FI80732B - Apparat foer minskning av ligning i vedmassa. - Google Patents

Description

1 80732

Laite ja menetelmä ligniinin vähentämiseksi puumassassa

Esillä oleva keksintö kohdistuu aineen kaasureaktioon ja tarkemmin sanottuna laitteeseen ja menetelmiin, jotka sopivat erityisesti kuituaineen kaasutaasikäsittelyyn kuten erään erityisen esimerkin mukaan ligniiniä sisältävän selluloosa-massan valkaisuun tai ligniinin poistoon.

Puumassan ligniinipitoisuus tai muun ei-selluloosa-aineen pitoisuus voi vaihdella. Tietyn massan sisältämä ligniini-määrä voidaan määrätä sopivilla tavanomaisilla kokeilla ja massalle annetulla kappaluvulla, joka osoittaa ligniinimäärän. Mitä suurempi kappaluku on, sitä enemmän massa sisältää ligniiniä.

• “ Kun puumassaa valkaistaan, kappaluvun pienennys osoittaa lig- niininpoistomäärää. Mitä suurempi kappaluvun pienennys on, | V sitä suurempi on ligniininpoistomäärä.

·*'-. Ligniinin ja hapen välinen reaktio on eksoterminen, ja kehitty nyt lämpö on verrannollinen poistetun ligniinin määrään. Reaktorissa, jossa ei ole merkittävää ilmanvaihtoa tai muuta massan lämpötilan säätövälinettä, kertynyt lämpö johtaa huomattavaan lämpötilan nousuun massakerroksen pohjasta yläosaan. Yleensä on suotavaa pitää lämpötila kerroksen yläosassa 95-lOO°C:ssa reaktionopeuden saamiseksi, joka riittää päättämään ligniinin poiston 20-30 minuutissa. Toisaalta on olemassa massan laadun huononemisen vaara, jos massan lämpötila ylittää 120-125°C. Sen tähden on tärkeää, että massan lignii-. nin kanssa reagoivaa kaasua säädetään siten, että lämpötila massakerroksen yläosassa pidetään alueella 95-100°C, mutta että lämpötila ei missään kerroksen kohdassa ylitä 120-125°C.

Nykyään tunnetuissa reaktorijärjestelmissä, joissa kaasuaineen annetaan reagoida kaasua läpäisevän aineen kanssa, 1) reaktio- 2 80732 kaasun annetaan virrata yhdensuuntaisesti massavirran kanssa ja 2) kaasuaineen annetaan virrata vastavirtaan massavirran suhteen. Kumpikin järjestelmä toimii tyydyttävästi pienillä ligniininpoistomäärillä kappaluvun pienennyksen ollessa 20 tai pienempi. Kappaluvun pienennysten ollessa yli 20 on reaktorijärjestelmässä käytettävä erikoisjärjestelyjä jäähdytystä tai massakerroksen lämpötilan säätöä varten. Sekä yhden-suuntaisvirrassa että vastavirrassa takaisin kierrätetty jäähdytetty kaasu toimii tyydyttävästi ligniinin poiston vastatessa kappaluvun pienennystä enintään 30. Kumpikaan järjestelmä ei kuitenkaan toimi riittävän hyvin ligniinin poiston vastatessa kappaluvun pienennystä yli 30.

Jos siis halutaan saada ligniinin poisto, joka vastaa kappa-luvun pienennystä 20 tai sen alle, tämä voidaan tehdä tehokkaasti nykyään tunnetuilla yhdensuuntais- ja vastavirtajärjes-telmillä. Jos halutaan saada ligniinin poisto, joka on 20-30 kappa, tämä saavutetaan lisäämällä tavanomaiseen reaktoriin erikoisjärjestelyjä. Erikoisjärjestelyt käsittäisivät reaktori-kaasun takaisinkierrätysvälineen, jolloin kaasu jäähdytetään tässä välineessä. Kumpikaan tunnettu järjestelmä ei kuitenkaan toimi tehokkaasti, jos halutaan saada ligniinin poiston pienennys, joka on suurempi kuin kappa 30.

