessä menetelmässä.This invention relates to the cooking of a cellulosic material, such as wood chips, in a batch type process.
5 Keksintö kohdistuu tarkemmin sanottuna selluloosamateri aalin keittomenetelmään, jolle on ominaista tehokas ja käytännöllinen tapa menetelmässä käytetyn lämmön ottamiseksi talteen.More particularly, the invention relates to a process for cooking a cellulosic material which is characterized by an efficient and practical way of recovering the heat used in the process.
Tavanomaisessa panostyyppisessä menetelmässä puulastu-10 jen keittämiseksi keittokattila täytetään lastuilla ja keit- tokattilaan pannaan sitten keittokemikaali, joka soodaproses-sissa muodostuu pääasiassa natriumhydroksidista ja sulfaat-tiselluloosamenetelmässä muodostuu liuoksesta, joka lisäksi sisältää rikkiyhdisteen. Keittokattila suljetaan sitten ja 15 vesihöyryn avulla nostetaan keittokattilan lämpötila keitto- lämpötilaan. Keiton päätyttyä avataan keittokattilan pu-hallusventtiili ja keittokattilan sisältö poistetaan massa-kuoppaan. Paljon keittokattilan sisältöön massan käsittelyn aikana kerääntyneestä lämmöstä poistuu massakuopan kautta 20 poistokaasujen kanssa. Tämän energian talteenottamiseksi on pyritty johtamaan nämä höyryt erilaisten lämmöntalteenotto-järjestelmien kautta. Nämä talteenottojärjestelmät eivät kuitenkaan ole täysin tehokkaita. Energiakustannusten säästämiseksi eräät selluloosan valmistajat ovat päätyneet jat-25 kuvan keittomenetelmän asentamiseen. Tällaiselle menetel mälle on tavallisesti tunnusomaista lämmön tehokkaampi hyödyntäminen kuin mitä saavutetaan tavanomaisessa panosproses-sissa. Kuitenkin jatkuvassa menetelmässä tarvittavien laitteiden kustannukset ovat oleellisesti suuremmat kuin panos-30 tyyppisessä menetelmässä tarvittavien laitteiden.In a conventional batch type method for cooking wood chips, the cooking pot is filled with chips and a cooking chemical is then placed in the cooking pot, which in the soda process consists mainly of sodium hydroxide and in the sulphate-cellulose method consists of a solution further containing a sulfur compound. The boiler is then closed and the temperature of the boiler is raised to the cooking temperature by means of steam. At the end of cooking, the boiler blow-off valve is opened and the contents of the boiler are removed to the pulp pit. Much of the heat accumulated in the contents of the cooking pot during pulp treatment is discharged through the pulp pit with 20 exhaust gases. In order to recover this energy, efforts have been made to conduct these vapors through various heat recovery systems. However, these recovery systems are not fully efficient. In order to save energy costs, some cellulose manufacturers have decided to install a continuation-25 cooking method. Such a method is usually characterized by more efficient utilization of heat than is achieved in a conventional batch process. However, the cost of the equipment required in the continuous process is substantially higher than the equipment required in the batch-30 type process.
Alan aikaisempi patentti, josta olen tietoinen, esittelee toisten erilaisia pyrkimyksiä lämmön talteenottamiseksi keittomenetelmässä muodostuneesta käytetystä keittoliuokses-ta. Esimerkki sellaisesta alan aikaisemmasta patentista 35 on US.-patentti 1 697 032, jossa esitetään sulfiittimene- telmä massan keittämiseksi. Tässä patentissa esitetyn 2 79724 menetelmän mukaan massakuopasta talteenotetun kuuman liuoksen annetaan virrata keittolaitteen lävitse alaspäin yhdessä puulastujen kanssa, jolloin saavutetaan lastujen tiiviimpi pakkaantuminen sekä hieman lastujen kuumentumista. Kuitenkin 5 tässä menetelmässä, kuten tavaomaisissa panostyyppisissä sooda- ja sulfaattisellumenetelmisä, kuten edellä on esitetty, huomattava energiamäärä poistuu massakuopasta poistohöy-ryjen kanssa.A prior-art patents, of which I am aware, presents a variety of other efforts to recover the heat formed in the cooking process used keittoliuokses-O. An example of such a prior art patent 35 is U.S. Patent 1,697,032, which discloses a sulfite process for cooking pulp. According to the method disclosed in this patent 2,79724, the hot solution recovered from the pulp pit is allowed to flow downwards through the cooking device together with the wood chips, whereby a tighter packaging of the chips and a slight heating of the chips is achieved. However, in this process, as in conventional batch-type soda and sulphate pulp processes, as described above, a considerable amount of energy is removed from the pulp pit with the exhaust fumes.
US.-patentissa 2 195 378 esitetään menetelmä selluloo-10 samassan valmistamiseksi kemiallisesti, jolloin valkolipeää kuumennetaan akkumulc&ttorisäiliössä kuumennuskierukan avulla, jota lämmitetään pumppaamalla käytettyä keittoliuosta kierukan lävitse. Käytännössä esiintyy vaikeuksia, jotka kohdistuvat käytetyn keittoliuoksen eroittamiseen keitetys-15 tä seoksesta keittokattilassa pumppua käyttäen, kuten on esitetty.Lisäksi on vaikea ottaa talteen lämpöenergiaa käytännöllisellä tavalla käytetystä keittoliuoksesta, jonka lämpötila on sellainen, mikä vallitsee kuumennuskierukan poistossa esitetyn patentin mukaan.U.S. Patent 2,195,378 discloses a process for chemically producing cellulose-10 pulp in which white liquor is heated in an accumulator tank by means of a heating coil which is heated by pumping the spent cooking solution through the coil. In practice, there are difficulties in separating the spent cooking solution from the cooked mixture in a boiler using a pump, as shown. In addition, it is difficult to recover thermal energy from a practically used cooking solution at the temperature prevailing according to the patent for heating coil removal.
20 Keksinnön kohteena on yleisesti siten aikaansaada menetelmä selluloosamateriaalin panostyypistä keittoa varten, mikä menetelmä mahdollistaa lämpöenergian tehokkaan talteenoton käytännöllisellä tavalla.The object of the invention is thus generally to provide a method for batch-type cooking of a cellulosic material, which method enables the efficient recovery of thermal energy in a practical manner.
Vesihöyryn olleesa tavallisen energialähteen keittopro-25 sessissa edellä esitetyn seurauksena on aikaansaada panos- tyyppinen keittomenetelmä, jonka vesihöyryn tarve on pienentynyt .The presence of water vapor in the cooking process of a conventional energy source results in the above as a result of providing a batch-type cooking method with a reduced need for water vapor.
Keksinnön seuraavana kohteena on aikaansaada menetelmä selluloosamateriaalin keittämiseksi, jolloin lämpö ote-30 taan talteen keittokattilassa olevasta käytetystä keitto-liuoksesta lopullisen keiton jälkeen tavalla, joka edistää tehokasta talteenottoa jopa käytettäessä verrattain matalia lämpötilatasoja.Another object of the invention is to provide a method for cooking a cellulosic material, wherein heat is recovered from the used cooking solution in the cooking pot after final cooking in a manner that promotes efficient recovery even at relatively low temperature levels.
