FI90795C - Tuotantolaitos aines- tai tavaravirtojen käsittelemiseksi, erityisesti sellutehdas - Google Patents

Description

5 90795 i

Tuotantolaitos aines- tai tavaravirtojen kasittelemiseksi, erityisesti sellutehdas - Produktionsanlåggning for material- eller godsfloden, specieilt en cellulosafabrik Tåman keksinnon kohteena on tuotantolaitos aines- tai tavaravirtojen tai muiden sellaisten kasittelemiseksi ja ohjaamiseksi, erityisesti sellutehdas, johon laitokseen kuuluu paavalvomo ja tuotanto-osastoja.

10

Varsinkin suuret tuotantolaitokset, kuten sellutehtaat, kasittavat tyypillisesti useita erillisiå rakennuksia, joihin kuhunkin on sijoitettu yksi tai useampia tuotanto-osastoja. Påaprosessi ja mahdollinen paavalvomo on yleisesti 15 sijoitettu siten, ettå ne muodostavat oman kokonaisuutensa eli påalinjan, jonka varrella, mahdollisesti påålinjan molemmilla puolilla, on tuotanto-osastoja, joissa apu-ja/tai osaprosessit tapahtuvat. Koska tuotanto-osastot muodostavat omat kokonaisuutensa, usein erillisiå rakennuk-20 sia, on niisså yleenså omat valvomonsa, vaikka tietoja osaprosesseista kulkisikin pååvalvomoon. Vaikka rakennuk-set, joissa tuotanto-osastot sijaitsevat, olisikin sijoitettu mahdollisimman tarkoituksenmukaisesti prosessikokonai-suuden kannalta, on tuotanto-osastojen muodostama kokonai-25 suus pakostakin melko hajautettu ja prosessituotteiden siirtåmiseksi vaadittavien putkistojen pituus melko suuri. Uusien tuotantolaitosten toteutuksen perustuessa nykyisen tekniikan tason mukaisiin asemakaava- ja ohjausmalleihin, muodostuvat rakennusajat pitkiksi ja rakennuskustannukset 30 korkeiksi.

Tunnettujen sellutehdasasemakaavojen sekå olemassa olevien ettå myos vielå suunnitteluvaiheessaan olevien yhteisenå piirteenå on, ettå ne noudattavat ns. tradiotionaalista 35 tapaa. Ne muutokset, mitå uusimpien sellutehtaiden asemakaa-voissa on tapahtunut vanhempien sellutehtaiden aseraakaavoi-hin verrattuna edustavat hyvin lievåå kehittyneisyyttå ts. niisså on tapahtunut vain marginaalisia parannuksia, joita 2 on oliut pakko tehdå esim. ympåristolaeissa mååriteltyjen lupaehtojen kiristyesså.

Erilaisissa jatkuvatoimisissa laitteissa puolestaan esiin.

5 rauotin tåyttdkohdan ja valraiin tuotteen muotista poistainisen kohdan on jårkevåå sijaita vierekkåin. Tållaisen tuotanto-linjan sijoittaminen suoran linjan sijasta ympyramaiseksi on låhinnå luonnollinen ratkaisu. Tallaisia ympyrån muotoon sijoitettuja laitteita edustavat esim. seuraavat patentti-10 julkaisut FI 76 953, DE 21 64 077, DE 24 44 773 ja US 3,456,308. Nåmå julkaisut edustavat siis låhinnå laitteita, joiden, pakkotahtisuudesta tax vastaavista seikoista johtuen, on edullista sijaita ympyrånkehån muotoisesti.

15 Esillå olevan keksinndn tarkoituksena on aikaansaada tuotantolaitos, jonka tuotannon pysyvyys vuositasolla on olennaisesti parempi, jossa on olennaisesti pienennetty ympåristokuormituksia ilma- ja vesipååstojen kokonaisval-taisella kontrolloinnilla ja kåsittelyllå, joka on ener-20 giataloudellisempi, jonka kokonaisinvestoinnit ovat pienem- måt, jonka kokonaispinta-ala on pienempi ja rakennusaika lyhyempi kuin nykyisin tunnetuissa tuotantolaitoksissa.