Massanvalkaisuteollisuuden pyrkimyksenä on laajentaa happivalkaisuja yhä suurempaan kappaluvun pienennykseen. Niin ollen massanvalkaisujärjestelmä, joka mahdollistaa massan ligniinin-poiston, joka vastaa kappaluvun pienennystä 30 tai sen yli, on erittäin toivottavaa. Tämä keksintö tarjoaa teollisuudelle tällaisen järjestelmän. Keksinnön oleelliset tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Lyhyesti sanottuna uuteen reaktoriin kuuluu pääasiassa pystysuora astia. Aineensyöttöosat on yhdistetty astian yläpäähän. Käsiteltävä aine virtaa astian läpi yläosasta pohjaan kaasua läpäisevän kerroksen muodossa ja poistuu astian alapäästä.

Astian yläosassa on ylempi kaasun tulo-osa. Kaasua syötetään tämän tulo-osan kautta ja se virtaa yhdensuuntaisesti kaasua 3 80732 läpäisevän kerroksen virran kanssa mutta paljon suuremmalla nopeudella. Astian alapäässä on alempi kaasun tulo-osa, jonka kautta syötetään kaasua, joka virtaa vastavirtaan massa-kerroksen virran suhteen. Astiassa on ylemmän ja alemman kaasun tulo-osan välissä kaasun poisto-osat. Ylempi kaasun takaisinkierrätysjohto yhdistää kaasun poisto-osat astian yläpäähän kaasun kierrättämiseksi takaisin astian yläpäähän. Alempi kaasun takaisinkierrätysjohto yhdistää kaasun poisto-osat astian alapäähän kaasun kierrättämiseksi takaisin astian alapäähän.

Lyhyesti kuvattuna keksinnön mukainen uusi menetelmä eksotermisen kaasureaktion suorittamiseksi sopivan aineen kanssa käsittää vaiheet, joissa kaasua syötetään retentioastian yläosaan säädetyllä nopeudella, ja kaasun johtamisen alaspäin kaasua läpäisevän kerroksen läpi nopeudella, joka on suurempi kuin kaasua läpäisevän kerroksen alaspäin tapahtuvan liikkeen nopeus. Reagoimaton kaasu poistetaan astiasta kaasua läpäisevän kerroksen pohjan yläpuolisessa pisteessä. Kaasua syötetään samanaikaisesti retentioastian alaosaan säädetyllä nopeudella lämpötilassa, joka on alempi kuin retentioastian yläosaan syötetyn kaasun lämpötila. Kaasu virtaa ylöspäin kaasua läpäisevän kerroksen läpi. Reagoimaton kaasu poistetaan astiasta kaasua läpäisevän kerroksen pohjan yläpuolisessa pisteessä. Retentioastian yläosaan syötetyn kaasun lämpötila ja nopeus ovat sellaiset, että kaasua läpäisevä kerros kuumenee nopeasti minireaktiolämpötilaan. Retentioastian alaosaan syötetyn kaasun lämpötila ja nopeus ovat sellaiset, ettei kaasua läpäisevän kerroksen lämpötila ylitä suurinta sallittua lämpötilaa.

Keksintö sekä sen monet edut käyvät paremmin selville seuraa-vasta yksityiskohtaisesta selityksestä ja piirustuksista, joissa kuvio 1 on diagrammi, joka esittää laskettuja lämpötilaprofii-leja kappaluvun pienennystä 50 varten massakerroksessa, jossa 4 80732 käytetään yhdensuuntaista takaisinkiertoa takaisin kiertävän kaasun ollessa jäähdytetty lOO°C:een, kuvio 2 on diagrammi, joka kuvaa lämpötilaprofiileja kappalu-vun pienennystä 50 varten massakerroksessa, jossa käytetään tunnettua vastavirtakiertoa takaisin kiertävän kaasun ollessa jäähdytetty 100°C:een, kuvio 3 esittää kaaviokuvana esillä olevan keksinnön mukaisesti rakennettua erästä edullista suoritusmuotoa, ja kuvio 4 on diagrammi, joka esittää laskettua lämpötilaprofiilia kappaluvun pienennyksen ollessa 50 massakerroksessa käytettäessä kuvion 3 suoritusmuotoa.