Keksinnön mukaisesti poistetaan käytetty keittoliuos 35 keittoastiasta selluloosamateriaalin keiton jälkeen johta- 3 79724 maila siihen syrjäyttävää liuosta, joka poistaa käytetyn keittoliuoksen korvaten sen keittokattilassa. Keittokatti-lassa ylläpidetään painetta tämän korvauksen aikana liuoksen leimahtamisen estämiseksi. Tällä tavalla talteenotettua käytettyä keittoliuosta käytetään sitten lämmön syöttämi-5 seen seuraavaan keittopanokseen.According to the invention, the spent cooking solution 35 is removed from the cooking vessel after cooking the cellulosic material, leading to a displacing solution 3,79724, which removes the used cooking solution and replacing it in the cooking pot. The boiler is maintained under pressure during this replacement to prevent the solution from flaring. The spent cooking solution recovered in this way is then used to supply heat to the next cooking charge.
Keksinnön määrätyn toteutuksen seuraavana piirteenä on keittoastiasta poistettujen keittoliuosten talteenotto kahdella lämpötilatasolla. Alemmalla lämpötilatasolla olevaa keittoliuosta voidaan käyttää selluloosamateriaalia olevan 10 panoksen alkuesikuumennukseen keittokattilassa upottamalla selluloosamateriaalia alemman lämpötilan omaavaan keitto-liuokseen. Korkeamman lämpötilan omaavaa keittoliuosta voidaan käyttää selluloosamateriaalin kuumentamiseksi edelleen poistamalla alemmassa lämpötialssa olevaa liuosta keit-15 toastiasta korkeammassa lämpötilassa olevan liuoksen avulla.Another feature of a particular embodiment of the invention is the recovery of cooking solutions removed from the cooking vessel at two temperature levels. The lower temperature cooking solution can be used to preheat a 10 batch of cellulosic material in a cooking pot by immersing the cellulosic material in a lower temperature cooking solution. The higher temperature cooking solution can be used to further heat the cellulosic material by removing the lower temperature solution from the cooking vessel using the higher temperature solution.
Keksinnön muihin piirteisiin ja etuihin kuuluvat keittokemikaalien tehokkaampi käyttö keittoprosessisea ja keittokemikaalien alentunut kulutus; suuremmat saannot ja sellumassan parantunut laatu ligniininpoistoreaktion parem-20 man selektiivisyyden vaikutuksesta; mahdollisuus käyttää keittokattilaa välineenä pesukäsittelyn suorittamiseen prosessissa; ja lämmönvaihtolaitteen kattilakiven poiston ohjaus. Lisäksi nykyisin olevat laitteet panoskeittoproses-sien suorittamiseksi voidaan helposti muuttaa keksinnön mu-25 kaisen menetelmän suorittamista varten.Other features and advantages of the invention include more efficient use of cooking chemicals in the cooking process and reduced consumption of cooking chemicals; higher yields and improved pulp quality due to better selectivity of the lignin removal reaction; the ability to use the boiler as a means to perform the washing treatment in the process; and descaling control of the heat exchanger. In addition, current equipment for performing batch cooking processes can be easily modified to perform the method of the invention.
Keksinnön nämä ja muut kohteet ja edut ilmenevät paremmin seuraavasta kuvaukseta mukaanliitettyihin piirroksiin viitaten, joista kuvio 1 on kaaviokuva esittäen yksinkertaistettuna 30 keittokattilaa ja keittokattilaan liitettyä laitetta joita voidaan käyttää keksinnön mukaisen toteutuksen soveltamiseen ; kuviot 2-5 ovat yksinkertaistettuja kaavioesityksiä kuvaten päälaitetta, jota käytetään keittoprosessin eri vai-35 heissä ja kuvio 6 esittää graafisesti tyypillistä vastaavai-suutta, joka vallitsee keittokattilasta poistetun keitto- 4 79724 liuoksen määrän välillä, ilmaistuna prosentteina keittokat tilan kokonaisnestetilavuudesta.These and other objects and advantages of the invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic diagram showing in simplified form 30 cooking pots and apparatus connected to a cooking pot which can be used to practice the invention; Figures 2-5 are simplified schematic representations illustrating the main apparatus used in the various stages of the cooking process, and Figure 6 shows graphically the typical correspondence between the amount of cooking solution 4,79724 removed from the digester, expressed as a percentage of the total liquid volume of the digesters.
Kuten edellä on mainittu on tavallista selluloosan kemiallisessa keitossa panostyyppisessä prosessissa panos-5 taa keittokattila selluloosamateriaalilla, esimerkiksi puulastuilla ja syöttää sitten keittokattilaan reaktiivista liuosta, joka sisältää reagoivan kemikaalin. Soodaproses-sin tapauksessa reaktiivinen liuos, joka tunnetaan nimellä valkolipeä, on pääasiassa natriumhydroksidin vesiliuosta.As mentioned above, in a chemical process for the chemical cooking of cellulose, in a batch-type process, the batch is fed to the cooking vessel with a cellulosic material, for example wood chips, and then fed to the cooking vessel a reactive solution containing the reactive chemical. In the case of the soda process, the reactive solution, known as white liquor, is mainly an aqueous solution of sodium hydroxide.
10 Sulfaattimenetelmässä sisältää valkolipeä rikkiyhdistettä.10 In the sulphate process, the white liquor contains a sulfur compound.
Uuttautuminen tapahtuu keittokattilan sisällössä kohotetuissa lämpötiloissa ja paineissa, jolloin keittokattilassa oleva lämpötila on tyypillisesti alueella 165-177°C.The extraction takes place in the contents of the boiler at elevated temperatures and pressures, the temperature in the boiler being typically in the range of 165-177 ° C.
Esiteltävän keksinnön mukaan keittovaiheen päätyttyä 15 ja säilyttäen paine keittokattilassa pumpataan syrjäyttävää liuosta keittokattilan pohjalle. Kun tämä syrjäyttävä liuos täyttää keittokattilan pohjalta alkaen, poistaa ja korvaa se jatkuvasti keiton aikana muodostuneen kuuman, käytetyn keittoliuoksen tai mustalipeän. Tämä kuuma mustalipeä, 20 kuten on havaittu, poistuu keittokattilasta oleellisesti keittovaiheen päättyessä vallitsevassa lämpötilassa ja se voidaan ottaa talteen korkeassa lämpötilassa mustalipeän akkumulaattorisäiliöön.According to the present invention, at the end of the cooking step 15 and maintaining the pressure in the boiler, a displacing solution is pumped to the bottom of the boiler. When this displacing solution fills from the bottom of the cooking pot, it continuously removes and replaces the hot, used cooking solution or black liquor formed during cooking. This hot black liquor, as observed, leaves the digester substantially at the end of the cooking stage at the prevailing temperature and can be recovered at a high temperature in the black liquor accumulator tank.