Keksinnon tarkoitus saavutetaan tuotantolaitoksella, jolle 25 on tunnusomaista se, ettå pååvalvomo sijaitsee keskeisesti tai låhes keskeisesti tuotantolaitoksen tuotanto-osastoihin nåhden, tuotanto-osastot sijaitsevat pååasiassa sektorimai-sesti pååvalvomoon nåhden, pååprosessi etenee pååasiallises-ti ympyrån kehån suuntaisesti vierekkåisten tuotanto-osas-30 tojen vålillå ja tuotanto-osastot ovat, pååasiallisesti, yhtenåisen katetun tilan sisållå.

Koska sellutehdas on tyypillinen tuotantolaitos, jossa on useita erillisiå tuotanto-osastoja ja jossa kåsitellåån, 35 siirretåån ja ohjataan erilaisia neste-, massa- ja kaasuvir-toja, kåytetåån sitå jatkossa esimerkkinå nykyisistå ja keksinndn mukaisista tuotantolaitoksista, vaikka keksinndn il 90795 3 mukaista tuotantolaitosta voidaankin kåyttåa hyvinkin erilaisiin prosesseihin.

Keksinnon mukaista tuotantolaitosta voidaan pitåa standar-5 diratkaisuna eri tuotantovolyymin omaaville sellutehtail-ie. Muuttamalla sellutehtaan dimensioita, saadaan tuotan-tovolyymista halutun suuruinen; sellutehtaan perusmuodon ja -ratkaisujen pysyesså samana. Keksinnon mukainen sel-lutehdas koostuu stadardikomponenteista, jolloin raja-10 alueiden suunnittelu on nykyisiin ratkaisuihin nåhden helpompaa. Suunnitteluun kuluva aika keksinnon mukaisissa eri tuotantovolyymin omaavissa sellutehtaissa on siis olennaisesti pienempi, kuin nykyisisså yksilollisesti suunnitelluissa tehtaissa.

15 Kåytettaesså perinteisen tekniikan mukaisia asemakaava- ja ohjausmalleja uusien sellutehtaiden toteutuksessa, muodos-tuvat rakennusajat pitkiksi ja rakennuskustannukset korkeik-si. Keksinnon mukaisessa ratkaisussa sellutehtaan kokonais-20 pinta-ala pienenee huomattavasti, noin 1/5 :aan saman tuotantovolyymin omaaviin tehtaisiin verrattuna, joten sen maantieteellinen sijoittaminen sellutehtaan toiminnan ja ympåroivån yhteiskunnan kannalta optimipaikkaan on paljon helpompaa kuin nykyisella tekniikan tasolla rakennettujen 25 tehtaiden. Tuotanto-osastojen sijoittuminen pååasiallisesti yhteen katettuun yksikkoon monien erillisten rakennusten sijasta pienentåå rakennuskustannuksia ja liikennejårjes-telyistå johtuvia kustannuksia merkittåvåsti. Keksinnon mukaisen sellutehtaan rakennuskustannuksissa saatava saasto 30 on n.30-50% verrattuna nykyisiin ratkaisuihin.

Sellutehtaan tuotanto-osastot pyritaan sijoittamaan siten, ettå neste-, massa- ja kaasusiirrot ovat mahdollisimman lyhyet, sillå tåydellisesså nykyaikaisessa sulfaattisel-35 lutehtaassa on kaikkiaan yli 300 erilaista pumppausta. Pumppujen ja puhaltimien kåyttama teho on n. 2/3 tuotan-tolaitoksen koko tehonkulutuksesta. On siis selvåa, etta såhkoenergian saåstosså kohdistuu huomio pumppauksiin.

4

Toisaalta, prosessiin tehtåvien saåtojen ai'neuttamat viiveet pienenevåt myos putkistojen lyhenemisen myotå. Keksinnon raukaisessa ratkaisussa pumppausten ja samalla prosessin såådoistå aiheutuvien viiveiden optimointi on suoritettu 5 sijoittamalla tuotanto-osastot sektorimaisesti pååvalvomoon nahden ja paaprosessi etenemaån påaasiallisesti vierek-kåisten sektorien valilla ympyrån kehan suuntaisesti. Nåin olien putkistojen ja kaapelointien tarve on huoraattavasti pienempi, kuin nykyisisså ratkaisuissa. Mahdollisia putkis-10 ton vuotopaikkoja on vastaavasti våhemmån koska putkistojen kokonaispituus on nykyisiå ratkaisuja oleellisesti pienempi. Putkistojen ja kaapelointien osalta saavutetaan keksinnon mukaisessa tuotantolaitoksessa n.40-60% saåstot nykyisiin ratkaisuihin verrattuina.