Tarkasteltaessa piirustuksia ja erityisesti kuviota 1 sen diagrammi esittää laskettuja lämpötilaprofiileja kaasun eri virtausnopeuksilla massakerroksen korkeuden ollessa 6 metriä.

Massa tulee retentioastiaan 90°C:n lämpötilassa, yhdensuuntaisesti kiertävä kaasu jäähdytetään 100°C:een, ja ligniininpoisto-kappaluku on 50. Kuvion 1 diagrammi on tyypillinen massajärjestelmän tunnetun yhdensuuntaiskiertohappivalkaisun diagrammi. Tällaisessa tunnetussa järjestelmässä kaasun annetaan virrata massakerroksen läpi alaspäin suuremmalla nopeudella kuin liikkuva massa. Reaktorin pohjan lähellä reagoimaton kaasu erotetaan massasta ja kierrätetään takaisin reaktorin yläosaan. Lämpötilan massakerroksen yläosan läheisyydessä tulisi nopeasti kohota yli 95°C:n, jotta saataisiin riittävä reaktionopeus ligniinin poiston loppuunsuorittamiseksi 20-30 minuutin reten-tioajassa. Lämpötila ei kuitenkaan missään massakerroksen pisteessä saa ylittää n. 120°C. Jos lämpötila ylittää 120°C, massan laatu todennäköisesti huononee.

Kuvion 1 diagrammi esittää lämpötilaprofiileja yhdensuuntaisesti kiertävällä kaasulla jäähdytetyssä järjestelmässä kaasun virtausmäärien ollessa 0,5 kg happea/kg massaa, 1,0 kg happea/kg massaa ja 2,0 kg happea/kg massaa. Takaisinkiertomäärä, joka on 1 kg tai enemmän happea massakiloa kohti, antaa toivotun lämpötilasäädön. Tämä vastaa kuitenkin suhteellista kaasun 5 80732 nopeutta, joka on 5,4 m/min tai suurempi. Näin suuria kaasu-virtoja ei voida käsitellä yhdensuuntaisjärjestelmässä ilman liian suurta paineen alennusta ja massan kokoonpuristusta huokoisessa, 6 m:n korkuisessa massakerroksessa. Tehokasta massan valkaisua varten on massan liiallinen kokoonpuristus huokoisessa massakerroksessa estettävä. Massakerroksen massan on välttämättä oltava kuohkeaa ja riittävästi kaasua läpäisevää valkaisuvaiheen suorittamiseksi. Yhdensuuntainen takaisin-kiertokaasujärjestelmä ei sen tähden ole tehokas ligniinin poistossa, jossa kappaluvun pienennys on suuri, vaikka kaasu jäähdytetäänkin ennen sen kierrätystä takaisin retentioastian yläosaan.

Kuvio 2 on diagrammi, joka esittää laskettuja lämpötilaprofii-leja kaasun eri virtausnopeuksilla massakerroksen korkeuden ollessa 6 metriä. Massa tulee retentioastiaan 90°C:n lämpötilassa, vastavirtaan kiertävä kaasu jäähdytetään 100°C:een, ja ligniininpoistokappaluku on 50. Vastavirtajärjestelmässä kaasu virtaa vastavirtaan massakerroksen virtauksen suhteen. Kiertävä kaasu poistetaan reaktorin yläosasta ja palaa takaisin pohjaan virrattuaan jäähdyttimen läpi. Kuvion 2 diagrammi esittää kaasun virtausmääriä 0,5 kg happea/kg massaa. 1,0 kg happea/kg massaa, 2,0 kg happea/kg massaa ja 3,0 kg happea/kg massaa. Kuvion 2 diagrammista nähdään selvästi, että reaktorissa on ylläpidettävä kaasun takaisinkiertovirtausmäärää 3 kg tai enemmän happea massakiloa kohti, jotta varmistetaan, ettei massan lämpötila reaktorin missään pisteessä ylitä 120°C. Näin suuri kaasun takaisinkiertomäärä verrattuna massavirtaan ei ole lainkaan suotava. Suuret kaasun takaisinkiertomäärät verrattuna massavirtaan voivat estää massaa virtaamasta alaspäin reaktorissa ja aiheuttaa "pysähtymisen" erityisesti kerroksen yläosassa, jossa massa on vain vähän kokoonpuristunut. Reaktorin yläosaan tuleva massa on myös kuohkeaa ja koostuu kuiduista. Kaasun poisto tässä kohdassa ei ole toivottavaa kaasuvirrassa leijuvien hienojen kuitujen suurten määrien takia. Tavanomaisia t 6 80732 vastavirtakiertojärjestelmiä ei sen tähden myöskään voida käyttää tehokkaasti hyvään ligniininpoistoon.