Keksinnön erikoisessa toteutuksessa on suositeltavaa 25 käyttää syrjäyttävänä liuoksena massan tai ligniinistä puhdistettujen kuitujen pesuvaiheesta saatua suodosta, jota saadaan lastujen keiton alkuvaiheessa. Tämän suodoksen lämpötila on tavanomaisen huoneenlämpötilan yläpuolella (aiheutuen sen siirtymisestä lämpimien kuitujen lävitse) ja 30 keksintöä sovellettaessa voidaan olettaa tämän suodoksen lämpötilan olevan alueella 60-74°C.In a particular embodiment of the invention, it is recommended to use as a displacement solution the filtrate obtained from the washing step of the pulp or lignin-purified fibers, which is obtained at the initial stage of cooking the chips. The temperature of this filtrate is above the usual room temperature (due to its passage through the warm fibers) and in the practice of the invention it can be assumed that the temperature of this filtrate is in the range of 60-74 ° C.
Kun keitokattilasta syrjäytetyn liuoksen tilavuus lähenee keittokattilan nesteen vetoisuusrajaa, so. keitto-kattilan tilavuutta vähennettynä keittokattilassa olevien 35 kiinteiden aineiden tilavuudella, keittokattilasta poistuvan liuoksen lämpötila laskee ja tämän liuoksen lämpötila muuttuu oleelliesti samaksi kuin syrjäytiämisvaiheessa 5 79724 käytetyn suodoksen. Tämän liuoksen lämpötila on kuitenkin hieman korkeampi kuin alkuperäisen suodoksen keittokatti-lassa olevien massakuitujen lämmitysvaikutuksen vuoksi.As the volume of solution displaced from the boiler approaches the volume limit of the boiler liquid, i.e. the volume of the boiler minus the volume of solids in the boiler 35, the temperature of the solution leaving the boiler decreases and the temperature of this solution becomes substantially the same as the filtrate used in the displacement step 5,79724. However, the temperature of this solution is slightly higher than that of the original filtrate due to the heating effect of the pulp fibers in the cooking pot.
Verrattain korkean lämpötilan omaava käytetty keitto-5 liuos poistetaan keLttokattilasta ja se voidaan ottaa talteen korkeassa lämpötilassa olevaan akkumulaattorisäili-öön ja alemmassa lämpötilassa oleva liuos, joka poistuu sitten keittokattilasta, voidaan ottaa talteen matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliöön. Näitä liuoksia vuorostaan 10 voidaan käyttää syöttämään osa lämmöstä, joka tarvitaan asianmukaisen keittolämpötilan saavuttamiseksi selluloosa-materiaalin seuraavissa panoksissa. Tätä lämmitysvaihetta suoritettaessa korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöstä poistuva liuos, jonka lämpötila laskee lämmönvaihdon vuok-15 si, voidaan ottaa talteen matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliöön .The relatively high temperature spent cooking-5 solution is removed from the boiler and can be recovered in a high temperature accumulator tank, and the lower temperature solution, which then exits the boiler, can be recovered in a low temperature accumulator tank. These solutions, in turn, can be used to supply some of the heat required to achieve the proper cooking temperature in subsequent batches of cellulosic material. When performing this heating step, the solution leaving the high temperature accumulator tank, the temperature of which decreases due to the heat exchange, can be recovered in the low temperature accumulator tank.
Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti laite,jota voidaan käyttää keksintöä sovellettaessa. On huomioitava, että esitys on kaaviollinen, jolloin useita kojeita kuten 20 mittareita, paineenalennusputkia, pumppuja ja venttiileitä, jotka ovat luonteenomaisia todelliselle asennukselle, on poistettu piirroksesta yksinkertaisuuden vuoksi.Figure 1 schematically shows a device that can be used in the application of the invention. It should be noted that the representation is schematic, in which several devices such as gauges, pressure relief pipes, pumps and valves, which are characteristic of the actual installation, have been removed from the drawing for simplicity.
Tarkasteltaessa piirroksen kuviota 1 on siinä esitetty keittokattila 10, joka on tyypiltää tavallisesti puulas-25 tujen kemiallisessa uutossa käytetty. Vaikkakaan erikoisesti ei ole esitetty, on tällainen keittokattila varustettu tavanomaisella irroitettavalla kannella, joka poistetaan panostettaessa puulastuja keLttokattilaan.Referring to Figure 1 of the drawing, there is shown a cooking pot 10 of the type commonly used in the chemical extraction of wood chips. Although not specifically shown, such a cooking pot is provided with a conventional removable lid which is removed when the wood chips are charged into the cooking pot.
Kiinnitettynä keittokattilan yläosaan ja muodostaen 30 kulun nestevirtaukselle keittokattilasta mustalipeän va-rastoastiaan on venttiilillä ohjattu putki, johon kuuluu putki 14 ja venttiili 16. Selluloosan valmistuksessa va-rastoastiaan 12 talteenotettu käytetty mustalipeä muutetaan tavanomaisten menetelmien avulla valkolipeäksi, joka muo-35 dostaa puulastujen uutossa tarvittavan aktiivisen kemi kaalin. Tämän menettelyn yksityiskohdat on poistettu tästä esityksestä, koska ne ovat tarpeettomia keksinnön ymmärtämiseksi.Attached to the top of the digester and providing 30 for the flow of liquid from the digester to the black liquor storage vessel is a valve controlled tube including tube 14 and valve 16. The spent black liquor recovered from Chemical cabbage. The details of this procedure have been omitted from this disclosure because they are unnecessary to an understanding of the invention.
6 797246 79724
Kohdassa 20 on esitetty matalan lämpötilan akkumu-laattorisäiliö. Venttiiliohjattu putki käsittäen putken 22 ja venttiilin 24 muodostaa kulkutien nestevirtaukselle keit-tokattilan yläosasta natalan lämpötilan akkumulaattorisäili-5 öön. Matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliössä oleva liuos voidaan palauttaa keittokattilaan käyttämällä pumppua 26, joka poistaa liuosta akkumulaattorisäiliöstä ja pumppaa sen putken 28 ja venttiilin 30 kautta keittokattilan pohjalle.Section 20 shows a low temperature accumulator tank. The valve-controlled tube comprising the tube 22 and the valve 24 forms a passageway for the flow of liquid from the top of the cooking boiler to the low temperature accumulator tank. The solution in the low temperature accumulator tank can be returned to the digester by using a pump 26 which removes the solution from the accumulator hopper and pumps it through line 28 and valve 30 to the bottom of the digester.
10 Kuten edellä on esitetty, keksintöä sovellettaessa keittokattilassa oleva käytetty keittoliuos, lastujen keiton jälkeen, poistetaan keittokattilasta syrjäyttävän liuoksen avulla ja tämä on edullisesti suodosta, jota saadaan ensimmäisestä pesulaitteesta käytettynä tavallisesti selluloosan 15 pesuun sen poistamisen jälkeen keittokattilasta. Ensimmäisestä pesulaitteesta saadun euodoksen säiliö on esitetty kohdassa 32 ja syötetään siihen suodosta putken 34 kautta. Suodos voidaan poistaa varastosäiliöstä 32 ja pumpata keittokattilan pohjaosaan pumppua 36 käyttäen putken 38 ja venttilin 20 40 lävitse.As indicated above, in the practice of the invention, the spent cooking solution in the cooking vessel, after cooking the chips, is removed from the cooking vessel by means of a displacing solution and this is preferably filtrate from the first washing machine used to wash cellulose 15 after removal from the cooking vessel. The tank of eodet obtained from the first washing device is shown at 32 and is fed to it from the filtrate via a pipe 34. The filtrate can be removed from the storage tank 32 and pumped to the bottom of the digester using a pump 36 through a pipe 38 and a valve 20 40.
