FI79866C - Foerfarande foer bringande av en kokare till koktemperatur. - Google Patents

Description

1 79866

MENETELMÄ KEITTOKATTILAN SAATTAMISEKSI KEITTOLÄMPOTILAAN

Tämä keksintö liittyy puuhakkeen keittämiseen keittokatti-lassa sulpun valmistelemiseksi paperinvalmistusta varten ja se liittyy erityisesti prosessissa käytettävien liuos-5 ten kierrättämiseen keittokatti1 an saattamiseksi tehokkaasti ja nopeasti keittolämpöti1 aan .

Kun puuhaketta keitetään keittokatti1assa tavanomaisesti, nostetaan lämpötila keittolämpöti1 aan joko käyttämällä keittoliuoksen epäsuoraa lämmitystä 1ämmönsiirtimel1ä tai 10 suoraa lämmitystä suihkuttamalla höyryä suoraan keittokat-tilaan. Molemmat näistä operaatioista ovat aikaakuluttuavia kestäen tavallisesti 45-90 minuuttia. Epäsuora järjestelmä on energiantarpeen kannalta tehokkaampi kuin suorasuihku-tusjärjestelmä.

15 Erilaiset annos tyyppi set keittolaitokset poikkeavat toisistaan merkittävästi höyrynkehityslaitteesta tulevan höyryn käytössä riippuen siitä, mikä osa kierrosta on menossa. Tämä on höyryn tehotonta käyttöä ja lisää vaiheen kokonaiskustannuksia.

20 Aikaisempi esitys, jossa on joitakin yhtäläisyyksiä tämän keksinnön kohteen kanssa, löytyy US-patentissa 3,882,148. Tämän esityksen mukaan täytetään keittokatti1 a nesteellä, jonka lämpötila on huomattavasti keittolämpöti1 aa alhaisempi, ja neste pumpataan keittokatti1 aan, niin että nes-25 te painaa keittokattilassa olevan ilman tai muun kaasun ulos tämän vaiheen aikana. Tämä niinsanottu "tunkeutumis-neste" voi olla täysin väkevää tai miedompaa keittoliuos-ta. Sisään pumpattu tunkeutumisneste syrjäytetään keitto-kattilasta tulevan uiostuloputken kautta kuumalla keitto-30 liuoksella, joka pumpataan keittokatti1 aan keittolämpöti-lassa. Kuristamalla keittokatti1assa vallitsevaa ulostu-lopainetta pysyvät kuumaan keittoliuokseen liuenneet kaasut liuenneina siihen ja vähentävät siten kuuman keitto- 2 79866 liuoksen höyrystymistä.

Tämä keksintö tarjoaa menetelmän keittokattilan saattamiseksi keittolämpöti1 aan tehokkaasti ja nopeasti. Periaatteessa käsittää menetelmä puuhakkeen pakkaamisen keitto-5 kattilaan ja sen peittämisen kuumalla jäteliuoksel1 a. Tämän liuoksen syrjäyttää kokoojaan sijoitetusta aikaiinsää-tövyöhykkeestä peräisin olevan kuuma syrjäytysnesteliuos. Sen jälkeen kun kuuma jäteliuos on syrjäytetty, ohjataan syrjäytysliuos keittokattilan läpi ja johdetaan ai kaiin-10 säätövyöhykkeen alaosaan. Kokoojasta mahdollisesti erillään sijaitsevasta vakioti1 avuuslämmitysvyöhykkeestä peräisin oleva kuuma liuos johdetaan tavallisesti ylivir-tauksena ai kaiinsäätövyöhykkeeseen. Lämmitysvyöhykkeessä olevan liuoksen tilavuus pidetään vakiona. Keitto1ämpöti-15 lassa oleva kuuma liuos siirretään 1ämmitysvyöhykkeen yläpäästä keittokattilan alapäähän ja aloitetaan kierto, jossa keittokattilan läpi kulkenut suhteellisesti viileämpi neste poistuu keittokattilan yläpään kautta ja johdetaan 1ämmitysvyöhykkeen alapäähän. Tämäntyyppinen kierto jat-20 kuu, kunnes keittokattilan yläpäästä poistuva liuos on keittolämpöti1assa. Silloin kierto päättyy ja lämmitys-vyöhyke palautuu kierrättämä11ä nestettä siinä lämmön-siirtimen kautta liuoksen lämpötilan nostamiseksi.