15 Kåytettåesså perinteisen tekniikan mukaisia asemakaava- ja ohjausmalleja uusien sellutehtaiden tuotannon ohjauksessa, muodostuu selluntuotannon pysyvyyskåyrå heikoksi. Keksinnon mukaisessa ratkaisussa sellutehtaan tuotannon pysyvyyskåyrå 20 paranee vuositasolla olennaisesti uuden asemakaavan mahdol-listaman prosessien paremman hallittavuuden ansiosta.

Keskitetty pååvalvomo nåkoyhteyksineen prosessiin, putkistojen ja kaapelointien merkittåvå lyheneminen ja koko 25 sellutehtaan kattaminen helpottavat ja våhentåvåt myos huoltotoimenpiteitå huomattavasti. Huoltaminen on myos turvallisempaa ja miellyttåvåmpåå suorittaa katetussa tilassa. Esimerkiksi tuotanto-osastojen vålisten alueiden talvinen puhtaanapito helpottuu katetun kokonaisuuden 30 myotå oleellisesti, sillå poistuuhan keksinnon mukaisessa ratkaisussa koko lumenluontiongelma. Keskitettyjen rat-kaisujen myotå nopeutuu huollon saanti merkittavåsti n. 40-50% . Edellåmainituista syistå johtuen voidaan kåyttomie-hitystå pienentåå n. 20-50% .

Nykyiset sellutehtaat kåyttåvåt tuotannossaan vetta runsaas-ti eli noin 40-130 m^ / sellutonni. Nykyisten sellutehtait-ten asemakaava ja veden kiertokulku prosessissa on sel- 35 90795 5 lainen, ettå vetta kuluu turhaan. Esimerkiksi laajojen tuotanto-osastojen ja tehdasrakennusten vålisten moniheh-taaristen påållystettyjen alueiden huuhteluun kaytetåån erittain suuria vesimaaria. Huuhteluvesien mukana kerai-5 kaali/massasuspensiot joutuvat osittain tai kokonaan puhdistamattomina ympåristoon.

Keksinnon mukaisessa ratkaisussa optimoitu asemakaava ja prosessinesteiden jårkeistetty uudelleenkåytto, eli taysin 10 katettu prosessi ja tuotannossa syntyvien kaikenlaisten prosessinesteiden keskitetty kontrollointi ja kåsittely, mahdollistavat vedenkulutuksen pienentåmisen tasolle 15-20 m·^/ sellutonni.

15 Keksinnon mukaisessa ratkaisussa on koko katettu alue keskitetyn ilmankåsittelyjårjestelmån piirisså. Tuotanto-osastojen vålille voidaan tarpeen mukaan rakentaa vålisei-niå, jos esim. melu tai tietyisså prosessin vaiheissa mahdolliset haitalliset pååstot niita vaativat. Tålloin 20 voidaan eristetyn alueen ilmaa kontrolloida ja kåsitellå tehokkaammin kuin muiden puhtaampien tilojen ilmaa. Puhtaam-pien tilojen poistoilmaa voidaan osittain hyodyntåå kier-toilmana.

25 Eri prosesseissa syntyvien polttokelpoisten kaasujen ja muiden prosesseissa mahdollisesti syntyvien kaasumaisten pååstojen kontrollointi, suodatus ja låmmon talteenotto tapahtuu keksinnon mukaisessa ratkaisussa keskitetysti. Tålloin on olemassa nykyistå paremmat mahdollisuudet 30 pienentåå tai poistaa sellutehtaan hajuhaitat osittain tai kokonaan.

Sellutehtaan kaikki jåtevedet, myos lattiapintojen huuh-teluvedet, kontrolloidaan ja kåsitellåån keskitetysti.