Kuviossa 3 esitettyyn keksinnön edulliseen suoritusmuotoon kuuluu reaktioastia 10. Reaktioastiassa 10 on yläosa 12, siihen liittyvä keskiosa 14 ja sen viereinen pohja- tai alaosa 16.

Astian 10 yläosan 12 vaakasuora poikkileikkaus tai poikkileikkauspinta on huomattavasti pienempi kuin siihen yhteydessä olevan keskiosan 14 poikkileikkauspinta. Yläosan 12 alaosa 20 ulottuu osittain keskiosan 14 sisään, niin että muodostuu ensimmäinen kaasun vastaanottokammio 18, jota rajoittavat yläosan 12 alaosa 20, keskiosan 14 yläkehä 21 ja ylöspäin suippeneva, rengasmainen sulkuseinä 22, joka yhdistää keskiosan 14 ja yläosan 12 toisiinsa.

Kammion 18 yläpää on rengasmaisen sulkuseinän 22 sulkema, mutta sulkuseinän 22 alapuolella on kuitenkin kaasun poisto-osa 24 yhdistetty kammioon 18 kaasun poistoa varten kammiosta.

Astian 10 keskiosan vaakasuora poikkileikkaus tai poikkileikkaus-pinta on huomattavasti pienempi kuin siihen yhteydessä olevan alaosan 16 poikkileikkaus. Keskiosan 14 alaosa 26 ulottuu osittain alaosan 16 sisään, niin että muodostuu toinen kaasun vastaanottokammio 28, jota rajoittavat alaosa 26, ylöspäin suippeneva, rengasmainen sulkuseinä 30 ja alaosan 16 ylempi ulkokehä 31.

Kammion 28 yläpää on ylöspäin suippenevan, rengasmaisen sulku-seinän 30 sulkema. Kaasun tulo-osa 32 on kuitenkin sulkuseinän 30 alapuolella yhdistetty kammioon 30, joka ottaa vastaan alaosaan 16 syötetyn kaasun.

Astian yläosan 12 yläpää on varustettu ainakin yhdellä kaasun tulo-osalla 34, joka yhdistää tämän yläosan 12 venttiilin 37 säätämään kaasun täyttöputkeen 36. Astian yläosan 12 yläpää on lisäksi varustettu aineen tulo-osalla tai tuloputkella 38, 7 80732 joka on yhdistetty tähän yläpäähän pääasiassa astian 10 keskellä. Tuloputki 38 sisältää syöttöruuvin 40, joka on asennettu esittämättä jätetyn käyttömoottorin pyörivästi käyttämän tukiakselin 42 varaan ja joka on tarkoitettu syöttämään ainetta alaspäin astian yläosaan 12. Tuloputki 38 on yhdistetty aineen syöttöputkeen 44.