Tätä keksintöä selitetään edelleen oheisiin piirustuk-25 s i i n lii ttyen.

Kuvio 1 on jossain määrin kaavamainen esitys annoskeitto-katti1ajärjestelmästä, johon liittyy tämän keksinnön parannuksia.

Kuvio 2 on katkonainen kuva keksinnön eräästä toisesta 30 muodosta, jossa yhteys 1ämmitysvyöhykkeen ja alkali nsäätö-vyöhykkeen välillä ylläpidetään suihkutuslaitteel1 a.

Kuvio 3 on katkonainen kuva, joka esittää keksinnön muunnettua muotoa, jossa varaajan muodostavat kaksi säiliötä.

3 79866

Kuviossa 1 käytetään viitenumeroa 10 yleisesti puuhakkeen keittämistä varten tarkoitetusta tavanomaisen tyyppisestä keittokatti1asta . Keittokatti1assa on katkaistun kartion muotoinen alaosa 11. Tuloventtiili 12 ohjaa pumpun 13 k e i t-5 tokattilaan 10 pumppaamien eri liuosten syöttöä.

Liuos poistetaan kiettokatti1asta 10 venttiilin 15 ohjaaman poistojohdon 14 kautta. Liuos kulkee siivilän (ei esitetä) läpi, johon hake ja sulppu jäävät. Liuos voidaan johtaa venttiilin 17 ohjaamana pieniämpövaraajaan 16 tai vent-10 tiilin 19 ohjaamana suuriämpövaraajaan 18. Vaihtoehtoisesti voidaan liuos pumpata keittokatti 1 asta venttiilin 20 kautta 1iuoskiertoon, jota selitetään myöhemmin.

Eräs tämän keksinnön ominaisuuksista perustuu uudentyyppiseen vai koiipeävaraajaan , jota piirustuksissa merkitään 15 viitenumerol1 a 21. Keskelle sijoitettu väliseinä 22 jakaa varaajan 21 sisätilan lipeänsäätöosaan 23 ja vakiotila-vuuslämmitysosaan 24. Keksinnön kuviossa 1 esitetyssä muodossa toteutetaan yhteys lämmitysosasta 24 ai kaiinsäätö-osaan 23 ylivuotoputkel1 a 25, jonka yksi pää on lähellä 20 1ämmitysosassa 24 olevan liuoksen alaosaa ja toinen pää menee väliseinässä 22 olevan aukon läpi, niin että liuos purkautuu ai kaiinsäätövyöhykkeeseen 23.

Lähellä ai kaiinsäätövyöhykkeen 23 alapäätä on poisto-venttiili 26, jonka kautta pumppu 13 voi imeä liuosta ja 25 syöttää sitä keittokatti1 aan 10.

Nesteen pinta pidetään 1ämmitysvyöhykkeessä 24 vakiokor-keudella ylivuotoputken 25 avulla. Pumppua 29 syötetään selektiivisesti valkolipeälähteestä 30 tai suuriämpöva-raajasta 18 johdetulla kuumalla jätelipeällä lähteestä 30 31. Pumppu 29 pumppaa tämän liuoksen johdon 32 kautta 1ämmitysvyöhykkeen 24 alapäähän.

Lisäpumppua 33 käytetään kierrättämään 1ämmitysvyöhyk-keessä 24 olevaa liuosta läpi lämmönsiirtimen 34, jossa on höyryn sisäänmeno 36 ja lauhteen ulostulo 35 höyryn 4 79866 kierrättämiseksi sen kautta. Lämmön siirt imen 34 kautta kulkenut liuos johdetaan johdon 37 kautta 1ämmitysvyöhykkeen 24 yläpäähän.

Keittojärjestelmän venttiilistä 20 purkautuva liuos voi 5 jatkaa selektiivisesti venttiilin 38 ja johdon 39 kautta ai kaiinsäätövyöhykkeen 23 alapäähän tai se voi jatkaa venttiilin 40 kautta kiertoradalla johdon 41 kautta lammi tys vyöhykkeen 24 alapäähän.