Keittokattilasta poistettu käytetty kuuma keittoliuos otetaan talteen korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöön, kuten kohdassa 42 on esitetty. Keittoliuos siirtyy akkumulaattorisäiliöön venttiilin 44 ja putken 46 kautta. Korkean 25 lämpötilan akkumulaattorisäiliössä oleva liuos voidaan syöttää keittolaitteen pohjalle käyttäen pumppua 48 putken 50 ja venttiilin 52 kautta, jotka liittyvät keittolaitteen pohjaosaan.The spent hot cooking solution removed from the digester is recovered in a high temperature accumulator tank, as shown in step 42. The cooking solution is transferred to the accumulator tank through the valve 44 and the pipe 46. The solution in the high temperature accumulator tank can be fed to the bottom of the cooker using a pump 48 through a pipe 50 and a valve 52 connected to the bottom of the cooker.
Keksinnön erään toteutuksen mukaan osaa korkean lämpö-30 tilan akkumulaattorisäiliössä olevasta keittoliuoksesta voidaan käyttää kuumentamaan etukäteen valkolipeää, joka sisältää aktiivista kemikaalia ja jota syötetään keitto-kattilaan keittoa varten. Tätä varten on kohdassa 54 esitetty lämmönvaihdin. Korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöstä 35 saatua kuumaa keittoliusota pumpataan lämmönvaihtajaan käyt täen pumppua 56 ja putkea 58. Tämä keittoliuos, jonka 7 79724 lämmöstä on suuri osa siirtynyt valkolipeään, kuljettuaan lämmönvaihtimen lävitse, kulkee putken 60 lävitse matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliöön.According to one embodiment of the invention, part of the cooking solution in the high temperature accumulator tank can be used to preheat a white liquor containing the active chemical and fed to the cooking pot for cooking. For this purpose, a heat exchanger is shown in section 54. The hot cooking slurry from the high temperature accumulator tank 35 is pumped into the heat exchanger using pump 56 and tube 58. This broth, of which 7,79724 of heat is transferred to the white liquor, passes through tube exchanger through tube exchanger to low temperature accumulator.
Kohdassa 62 on esitetty kuuman valkolipeän varasto-5 säiliö. Lämmönvaihtimen lävitse ja siihen putken 63 kautta saapuva valkolipeä kulkee putken 64 kautta varastosäiliöön 62. Kuumaa valkolipeää siirretään säiliöstä keittokattilan 10 pohjalle pumpun 66 avulla, joka pumpaa keittoliuosta putken 68 ja venttiilin 70 kautta.At 62, a hot white liquor storage-5 tank is shown. The white liquor entering the heat exchanger through and through the heat exchanger 63 passes through the tube 64 to the storage tank 62. The hot white liquor is transferred from the tank to the bottom of the digester 10 by a pump 66 which pumps the digestion solution through the tube 68 and valve 70.
10 Haluttaessa voidaan käyttää välinettä astian 62 si sällön kuumentamiseksi siihen putken 64 kautta johdetun keittoliuoksen lämpötilan yläpuolelle. Tämä voidaan tehdä erilaisia tavanomaisia lämmitysjärjestelmiä käyttäen. Kuten piirroksessa on esitetty, suoritetaan kuumennus vesihöyryl-15 lä toimivaa lämmönvaihdinta 82 käyttäen, johon johdetaan vesihöyryä putken 83 kautta ja kierrättämällä astian 62 sisältöä lämmönvaihtimen lävitse pumpun 84 avulla.If desired, means may be used to heat the contents of the vessel 62 above the temperature of the cooking solution introduced therethrough through the tube 64. This can be done using a variety of conventional heating systems. As shown in the drawing, heating is performed using a steam-heated heat exchanger 82 to which steam is passed through a tube 83 and circulating the contents of the vessel 62 through the heat exchanger by a pump 84.
Lisäkuumennusvälinettä käytetään keittokattilan sisällön kuumentamiseksi lopulliseen keittolämpötilaan. Tämä 20 kuumennusväline voi jälleen olla erilainen. Esitetyssä mää rätyssä toteutuksessa suoritetaan kuumennus vesihöyryllä toimivan lämmönvaihtimen 86 avulla, johon johdetaan vesihöyryä putken 87 kautta. Keittokattilasta poistuva liuos saapuu lämmönvaihtimeen putken 88 ja pumpun 90 kautta. Läm-25 mönvaihtimesta poistuva liuos johdetaan keittokattilaan sen yläosan ja pohjan lähellä olevien putkein 92, 94 kautta.An additional heating means is used to heat the contents of the cooking pot to the final cooking temperature. Again, this heating means 20 may be different. In the specified embodiment shown, the heating is performed by means of a steam-operated heat exchanger 86, to which steam is passed through a pipe 87. The solution leaving the digester enters the heat exchanger through line 88 and pump 90. The solution leaving the heat exchanger is led to the digester through pipes 92, 94 near its top and bottom.
Keksinnön mukaista menetelmää esitellään seuraavassa sovellettuna puulastujen panostyyppiseen keittoon. Tässä tarkastelussa esitetään tyypilliset lämpötilat ja tilavuus-30 suhteet, vaikka on huomattava, että nämä arvot vaihtelevat asennuksesta toiseen. Tämän tarkastelun aluksi oletetaan, että korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliö sisältää liuosta, so. kuumaa mustalipeää lämpötilassa noin 163°C. Matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliö sisältää liuosta noin 35 98,9°C lämpötilassa. Kuinka nämä olosuhteet on saavutettu, ilmenee tämän esityksen myöhemmässä vaiheessa.The method according to the invention is presented below applied to batch-type cooking of wood chips. This review presents typical temperatures and volume-30 ratios, although it should be noted that these values vary from installation to installation. Initially, this review assumes that the high temperature accumulator tank contains a solution, i. hot black liquor at a temperature of about 163 ° C. The low temperature accumulator tank contains the solution at a temperature of about 35.98 ° C. How these conditions have been achieved will become apparent at a later stage in this presentation.
8 797248 79724
Keittokattila täytetään aluksi puulastuilla ja niiden lämpötila voi olla likimain huoneenlämpötila, noin 15,5°C.The cooking pot is initially filled with wood chips and their temperature can be approximately room temperature, about 15.5 ° C.
Keittokattilan kannen sulkemisen jälkeen pumpataan piirrosten kuvion 2 mukaisesti liuosta matalan lämpötilan 5 akkumulaattorisäiliöstä 20 teittokattilaan sen täyttämiseksi täysin (ja ilman poistamiseksi keittokattilasta) ja puu-lastujen upottamiseksi nesteeseen. Nesteen ollessa suorassa kosketuksessa lastujen kanssa nousee lastujen lämpötila.After closing the boiler lid, as shown in Figure 2 of the drawings, a solution is pumped from the low temperature 5 storage tank 20 to the boiler to fill it completely (and remove air from the boiler) and immerse the wood chips in the liquid. When the liquid is in direct contact with the chips, the temperature of the chips rises.