Astian yläosan 12 yläpäässä on väline, joka on erityisesti sovitettu hajottamaan, hienontamaan ja kuohkeuttamaan tuloput-keen 38 syötetyn aineen. Tämä väline levittää myös hajotetun, hienonnetun ja kuohkeutetun aineen astian yläosan 12 poikkileikkauksen yli. Kuten esitetään, tämä väline on US-patentissa 3 785 577 kuvattua tyyppiä ja käsittää kaarimaisesti toisistaan erillään sijaitsevista, pyörivistä tapeista muodostuvan sisärenkaan 46, joka on yhdistetty akseliin 42 pyörimään sen mukana, ja kaarimaisesti toisistaan erilllään sijaitsevista, liikkumattomista tapeista muodostuvan, sama-akselisen, säteittäisesti erillään sijaitsevan ulkorenkaan 48. Laitteen käytön aikana pyörivien tappien muodostamaa rengasta 46 pyöritetään jatkuvasti liikkumattomien tappien muodostaman renkaan 48 suhteen. Tulo-putken 38 kautta syötetty aine hajotetaan tai kuohkeutetaan tappien keskinäisen liikkeen vaikutuksesta ja poistetaan sen jälkeen ulospäin viereisten tappien välisten tilojen kautta, minkä jälkeen se levitetään kuohkeutettuna, hienonnettuna tai hajotettuna astian 10 poikkipinnan yli.

Astian lo alapäässä on poisto-osat aineen poistoa varten astiasta. Nämä poisto-osat käsittävät massan poistoputken 50, joka on yhdistetty astian alapäähän ja kaapimen 52, joka sijaitsee astian alapäässä poistoputken 50 lähellä ja jota käyttää pyörivästi esittämättä jätetty kävttömoottori käyttöakselin 54 välityksellä. Laimennussyöttöputki 56 syöttää laimennusnestettä astian alapäähän. On kuitenkin selvää, että laitteen poisto-osilla voi olla jokin muu sopiva rakenne.

Laitteessa on edelleen välineet lämmön uudelleenjakelua varten reaktioastiassa 10 reaktioprosessin aikana sen lämpötilan 8 80732 säätöä varten. Tarkemmin sanottuna astian 10 ulkopuolinen takaisinkiertojohto 60 on yhdistetty vastakkaisissa päissä kaasun poisto-osaan 24 ja kaasun tulo-osaan 34 kaasuputken 62 kautta poistetun kaasun osan kierrättämiseksi takaisin kaasun tulo-osan 34 kautta astian yläpäähän. Venttiilin 61 säätämä takaisinkiertoputki 60 on lisäksi varustettu tavanomaisella keskipakopuhaltimellä 64, joka on sovitettu puhaltamaan takaisin kierrätetyn kaasun takaisinkiertoputken 60 kautta kaasun tulo-osaan 34. Kuten esitetään, kaasun täyttöputki 36 on yhdistetty kaasun tulo-osaan 34 takaisinkiertoputkella 60, jolloin takaisinkierrätettv kaasu ja putken 36 syöttämä kaasu syötetään toisiinsa sekoitettuna tulo-osan 34 kautta.

Poisto-osasta 24 putken 62 läpi virtaavan kaasun osa kierrätetään takaisin takaisinkiertoputken 70 kautta, jota säätää venttiili 72. Astian 10 ulkopuolinen takaisinkiertoputki 70 on yhdistetty kaasun tulo-osaan 32 putken 70 kautta poistetun kaasun kierrättämiseksi takaisin kaasun tulo-osan 32 kautta astian alapäähän. Takaisinkiertoputki 70 on varustettu tavanomaisella keskipakopuhaltimella 74, joka on sovitettu puhaltamaan takaisin kierrätetyn kaasun takaisinkiertoputken 70 kautta kaasun tulo-osaan 32. Takaisinkiertoputken 70 läpi kiertävä kaasu johdetaan kaasujäähdyttimen 76 läpi, jossa se jäähdytetään ennen sen kierrätystä takaisin kaasun tulo-osaan 32.

Seuraavassa selitetään edellä kuvatun laitteen toimintaa ja selluloosamassan happiligniininpoistoa, jolloin on selvää, että astian 10 enimmäislämpötila on tällaisen reaktion aikana pidettävä alle n. 120-125°C:ssa massan laadun huononemisen estämiseksi.