Kuuma liuos vakioti1 avuusiämmitysvyöhykkeestä 24 kierrä-10 tetään johdon 42 avulla venttiilin 43 kautta pumpun 13 tulopäähän pumpattavaksi keittokatti1 aan 10.

Tämän keksinnön järjestelmä on tarkoitettu toimimaan useiden keittokattiloiden kanssa, joista kukin toimii annoksittain. Sen mukaisesti esitetään toinen keittokattila 50, 15 jossa on katkaistun kartion muotoinen alaosa 51 sekä venttiili 52, jonka kautta eri liuokset voidaan pumpun 13 avulla johtaa keittokatti1 aan. Venttiilien 54 ja 55 ohjaamaa poistojohtoa 53 käytetään liuoksen palauttamiseksi keitto-kattilasta 50 varaajiin 16 ja 18 tai vai koiipeävaraajaan 20 21 .

Kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto on monessa suhteessa samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty ja tarkoituksenmukaisin osin käytetään vastaavia viitenumerolta. Ero on tavassa, jolla liuosta kierrätetään 1ämmitysvyöhykkeestä 24 li-25 peänsäätövyöhykkeeseen 23. Kuviossa 2 esitetyssä keksin nön muodossa on kuvion 1 ylivuotoputki 25 korvattu kierrätysjärjestelmällä, joka käsittää johdon 61, joka imee liuosta vakioti1 avuusiämmitysvyöhykkeestä 24 ja siirtää sen pumpun 62 avulla 1ipeänsäätövyöhykkeeseen 23 suihku-30 tuspään 63 avulla. Nesteen pinnan korkeus pidetään lämmi-tysvyöhykkeessä vakiona anturin 27 avulla, joka toimii yhdessä vakiopinnankorkeuslaitteen 28 kanssa. Tämä laite ohjaa pumpun 62 poistojohdossa olevan venttiilin 69 toimintaa.

5 79866

Myös kuviossa 3 esitetty suoritusmuoto on monessa suhteessa samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty ja sen mukaisesti on samoista osista käytetty vastaavia numeroita. Väliseinällä varustetun varaajarakenteen sijasta käyte-5 tään kuvion 3 mukaisessa keksinnön muodossa kuitenkin va-raajaparia 65,66, joista varaaja 65 muodostaa lämmitys-vyöhykkeen ja varaaja 66 1ipeänsäätövyöhykkeen. Yhteys näiden kahden varaajan välillä saadaan aikaan putkella 67, joka siirtää liuosta varaajan 65 alaosasta lähelle 10 varaajan 66 yläpäätä. Säiliöiden 65 ja 66 välisten paine-erojen eliminoimiseksi käytetään putkijohtoa 67, joka yhdistää näiden säiliöiden yläpäät.

Kuvioiden 2 ja 3 rakenteelliset muunnokset ovat pelkästään variantteja, joita voidaan käyttää erilaisissa asen-15 nuksissa, mutta kaikissa kuvioissa on sama toimintamenetelmä, jota selitetään kuvioon 1 liittyen.

Prosessin ensimmäinen vaihe käsittää keittokatti1 an 10 pakkaamisen puuhakkeella ennaltamäärättyyn korkeuteen saakka sekä kuuman jäteliuoksen ohjaamisen sen jälkeen 20 keittokatti1 aan hakkeen esi käsittelemi seksi myöhempää keittämistä varten, ilman että sitä varsinaisesti keitetään. Sopivan ajanjakson jälkeen käynnistetään pumppu 13 venttiilin 26 ollessa auki ja keittokattilaan syötetään venttiilin 12 kautta kuumaa liuosta, joka syrjäyttää 25 kuuman jäteliuoksen, jota käytettiin puuhakkeen esikäsittelyyn. Syrjäytetty liuos siirtyy ylöspäin keittokat-tilan läpi ja ohjataan joko mata1 aiämpövaraajaan 16 tai korkealämpövaraajaan 18 niiden lämpötilasta riippuen. Tässä vaiheessa alenee 1ipeänsäätöosan 23 pinta huolimat-30 ta siitä, että liuosta syötetään siihen 1ämmitysvyöhyk-keestä 24 vakioti1 avuudel1 a varaajasäi1iön 21 lämmitys-vyöhykkeen ylivuodon avulla.