Olettaen esimerkin vuoksi, että käytetään keittokat- 3 10 tilaa, jonka sisätilavuus 170m ja täytettäessä se lastuilla, 3 tarvitsee puumateriaali noin 11,3 m suuruisen tilavuuden.Assuming, by way of example, that a cooking space with an internal volume of 170 m is used and when it is filled with chips, 3 the wood material needs a volume of about 11.3 m.
3 Tällöin keittolaitteen nestetilavuudeksi jää 159 m , kun se on täytetty lastuilla.3 In this case, the liquid volume of the cooking appliance remains at 159 m when it is filled with chips.
Täytettäessä nesteellä matalan lämpötilan akkumu-15 laattorisäiliöstä syötetään tavallisesti keittokattilaan hieman enemmän kuin sen nesteenottokyky on, esimerkiksi 1,5-1,7 kertaa sen vetokyky niin, että itse asiassa lastut huuhdellaan matalan lämpötilan omaavalla liuoksella. Tämä käsittely matalan lämpötilan nesteellä nostaa kaittokatti-20 lan sisällön lämpötilan noin arvoon 93°C.When filling with liquid, the low-temperature accumulator-15 is usually fed to the cooking boiler slightly more than its liquid-absorbing capacity, for example 1.5 to 1.7 times its tensile capacity, so that in fact the chips are rinsed with a low-temperature solution. This treatment with a low temperature liquid raises the temperature of the contents of the boiler-20 to about 93 ° C.
Keittokattilasta poistuva ylimääräinen matalan lämpötilan neste johdetaan mustalipeän varastosäiliöön 12.Excess low temperature liquid leaving the digester is led to the black liquor storage tank 12.
Tämän matalan lämpötilan liuoksella suoritetun käsittelyn jälkeen lastujen lämpötilan nostamiseksi edellä esitetyl-25 lä tavalla ja kuvion 3 mukaisesti korkean lämpötilan akku mulaattorisäiliöstä 42 saatua keittoliuosta pumpataan keitto-kattilan pohjalle. Säätämällä venttiilejä tämän pumppauksen aikana yhdistetään keittokattilan yläosa matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliöön putken 22 kautta, kuten kuviossa 3 30 on esitetty. Keittokattilan pohjalle syötetty korkeassa lämpötilassa oleva keittoliuos syrjäyttää keittokattilaan aikaisemmin syötetyn matalan lämpötilan liuoksen ja tämä matalan lämpötilan liuos palaa matalan lämpötilan akkumu-laattorisäiliöön. Pumppaus suoritetaan vastapaineventtiilin 35 kautta putkessa 22, jolloin keittokattilassa ylläpidetään paine korkean lämpötilan omaavan keittoliuoksen leimahduksen 9 79724 estämiseksi.After this treatment with the low temperature solution, to raise the temperature of the chips as described above and according to Fig. 3, the cooking solution obtained from the high temperature accumulator tank 42 is pumped to the bottom of the cooking pot. By adjusting the valves during this pumping, the top of the cooking pot is connected to the low temperature accumulator tank through a pipe 22, as shown in Fig. 3 30. The high temperature cooking solution fed to the bottom of the digester displaces the low temperature solution previously fed to the digester and this low temperature solution returns to the low temperature accumulator tank. The pumping is carried out via a back-pressure valve 35 in the pipe 22, whereby a pressure is maintained in the cooking boiler to prevent the flash of the high-temperature cooking solution 9 79724.
On havaittu,e(ttä tässä ja muissa mahdollisesti suoritetuissa syrjäyttämisvaiheissa prosessissa keittokattilassa olevan nesteen syrjäyttäminen toisella nesteellä on oleelli-5 sesti kvantitatiivinen niin,e<ttä syrjäyttävän nesteen syö tön aikana siihen asti, kunnes keittokattilan nesteen vetokyky on saavutettu, keittokattilasta poistuva neste on pääasiassa keittokattilassa alunperin ollut neste. Kun syrjäyttävää nestettä on syötetty määrä, joka on sama kuin 10 keittokattilan nesteen vetokyky ja syötettäessä lisää syr jäyttävää nestettä, keittokattilasta poistuva neste muuttuu pääasiassa syrjäyttäväksi nesteeksi. Tämä voidaan osoittaa suorittamalla lämpötilamittauksia keittokattilasta poistuvassa nesteessä, kuten myöhemmin esitetään.It has been found that in this and other possible displacement steps in the process, the displacement of the liquid in the boiler by the second liquid is substantially quantitative so that during the supply of the displacing liquid until the draft of the boiler liquid is reached, the main liquid leaving the boiler is When a displacement liquid has been fed in an amount equal to the traction capacity of the 10 boiler liquids, and when more displacement liquid is fed, the liquid leaving the boiler becomes mainly a displacement liquid, which can be demonstrated by performing temperature measurements in the liquid leaving the boiler, as shown below.
15 Kun korkean lämpötilan keittoliuosta on syötetty mää rä, joka vastaa keittokattilan nesteen vetokykyä, voidaan pumppaus lopettaa. Korkeassa lämpötilassa olevan keitto-liuokseen määrään voi vaikuttaa myös korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliössä oleva määrä ja kuinka paljon voidaan 20 pumpata järjestelmän tasapainottamiseksi. Korkeassa lämpötilassa olevan keittoliuoksen suoran kosketuksen vuoksi keittokattilassa oleviin lastuihin kasvaa lastujen lämpötila lähelle korkeassa lämpötilassa olevan keittoliuoksen lämpötilaa, esimerkiksi alueella 143-149°C olevaan lämpö-25 tilaan.15 When the high temperature cooking solution has been fed in an amount corresponding to the capacity of the boiler liquid, pumping can be stopped. The amount of high temperature cooking solution can also be affected by the amount in the high temperature accumulator tank and how much can be pumped to balance the system. Due to the direct contact of the high temperature cooking solution with the chips in the cooking pot, the temperature of the chips rises close to the temperature of the high temperature cooking solution, for example to a temperature in the range of 143-149 ° C.
Kuvion 4 mukaisesti prosessin tämän vaiheen päätyttyä jolloin lastujen lämpötila on noussut, voidaan valkolipeää pumpata kuuman valkolipeän varastoastiasta 62 keittokattilan pohjalle pumpun 66 avulla. Säätämällä sopivasti venttii-30 lejä palautetaan kuuma keittoliuos keittokattilasta korke an lämpötilan akkumulaattorisäiliöön 42, kuten kuviossa 4 on esitetty. Tyypillisessä selluloosaprosessissa 50-70 % keittokattilan nesteen vetotilavuudesta syötetään tällä kertaa, koska tämä on valkolipeän määrä, joka tavalliesti 35 tarvitaan uutossa tarvittavan reaktiivisen kemikaalin syöt tämiseksi keittokattilaan. Pumppaus suoritetaan putkessa 10 79724 46 olevaa vastapaineventtiiliä vastaan, jolloin ylläpidetään painetta keittokattilassa keittoliuoksen leimahtamisen estämiseksi.According to Figure 4, at the end of this step of the process, when the temperature of the chips has risen, the white liquor can be pumped from the hot white liquor storage vessel 62 to the bottom of the cooking pot by means of a pump 66. By appropriately adjusting the valve 30, the hot cooking solution is returned from the cooking pot to the high temperature accumulator tank 42, as shown in Figure 4. In a typical cellulose process, 50-70% of the boiler liquid draw volume is fed this time, as this is the amount of white liquor normally required to feed the reactive chemical required for extraction into the digester. The pumping is performed against a back pressure valve in the pipe 10 79724 46, whereby the pressure is maintained in the cooking pot to prevent the cooking solution from igniting.