Koko toiminnan aikana akseleja 42 ja 54 käytetään pyörivästi, niin että ruuvit 40, pyörivien tappien muodostama rengas 46 ja pohjakaavin 52 saadaan pyörimään jatkuvasti. Reagoitava 2 massa pidetään astiassa 10 reaktoripaineessa n. 7 kp/cm 20-30 minuutin ajan, joka on reaktion kannalta sopiva tai 9 80732 toivottava, niin että saadaan huokoinen, kaasua läpäisevä, kuohkeasta massasta koostuva kerros, jonka yläpää sijaitsee pääasiassa viitenumeron 78 osoittamalla tasolla ja kaasutilan 80 erottamana astian yläosan yläpään alapuolella. Massa liikkuu asteittain alaspäin huokoisena kerroksena, sitä mukaa kuin reagoinutta massaa poistetaan kerroksen pohjasta poisto-putken 50 kautta.

Syöttöruuvi 40 ottaa jatkuvasti vastaan massaa putkesta 44 ja syöttää massan alaspäin alapuolisiin, keskenään pyörivien tappien muodostamiin renkaisiin 46, 48. Keskinäisen pyörintänsä vaikutuksesta nämä tapit hajottavat ja kuohkeuttavat massan tilaan, joka on sopiva reaktion kannalta ja edellä selitetyn huokoisen, kaasua läpäisevän massakerroksen muodostuksen kannalta astiassa 10. Tappien muodostamat renkaat 46, 48 poistavat edelleen massan säteittäisesti ulospäin suunnattuna virtana viereisten tappien välistä, jolloin massa valuu alaspäin tilan 80 läpi alla olevan massakerroksen yläpään 78 päälle.

Reaktiokaasua tai -happea syötetään samanaikaisesti jatkuvasti säädetyllä nopeudella ja säädetyssä lämpötilassa kaasun tulo-osan 34 kautta tilaan 80 sen läpi alaspäin valuvaan massaan. Alaspäin valuessaan massa joutuu niin ollen alttiiksi syötetyn reaktiokaasun vaikutukselle, ja reaktiokaasun pieni määrä reagoi massan kanssa tällä hetkellä. Reagoimaton kaasu virtaa edelleen alaspäin huokoisen massakerroksen läpi nopeudella, joka on oleellisesti suurempi kuin massan alaspäin tapahtuvan liikkeen nopeus. Lisämäärä takaisinkiertokaasua reagoi massan kanssa alaspäin tapahtuvan virtauksen aikana, ja jäljellä oleva kaasu menee ylöspäin kaasun poistokammion 24 läpi ja poistoputkeen 62. Poistoputken 62 kautta virtaavan kaasun osa syötetään venttiilin 61 ja kaasun takaisinkierto-putken 60 läpi puhaltimen 64 avulla ja astian yläosan 12 yläpäähän. Takaisin kierrätetty kaasu syötetään kaasutilaan 80 kaasun tulo-osan 34 kautta sekoittuneena kaasun syöttöputkesta 36 tulevaan kaasuun. Takaisin kierrätetyn kaasun sisältämän lämmön pääosa on vesihöyryn muodossa veden haihtumisen takia 10 80732 kuumasta massasta. Kaasutilaan 80 tulevalla takaisin kierrätetyllä kaasulla on korkeampi lämpötila kuin sisään tulevalla massalla, ja runsaan pyörteilyn takia kaasutilassa 80 ja sen läpi alaspäin valuvan massan suuren, kaasulle alttiina olevan pinta-alan takia lämmönsiirto takaisin kierrätetystä kaasusta tähän massaan mainitun kaasun sisältämän vesihöyryn lauhtumisen avulla tapahtuu lähes välittömästi. Sen tähden saavutetaan takaisin kierrätetyn kaasun ja kuohkeutetun massan pääasiassa sama lämpötila ennen massan laskeutumista massakerroksen ylätasolle 78. Tämän takaisin kierrätetystä kaasusta massaan tapahtuvan lämmön siirron määrä riippuu tietysti mainitun kaasun määrästä ja lämpötilasta.