Sen jälkeen kun alkuperäinen käsittelyliuos on siirretty pienlämpöti1 a- ja suuriämpöti1avaraajiin 16 ja 18, 35 vastaavasti, suljetaan varaajat sulkemalla venttiilit 6 79866 17 sekä 19 ja syrjäytysliuos jatkaa keittokatti1 an kautta 1ipeänsäätöosan 23 alaosaan kun venttiilit 20 ja 38 avataan. Tämän, keittokatti1 an ja 1ipeänsäätövyöhykkeen 23 kautta tapahtuvan, kierron avulla tasoitetaan liuoksessa 5 mahdollisesti esiintyvät 1ipeäpitoisuuden nousut.

Seuraavaan vaiheeseen liittyy venttiile iden 26 ja 38 sulkeminen, niin että kierto päättyy ja liuos voi imeytyä keittokattilassa 10 olevaan hakkeeseen sopivan pitkän aikaa. Sopivan pitkän kyl1ästysjakson jälkeen avataan vent-10 tiilit 40 ja 43, ja keittolämpöti1assa oleva liuos, jonka lipeäpitoisuus on olennaisesti sama kuin keittokattilassa, pumpataan keittokatti1 an alaosaan venttiilin 12 kautta ja se syrjäyttää keittokattilassa olevan nesteen keittokatti-lan yläpäässä olevan johdon 14 kautta. Syrjäytetty neste 15 palaa 1ämmitysvyöhykkeen alapäähän venttiilin 40 ja johdon 41 kautta.

Tämän kierron aikana siirtyy kylmemmmän nesteen ja kiehumisia mpötilassa olevan liuoksen välinen rajapinta ylöspäin 1ämmitysvyöhykkeessä 24. Kun keittokatti1 an yläpäästä ulos 20 tuleva liuos on keittolämpöti1assa, päättyy kierto ja venttiilit 40 ja 43 suljetaan.

Odotettaessa seuraavan keittokattilan, kuten keittokatti-lan 50, lämpiämistä täydennetään lämmitysvyöhykkeessä 24 olevan liuoksen lämpösisältöä kierrättämällä liuosta kes -25 keytymättä 1ämmönsiirtimen 34 kautta pumpulla 33, mikä siirtää kylmempien ja kuumien nesteiden välistä rajapintaa alaspäin, niin että vähitellen kehittyy 1ämmityspoten-tiaalia seuraavaa keittovaihetta varten. Tämä kierto jatkuu keskeytymättä kaikkien peräkkäisten vaiheiden aikana, 30 niin että höyryvirta 1ämmönsiirtimeen voi olla olennaisesti vakio. Haluttu keittolämpöti1 a määrää lämpötilan lämmön-siirtimen johdossa 37. Johdossa 37 oleva venttiili 56 ohjaa liuoksen virtausta 1ämmönsiirtimen läpi siirtääkseen kylmemmän ja kuuman liuoksen välistä rajapintaa sopivassa 35 määrin 1ämmitysvyöhykkeen varaamiseksi lämmöllä lämmitys- 7 79866 vaiheiden välillä.

Lähteestä 30 syötetyn valkolipeän määrä riippuu tuotannosta ja halutusta ai kaiipitoisuudesta. Kuuman jäteliuok-sen virtaa lähteestä 31 kokoomasäi1iöön 21 säädetään sen 5 mukaan, että pinta ai kaiinsäätöosassa pidetään annetuissa rajoissa.