Käytännössä keittoajan lyhentämiseksi ja valkolipeän 5 pitoisuuden säätämiseksi kuuman mustalipeän loppuosan täyttö ja valkolipeän täyttö voidaan tehdä samanaikaisesti.In practice, in order to shorten the cooking time and adjust the concentration of the white liquor 5, the filling of the rest of the hot black liquor and the filling of the white liquor can be done simultaneously.
Kuten kuvioon 1 viitaten voidaan havaita, kuuma musta-lipeä korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöstä voidaan pumpatan lämmönvaihtajän 54 lävitse valkolipeän esikuumen-10 tamiseksi , jota pumpataan lämmönvaihtimen lävitse ja joh detaan varastoastiaan 52. Jos valkolipeän lämpötila halutaan nostaa varastosäiliössä 62 sen lämpötilan yläpuolelle, joka saavutetaan johdettaessa keittoliuosta lämmönvaihtimen 54 lävitse, voidaan käyttää vesihöyryllä toimivaa lämmönvaih-15 dinta 82 kierrättämällä valkolipeää lämmönvaihtimen lävitse pumpun 84 avulla.As can be seen with reference to Figure 1, hot black liquor from the high temperature accumulator tank can be pumped through the heat exchanger 54 to preheat the white liquor 10, which is pumped through the heat exchanger and passed to a storage vessel 52. through the heat exchanger 54, a steam-operated heat exchanger 82 can be used by circulating the white liquor through the heat exchanger by means of a pump 84.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä varastoastiassa 62 oleva valkolipeän lämpötila voi olla alueella 150-163°C.In the process of the invention, the temperature of the white liquor in the storage vessel 62 may be in the range of 150-163 ° C.
Kun keittokattila on nyt täytetty sopivalla määrällä 20 valkolipeää ja keittokattilan sisällön lämpötila on alueel la 150-163°C, voidaan keittokattilan sisällön lämpötila nostaa tavanomaiseen keittolämpötilaan, esim. 165-177°C, vesihöyryllä toimivaa lämmönvaihdinta 86 käyttäen ja kierrättämällä keittokattilan sisältöä lämmönvaihtimen lävitse 25 pumpun 90 avulla.When the boiler is now filled with a suitable amount of 20 white liquors and the boiler contents temperature is in the range of 150-163 ° C, the boiler contents temperature can be raised to a conventional cooking temperature, e.g. 165-177 ° C, using a steam-operated heat exchanger 86 and circulating the boiler contents. by means of pump 90.
Keittovaiheen päätyttyä silloin keittokattilassa oleva kuuma mustalipeä tai käytetty keittoliuos poistetaan keitto-kattilasta pumppaamalla keittokattilan pohjalle varastoitua suodosta suodossäiliöstä 32, kuten kuviossa 5 on esitet-30 ty. Keittokattilasta alunperin poistuva keittoliuos johdetaan korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöön lämpötilan ollessa noin 165°C. Keittokattilassa ylläpidetään painetta keittoliuoksen leimahtamisen estämiseksi.At the end of the cooking step, the hot black liquor or spent cooking solution in the cooking pot is then removed from the cooking pot by pumping the filtrate stored at the bottom of the cooking pot from the filtration tank 32, as shown in Fig. 5. The cooking solution initially leaving the digester is fed to a high temperature accumulator tank at a temperature of about 165 ° C. The boiler is pressurized to prevent the cooking solution from igniting.
Kuten aikaisemmin on mainittu, nesteen syrjäytyminen 35 keittokattilassa pumppaamalla syrjäyttävää nestettä keitto- kattilan pohjalle on oleellisesti kvantitatiivinen ja voidaan tämä todeta mittaamalla keittokattilasta poistuvan η 79724 nesteen lämpötilat. Täten lämpötilamittauksia tehdään keittokattilasta poistuvasta nesteestä pumpattaessa varastoitua suodosta suodosvarastotankista 32 keittokattilan pohjalle. Kuviossa 6 on esitetty näistä mittauksista saatu-5 ja tuloksia graafisesti. Kuten kuvion 6 perusteella voi daan havaita, jossa on esitetty keittokattilasta poistuvan liuoksen lämpötila keittokattilaan syötetyn liuoksen tilavuuden suhteen prosentteina keittokattilan nesteenottoky-vystä, siihen hetkeen saakka, jolloin pumpatun syrjäyttävän 10 liuoksen tilavuusmäärä on oleellisesti sama kuin keitto- kattilan nesteen maksimaalinen ottotilavuus, syrjäytetyn nesteen lämpötila pysyy oleellisesti vakiona ja vain hieman käytetyn keittolämpötilan alapuolella. Kun keittokattilaan syötetyn syrjäyttävän liuoksen tilavuus saavuttaa keitto-15 kattilan nesteenottokyvyn, syrjäytetyn liuoksen lämpötila putoaa verrattain jyrkästi. Keksintöä sovellettaessa voi keittokattilaan pumpatun suodoksen määrä olla likimain 120 % keittokattilan nesteenottokyvystä. Neste, joka syrjäytetään pumppaamalla keittokattilaan likimain keittokatti-20 lan nesteenottokykyä vastaava tilavuusmäärä nestettä, johdetaan korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöön . Loppuosa keittokattilasta poistetusta liuoksesta johdetaan matalan lämpötilan akkumulaattoriin, jonka lämpötila on keskimäärin likimain puolivälissä käytetyn suodoksen ja aluksi 25 syrjäytetyn kuuman keittoliuoksen lämpötiloja-.As previously mentioned, the displacement of liquid in the boiler 35 by pumping the displacing liquid to the bottom of the boiler is substantially quantitative and this can be seen by measuring the temperatures of the liquid η 79724 leaving the boiler. Thus, temperature measurements are made of the liquid leaving the digester by pumping the stored filtrate from the filtrate storage tank 32 to the bottom of the digester. Figure 6 shows the 5 obtained from these measurements and the results graphically. As can be seen from Figure 6, which shows the temperature of the solution leaving the boiler as a percentage of the volume of solution fed to the boiler as a percentage of boiler liquid uptake, up to the volume of pumped displacement remains essentially constant and only slightly below the cooking temperature used. When the volume of the displacement solution fed to the cooking pot reaches the liquid-absorbing capacity of the cooking pot, the temperature of the displacement solution drops relatively sharply. In the practice of the invention, the amount of filtrate pumped into the digester may be approximately 120% of the digestibility of the digester. The liquid, which is displaced by pumping into the cooking boiler a volume of liquid approximately equal to the liquid-absorbing capacity of the cooking pot-20, is led to a high-temperature accumulator tank. The remainder of the solution removed from the digester is passed to a low temperature accumulator having an average temperature of approximately half the temperatures of the filtrate used and initially of the displaced hot broth.