Putkesta 62 tulevan kaasun osa syötetään samanaikaisesti venttiilin 72 säätämän takaisinkiertoputken 70 ja kaasujäähdyttimen 76 läpi, minkä jälkeen se kierrätetään takaisin alemman kaasun tulo-osan 32 kautta kaasukammioon 28 ja ylöspäin astian 10 keskiosan 14 ja kaasukammion 18 läpi sekä ulos kaasun poisto-putken 62 kautta.

Retentioastian 10 yläosaan 12 syötetyn kaasun lämpötilan ja määrän on oltava sellaiset, että kaasua läpäisevä kerros kuumenee nopeasti rninimireaktiolämpötilaan. Retentioastian alaosaan syötetyn kaasun lämpötilan ja määrän on myös oltava sellaiset, että kaasua läpäisevän kerroksen lämpötila ei ylitä suurinta sallittua lämpötilaa 120-125°C. Tämä on erityisen tärkeää, kun suuria määriä ligniiniä poistetaan massasta, niin että kappaluvun pienennys on esim. 30 tai suurempi.

Jos massakerroksen korkeus on noin 6 metriä ja halutaan saada kappaluvun pienennys 30 tai enemmän, alle 1 kg happea/kg massaa on kierrätettävä takaisin retentioastian yläosaan ja ainakin 2 kg happea/kg massaa jäähdytettynä lOO°C:seen kierrätetään takaisin vastavirtaan massan liikkeen suhteen retentioastian alaosaan.

n 80732

Massan ligniinin poistoa, joka vastaa kappaluvun pienennystä 50, esitetään kuviossa 4, joka on pöhjatakaisinkierrätystä käsittävä diagrammi. Kuuma kaasu jäähdytetään 100°C:een ennen takaisinkiertoa.

Tämä estää massaa ylittämästä suurinta sallittua lämpötilaa. Kuten kuviossa 4 esitetystä 50 kappaluvun pienennyksen erityisestä esimerkistä voidaan nähdä, retentioastian yläosaan takaisin kierrätetyn kaasun määrä on 0,5 kg happea/kg massaa ja retentioastian alaosaan takaisin kierrätetyn hapen määrä on 2 kg happea/kg massaa.

Yhdensuuntaisella takaisinkierrätyksellä reaktorin yläosassa on seuraavat edut: 1. Massa puristuu vain vähän kokoon yläkerroksissa. Vastus kaasuvirtaa vastaan on vain hyvin vähäinen.

2. Yhdensuuntainen virtaus yläkerroksissa estää massan pysähtymisen.

3. Reaktorista tulevaa kuumaa kaasua käytetään sisään tulevan massan kuumennukseen, mikä säästää höyryä.

4. Massa kuumenee nopeasti minimireaktiolämpötilaan kuuman kaasun ja kuohkeutetun massan välisen nopean lämmönsiirron ansiosta.

5. Suuria määriä hienoja kuituja leijuu kuohkeutinta ympäröivässä kaasuvirrassa. Yhdensuuntainen kaasuvirta pakottaa nämä kuidut laskeutumaan massakerrokseen.

Vastavirtatakaisinkierrätyksellä massakerroksen pohjakerroksissa on seuraavat edut: 1. Vastavirtavirtaus estää liiallisen kokoonpuristuksen pohjakerroksissa ja pitää siten virtausvastuksen minimissä.

2. Lämpöä poistetaan tehokkaasti, mikä estää massaa ylittämästä suurinta sallittua lämpötilaa ja estää massan laadun huononemisen.