Tämän keksinnön järjestelmä tekee mahdolliseksi säätää ai kaiipitoi suutta keittokatti1 oissa käyttämällä yhtä kiertopumppua, mikä poistaa tarpeen käyttää erillistä 10 kiertopumppua kutakin keittokatti1 aa kohti. Tässä esitetyssä järjestelmässä on mahdollista lämmittää keittokat-tilat keittolämpöti1 aan siirtämällä liuosta yhdestä keskuksesta, jossa yksi 1ämmönsiirrin toimii väkiohöyryvir-ralla. Tämä poistaa tarpeen käyttää erillistä lämmönsiir-15 rintä kutakin keittokatti1 aa varten ja tarjoaa suoraa höyryä keittotarkoituksiin käyttäville laitoksille mahdollisuuden siirtyä epäsuoraan lämmitykseen, ilman että olisi asennettava kiertoa jokaisen keittokattilan lämmitysjärjestelmään. Tämä vaikuttaa tarvittavaan haihdutin-20 kapasiteettiin ja syöttöveden kustannuksiin.

Tämän keksinnön mukaisesti voidaan keittokatti1 at saattaa haluttuun lämpötilaan erittäin nopeasti, ilman että äärimmäiset höyrynkulutushuiput tuottavat ongelmia. Höyryn suhteellisen tasainen käyttö parantaa höyrynkäytön 25 hyötysuhdetta ja tekee sen taloudellisemmaksi.

On selvää, että selitettyihin suoritusmuotoihin voidaan tehdä erilaisia muutoksia poikkeamatta tämän keksinnön piiristä.

Claims (7)

1. Menetelmä keittokatti1 an (10) saattamiseksi tehokkaasti ja nopeasti keittolämpötilaan, t u n n e t t u siitä, että se käsittää vaiheet 5 1) pakata puuhaketta mainittuun keittokatti1 aan, 2. peittää mainittu hake kuumalla jäteliuoksella, 3. syrjäyttää mainittu kuuma jäteliuos ai kaiinsäätövyö-hykkeestä (23) tulevalla kuumalla syrjäytysliuosnes-teel1ä, 10 4) siirtää mainittu kuuma syrjäytysliuosneste mainitun aikaiinsäätövyöhykkeen (23) alaosaan mainitun kuuman jäteliuoksen syrjäyttämisen jälkeen, 5. siirtää jatkuvasti kuumaa liuosta vakioti1avuuslämmi-tysvyöhykkeestä (24) mainittuun ai kaiinsäätövyöhykkee- 1. seen (23), 6. siirtää keittolämpöti1assa olevaa kuumaa liuosta mainitun 1ämmitysvyöhykkeen (24) yläpäästä mainitun keit-tokattilan (10) alapäähän (11), 7. siirtää edellisessä vaiheessa mainitun keittokatti1 an 20 (10) läpi kulkenutta suhteellisesti kylmempää nestettä mainitun keittokattilan (10) yläpäästä mainitun lämmi-tysvyöhykkeen (24) alapäähän, 1 2 II kierrättää kahdessa edellisessä vaiheessa määriteltyä mainittua liuosta jatkuvasti, kunnes mainitun keitto- 25 kattilan (10) yläpäästä lähtevä liuos on keittolämpöti- 1assa, 2 päättää edellisessä vaiheessa määritellyt kierto sekä : 10) kierrättää mainittua liuosta 1ämmitysosassa (24) läm- 9 79866 mensiirt imen (34) kautta siinä olevan liuoksen lämpötilan nostami seksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun 1ämmitysosaan (24) 5 siirretty liuos on valkolipeän ja kuuman jäteliuoksen seosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ai kaiinsäätövyöhyke (23) ja mainittu 1ämmitysvyöhyke (24) on sijoitettu samaan as- 10 ti aan (21).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ai kaiinsäätövyöhyke ja mainittu 1ämmitysvyöhyke on sijoitettu eri astioihin (65, 66).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaiheen 3) mukainen syrjäytetty kuuma jäteliuos siirretään ainakin yhteen varaajaan (16,18).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen 5) mukaista kuumaa jäte- 20 liuosta siirretään mainittuun ai kaiinsäätövyöhykkeeseen (23) ylivirtauksella mainitusta väkioti1 avuusiämmitysvyö-hykkeestä (24) mainittuun ai kaiinsäätövyöhykkeeseen (23). 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitusta vakioti1avuus1ämmitys- 25 vyöhykkeestä (24) tuleva mainittu kuuma jäteliuos suihkutetaan (67) mainittuun ai kaiinsäätövyöhykkeeseen (24). 10 79866