Kun korkean ja matalan lämpötilan omaavat liuokset on otettu talteen, kuten edellä on esitetty, uutetut sellu-loosakuidut keittokattilassa voidaan poistaa siitä jollakin lukuisista tavoista. Esimerkiksi ja kuvioon 1 viitaten pai-30 neistettua vesihöyryä voidan syöttää keittokattilan huippuun paineen nostamiseksi keittokattilassa, (jolloin tapahtuu merkityksetön lämpötilan kasvu) ja avata poistopuhallus-putki 96, jolloin keittokattilan sisältö siirtyy tavanomaiseen maakuoppaan. Vaihtoehtoisesti keittokattilan sisältö 35 voidaan poistaa keittokattilasta huuhtelunestettä käyttä en kuten suodosta säiliöstä 32 syötettynä putken 98 kautta.Once the high and low temperature solutions have been recovered, as described above, the extracted cellulose fibers in the digester can be removed therefrom in a number of ways. For example, and with reference to Figure 1, pressurized water vapor can be fed to the top of the boiler to increase the pressure in the boiler, (thereby an insignificant increase in temperature) and the exhaust pipe 96 is opened, transferring the contents of the boiler to a conventional ground well. Alternatively, the contents of the cooking pot 35 may be removed from the cooking pot using a rinsing liquid such as filtrate from a tank 32 fed through a pipe 98.
i2 79724i2 79724
Mitä menettelyä käytetäänkin, kun selluloosakuidut on poistettu keittokattilasta, suoritetaan niille sitten pesu, jossa käytetty vesi muodostaa ensimmäisen pesusuodoksen, joka otetaan talteen suodosvarastotankkiin 32. Koska tämä pesu-5 neste sisältää lämmintä selluloosaa (ja lämmintä vettä käytetään pesussa), suodoksen lämpötila suodostankissa on huoneenlämpötilan yläpuolella.Whatever procedure is used, once the cellulosic fibers have been removed from the digester, they are then washed in which the used water forms the first wash filtrate which is recovered in the filtrate storage tank 32. Since this wash-5 liquid contains warm cellulose (and warm water is used in the wash), the filtrate above.
Keksinnön esitetyssä toteutuksessa korkean lämpötilan akkumulaattorisäiliöön syötetty liuos on käytettyä 10 keittoliuosta syrjäytettynä keittolaitteesta keiton päätyttyä. Matalan lämpötilan akkumulaattorisäiliöön syötetty liuos on kuumaa mustalipeää, joka kulkee lämmönvaihtajän 54 lävitse ja suodosta, jota käytettiin keittoliuoksen syrjäyttämisen viimeisessä vaiheessa keittokattilasta. Nämä läh-15 teet ja lämmönsiirrosta lastuihin muodostuva jäähtyminen aiheuttavat akkumulaattorisäiliöissä vallitsevat liuosten lämpötilat.In the illustrated embodiment of the invention, the solution fed to the high temperature accumulator tank is spent cooking solution displaced from the cooking device at the end of cooking. The solution fed to the low temperature accumulator tank is hot black liquor passing through a heat exchanger 54 and the filtrate used in the final step of displacing the cooking liquor from the digester. These sources and the cooling from the heat transfer to the chips cause the solution temperatures in the accumulator tanks.
Esittäen lyhyesti eräitä esitetyi prosessin ja sen muunnelmien etuja voidaan panostyyppisessä ligniinin pois-20 tossa käyttää huomattavasti vähemmän vesihöyryä tarvittavan kuumennuksen suorittamiseksi kuin mitä tavanomaisessa menettelyssä tarvitaan. Tämä aiheutuu keittokattilasta poistetun kuuman, käytetyn keittoliuoksen käyttämisestä päälämpölähtee-nä seuraavissa uutospanoksissa.Briefly, some of the advantages of the process and its variations presented can be used in batch-type lignin removal to use significantly less water vapor to perform the required heating than is required in a conventional process. This is due to the use of the hot, spent cooking solution removed from the digester as the main heat source in subsequent extraction charges.
25 Toinen keksinnön avulla saavutettava etu on materiaali- panoksen uuttamiseen tarvittavan valkolipeän määrän aleneminen. Käytetyssä keittoliuoksessa olevan aktiivisen kemikaalin jäännösmäärä ja pesusuodoksessa oleva aktiivisen kemikaalin määrä palautetaan takaisin järjestelmään ja tämä 30 jäännöskemikaali on käytettävissä reaktioon puuhappojen kanssa näiden happojen neutraloimiseksi ja keiton muiden alkureaktioiden neutraloimiseksi ennen ligniinipoistoa uutta valkolipeää käyttäen. Tämän seurauksena valkolipeässä olevia keittokemikaaleja ei tarvita näiden alkureaktioiden suoritta-35 miseen. Hieman vastaava piirre ja etu on suurempi selektiivi-syys ligniinin poistossa, mikä aiheutuu keittokattilassa keiton aikana. Keiton aikana aktiivisen alkalin pitoisuus on i3 79724 suuri, mistä aiheutuu verrattain nopea ligniinin poisto, mikä voidaan lopettaa ennen käyttökelpoisen selluloosan hajaantumista. Erikoiskemikaaleja, joita lisätään keittoliuokseen sen ominaisuuksien parantamiseksi, voidaan myös säästää 5 niiden palauttamisen ansiosta systeemiin.Another advantage of the invention is the reduction in the amount of white liquor required to extract the batch of material. The residual amount of active chemical in the cooking liquor used and the amount of active chemical in the wash filtrate is returned to the system and this residual chemical is available to react with wood acids to neutralize these acids and neutralize other initial cooking reactions before lignin removal using new white liquor. As a result, cooking chemicals in white liquor are not required to perform these initial reactions. A slightly similar feature and advantage is the greater selectivity in lignin removal that occurs in the cooking pot during cooking. During cooking, the active alkali content is i3 79724, which results in a relatively rapid removal of lignin, which can be stopped before the useful cellulose decomposes. Special chemicals that are added to the broth to improve its properties can also be saved by returning them to the system.
Keksinnön vielä seuraava etu on selluloosan merkittävän pesun saavuttaminen keittokattilassa käytetyn keitto-liuoksen syrjäyttämisen vuoksi suodatetun selluloosan ensimmäisessä pesussa. Uudessa asennuksessa tämä piirre sallii 10 pesuasennuksien kustannuksien alentamisen. Käytössä olevis sa asennuksissa toinen pesuvaihe on sallittu tästä aiheutuvine etuineen.Yet another advantage of the invention is the achievement of a significant washing of the cellulose due to the displacement of the cooking solution used in the cooking pot in the first washing of the filtered cellulose. In a new installation, this feature allows the cost of 10 wash installations to be reduced. In existing installations, a second washing step is permitted with its benefits.