Claims (3)

12 80732 Patentti vaatimukset

1. Laite ligniinin vähentämiseksi puumassassa happikaa-sun avulla, jossa laitteessa on pääasiassa esteetön ontto pystysuora astia (10), astian yläpäähän yhdistetty massan syöttöelin (44) massan syöttämiseksi mainittuun yläpäähän, elin (50) massan poistamiseksi astian alapäästä, astian yläpäähän yhdistetty happikaasun syöttöelin (34) happikaasun syöttämiseksi tähän yläpäähän ja siinä olevan massan läpi, happikaasun poistoaukko (24), joka on yhdistetty astiaan, ja happikaasun kierrätysjohto (62, 60), joka yhdistää happikaasun poistoaukon (24) astian yläpäähän, happikaasun kierrättämiseksi takaisin astian yläpäähän, tunnettu siitä, että laite käsittää astian alapäähän yhdistetyn alemman happikaasun syöttöelimen (32) happikaasun syöttämiseksi tähän alapäähän ja siinä olevan massan läpi, että happikaasun poistoaukko (24) on yhdistetty astiaan ylemmän ja alemman happikaasun syöttöelimen (34, 32) välissä ja että laite käsittää alemman happikaasun kierrätysjohdon (62, 70), joka yhdistää happikaasun poistoaukon (24) astian alapäähän, happikaasun kierrättämiseksi takaisin astian alapäähän, jolloin alemmassa happikaasun kierrätysjohdossa (70) on happikaasun jäähdytin (76) kierrätysjohdon (70) läpi virtaavan happikaasun lämpötilan alentamiseksi, joka jäähdytin (76) on ainoa laitteessa oleva kaasuj äähdyti n.

2. Menetelmä ligniinin vähentämiseksi puumassassa kappa-luvun alentumisen ollessa yli 30, jossa menetelmässä puumassaa syötetään jatkuvasti retentioastian (10) yläosaan, jossa re-tentioastiassa on massan tuloaukko (44) sen yläpään kohdalla, poistoelin (50) sen alapään kohdalla ja esteetön massan vir-taustie massan tuloaukon ja poistoelimen välillä, joka puumassa liikkuu alaspäin astian läpi yhtenä kaasua läpäisevänä kerroksena ja poistuu retentioastian alaosasta; happikaasua syötetään retentioastian yläosaan ja sen annetaan virrata alaspäin samaan suuntaan kuin kaasua läpäisevä kerros ja tämän kerroksen läpi nopeudella, joka on suurempi kuin kaasua i3 80732 läpäisevän kerroksen alaspäin suuntautuvan liikkeen nopeus; ja reagoimaton happikaasu poistetaan astiasta ja kierrätetään takaisin astiaan, tunnettu siitä, että reagoimaton happikaasu poistetaan astiasta alueella, jossa kaasun lämpötila on korkein, joka alue sijaitsee kaasua läpäisevän kerroksen pohjan yläpuolella olevassa kohdassa; osa retentioas-tiasta poistettua reagoimatonta kaasua kierrätetään jäähdyttämättä retentioastian yläosaan; loppuosa retentioastiasta poistettua reagoimatonta kaasua jäähdytetään ja kierrätetään retentioastian alaosaan; tämän happikaasun annetaan virrata ylöspäin vastakkaiseen suuntaan kuin kaasua läpäisevä kerros ja tämän kerroksen läpi ja reagoimaton happikaasu poistetaan astiasta mainitussa, kaasua läpäisevän kerroksen pohjan yläpuolella olevassa kohdassa, jolloin mainituista alaspäin ja ylöspäin virtaavista kaasuvirroista poistetun reagoimattoman happikaasun kokonaismäärä muodostaa retentioastian yläosaan kierrätettävän osan ja retentioastian alaosaan kierrätettävän loppuosan ja jolloin retentioastian yläosaan syötetyn happikaasun määrä ja lämpötila ja retentioastian alaosaan syötetyn happikaasun määrä ja lämpötila ovat sellaiet, että kaasua läpäisevä kerros kuumenee nopeasti mi nimireaktiolämpöti1 aan, mutta kaasua läpäisevän kerroksen lämpötila ei ylitä suurinta sallittua lämpötilaa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että retentioastian yläosaan syötetyn happikaasun määrä on alle 1 kg/kg massaa ja retentioastian alaosaan syötetyn happikaasun määrä on ainakin 2 kg/kg massaa. I-. 80732