Tavanomaisia menetelmiä käytettäessä pyrkii puun sisältämä kalsium liukenemaan aiheuttaen kalsiumionien pitoi-15 suuden kasvun keittoliuokseen keiton alkuvaiheessa, jolloin panoksen kuumentamiseen käytetyn lämmönvaihtolaitteen kuormitus on suuri. Hydroksyyli-ionipitoisuuden ollessa tässä vaiheessa suuren, alkaa kalsiumkarbonaatti saostua muodostaen kattilakiveä suodattimiin ja lämmönvaihtimiin. Esiteltä-20 vässä keksinnössä muodostuu kalsiumioneja lastujen kosketta essa mustalipeää ennen valkolipeän panostamista ja ennen kuin hydroksyyli-ionipitoisuus on suuri. Kun valkolipeä syötetään keittokattilaan, kasvaa hydroksyyli-ionien pitoisuus välittömästi ja voimakkaasti ja kalsiumkarbonaatti saostuu 25 lastutorniin. Tällä hetkellä ei suodattimissa ja lämmön- vaihtimissa ole kuormitusta ja kalsiumkarbonaatin saostuminen suodattimiin ja lämmönvaihtimiin minimoituu. Täten keksintö sallii kattilakiven valvonnan, mikä on ollut hankaluutena tavanomaisissa menetelmissä.When using conventional methods, the calcium contained in the wood tends to dissolve, causing an increase in the concentration of calcium ions in the cooking solution at the initial stage of cooking, whereby the load on the heat exchanger used to heat the charge is high. With a high hydroxyl ion content at this stage, calcium carbonate begins to precipitate, forming scale in filters and heat exchangers. In the present invention, calcium ions are formed upon contact of the chips with the black liquor before the white liquor is charged and before the hydroxyl ion content is high. When the white liquor is fed to the digester, the concentration of hydroxyl ions increases immediately and strongly and calcium carbonate precipitates in the 25 chip towers. At present, there is no load on the filters and heat exchangers and the deposition of calcium carbonate on the filters and heat exchangers is minimized. Thus, the invention allows the control of scale, which has been a difficulty in conventional methods.
30 Esitellyn menetelmän seuraava etu perustuu kuuman keit- toliuoksen käyttöön paineenalaisena toisen liuoksen syrjäyttämiseksi keittokattilassa. Tällöin tapahtuu lastujen paine-kyllästymistä paineenalaisen keittoliuoksen vaikutuksesta.Another advantage of the presented method is based on the use of a hot cooking solution under pressure to displace the second solution in the cooking pot. In this case, pressure saturation of the chips occurs due to the effect of the pressurized cooking solution.
Lopuksi on huomattava, että tavanomainen laitos voi-35 daan muuttaa verrattain helposti keksinnön soveltamiseen käyttökelpoiseksi laitokseksi. Keksinnön käyttäminen on si- 14 79724 ten mielekästä selluloosan valmistajille, jotka ovat käyttäneet tavanomaisia laitteita ja jotka haluavat alentaa energiavaatimuksia.Finally, it should be noted that a conventional plant can be relatively easily converted into a plant useful for the application of the invention. The use of the invention therefore makes sense for cellulose manufacturers who have used conventional equipment and who want to reduce energy requirements.
Keksintöä on esitetty yhden ainoan keittokattilan yh-5 teydessä. Ilmeisesti keksinnön toimintaperiaatteita voidaan soveltaa uuttoprosesseihin, joissa käytetään yhtä tai useampia keittokattiloita.The invention has been presented in connection with a single cooking pot. Obviously, the operating principles of the invention can be applied to extraction processes using one or more cooking pots.
Vaikka edellä on esitetty keksinnön määrätty toteutus, muunnokset ja vaihtelut ovat mahdollisia poikkeamatta keksin-10 nöstä. Keksinnön piiriin kuuluvat siten ne modifikaatiot ja muunnoket, jotka ovat ilmeisiä alan asiantuntijoille.Although a particular embodiment of the invention has been described above, modifications and variations are possible without departing from the invention. The invention thus encompasses those modifications and variations that will be apparent to those skilled in the art.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US24080481A | 1981-03-05 | 1981-03-05 | |
US24080481 | 1981-03-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI820643L FI820643L (en) | 1982-09-06 |
FI79724B FI79724B (en) | 1989-10-31 |
FI79724C true FI79724C (en) | 1992-12-29 |
Family
ID=22908014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI820643A FI79724C (en) | 1981-03-05 | 1982-02-25 | Process for boiling cellulose material |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57176282A (en) |
BR (1) | BR8201145A (en) |
CA (1) | CA1179807A (en) |
FI (1) | FI79724C (en) |
SE (1) | SE463267B (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR7406365D0 (en) * | 1974-08-02 | 1974-11-19 | Suzano Papel & Celulose | EQUIPMENT AND METHOD TO DELIGNIFY FIBROUS MATERIALS WITH ALKALINE SOLUTIONS |
CA1079008A (en) * | 1975-10-24 | 1980-06-10 | Cp Associates Limited | Solvent pulping process |
-
1982
- 1982-02-24 CA CA000396961A patent/CA1179807A/en not_active Expired
- 1982-02-25 FI FI820643A patent/FI79724C/en not_active IP Right Cessation
- 1982-03-04 SE SE8201334A patent/SE463267B/en not_active Application Discontinuation
- 1982-03-04 BR BR8201145A patent/BR8201145A/en not_active IP Right Cessation
- 1982-03-04 JP JP57034512A patent/JPS57176282A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR8201145A (en) | 1983-01-11 |
JPS57176282A (en) | 1982-10-29 |
CA1179807A (en) | 1984-12-27 |
SE463267B (en) | 1990-10-29 |
JPH0244957B2 (en) | 1990-10-05 |
FI79724B (en) | 1989-10-31 |
FI820643L (en) | 1982-09-06 |
SE8201334L (en) | 1982-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4578149A (en) | Process for digesting cellulosic material with heat recovery | |
FI123100B (en) | Procedure for the collection of by-products | |
US4849052A (en) | Batch digester multi-stage pulping process | |
FI92224C (en) | Batch process for the production of cogeneration | |
FI80085B (en) | FLERSTEGSKOKNINGSFOERFARANDE FOER CELLULOSA MED EN DISKONTINUERLIG KOKARE. | |
US5059284A (en) | Apparatus to displace a digester from both ends | |
US6413367B1 (en) | Treatment of cellulosic material with a chelating agent prior to alkaline delignification | |
US3362868A (en) | Method and apparatus for oxidizing spent digestion liquors | |
FI79724C (en) | Process for boiling cellulose material | |
CA1299322C (en) | Apparatus and methods for reducing the formation of scale in pulping operations | |
US2205374A (en) | Digesting process and apparatus | |
US5080757A (en) | Method to displace a digester from both ends | |
CZ318698A3 (en) | Method of continuous conveying liquids when boiling cellulose pulp within a cooking vessel | |
US3193444A (en) | Continuous sulphate pulping method with countercurrent heating and concurrent cooking zones and apparatus therefor | |
US2121074A (en) | Method and apparatus for digesting cellulosic material | |
US1949669A (en) | Apparatus for treating fibrous material | |
CN220266173U (en) | Slurry digestion system | |
US1653416A (en) | Method and apparatus for treating fiber | |
US2038925A (en) | Method and apparatus for the treatment of fibrous material | |
CN113646480B (en) | Method for extracting hemicellulose from lignocellulose material | |
RU1838487C (en) | Method of sulfate cellulose preparing | |
CN116590946A (en) | Slurry digestion system | |
US3145135A (en) | Multi-stage pulping process | |
US1942760A (en) | Process for making pulp from fibrous material | |
US1429128A (en) | Process for the recuperation of the sulphurous acid and heat from waste gases comingfrom boilers for cellulose |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |
Owner name: FAGERLUND, BERTIL |