35 Prosessissa syntyvåt kiinteåt jåtteet kåsitellåån myos keskitetysti.

6

Kuten aikaiseramin on jo mainittu alentaa uusi asemakaava tehtaan investointikustannuksia huomattavasti, jolloin rahaa jaa ympåristoinvestointeihin kilpailukyvyn karsimåtta. Keksinnon niukaisessa ratkaisussa alenee myos tehtaan 5 energian kaytto tuntuvasti, jolloin omaenergialla voidaan tehda hyvinkin radikaaleja ymparistonsuojelullisia rat-kaisuja. Esim. dioksiinien paasy jåtevesiin voitaisiin estaa haihduttanialla. Edellåmainittujen vesi- ja ilmapåås-tdjen keskitetyn kontrolloinnin ja kasittelyn, seka veden-10 kulutuksen pienenemisen johdosta pienenevat myrkkypaastot tuoteyksikkoa kohden merkittavasti.

Kaikenkaikkiaan pienenee energian kulutus keksinnon mukai-sessa sellutehtaassa n. 10-30% nykyisiin ratkaisuihin 15 verrattuna.

Taysvalkaistua markkinasellua valmistava tehdas muodostuu noin kahdestakymmenestå eri periaatteella toimivasta osastosta. Kemiallisesti ja fysikaalisesti erilaisten 20 osastojen tulisi olla tehokkaassa yhteistyosså keskenåån. Nykyisissa sellutehtaissa osastot sijaitsevat erillisisså rakennuksissa kaukana toisistaan. Seurauksena on, ettei osaprosesseissa tapahtuvia vaihteluja pystytå tehokkaasti hallitsemaan. Åkilliset ja kontrolloimattomat vaihtelut 25 lisååvåt siten haitallisten paastdjen mååråå. Keskitetyn kontrolloinnin, huoltotoimenpiteiden nopeuden, prosessiput-kistojen lyhyydesta johtuvien prosessia korjaavien sååtojen nopeuden ja keskitettyjen påastojen kasittelyjårjestelraien ansiosta voidaan edellamainituja vaihteluita hallita 30 huomattavasti tehokkaammin kuin nykyisissa ratkaisuissa.

Koska keksinnon mukaisessa ratkaisussa pååvalvomo on sijoitettu keskeisesti tai låhes keskeisesti tuotanto-osastoihin nåhden ja tuotanto-osastot puolestaan pååasiassa 35 sektorimaisesti pååvalvomoon nåhden, on pååvalvomosta mahdollista seurata tuotanto-osastojen toimintoja paitsi valvomoon tulevan mittaus ym. informaation avulla myos suoran nakdyhteyden avulla. Pååvalvomosta kåsin tapahtuu 90795 7 myos em. informaatioon perustuva koko sellutehtaan toimin-tojen keskitetty kontrollointi.

Keksinnon mukaisessa ratkaisussa on tulevan ja låhtevan 5 tavaran kåsittely keskitetty erityiselle kuljetusalueelle, jota voidaan valvoa paåvalvomosta kåsin. Keskitetyn tava-roidenkasittelyjårjestelmån muodostavat tuotantolaitok-seen tulevat liikennevaylat, paavalvomo, seka nosturijarjes-telma. Tulevan tavaran purku tapahtuu katetun alueen 10 sisållå. Tehtaan sisållå tapahtuviin tavaroiden siirtoihin voidaan kåyttåå myos kuljetusalueelle keskeisesti sijoitet-tua nosturijårjestelmåå, jolla tavaroita voidaan helposti purkaa esim. rautatievaunuista tai muista ajoneuvoista ja siirtaå tuotanto-osastoille tai siirtåå tavaroita esim.

15 tuotanto-osastolta toiselle.

Sellutehtaan tuotanto-osastosektorit voivat muodostaa joko tåyden ympyran tai monikulmion kaltaisen kokonaisuuden tai vain osan siita. Esimerkiksi, jos sellutehtaan yhteyteen 20 on integroitu paperitehdas, voidaan se liittåa selluteh-taaseen edullisesti myos siten, etta sellutehtaan pohjapinta muodostaa vain osan ympyran kehasta ja paperitehdas liittyy sellutehtaaseen tarnan puuttuvan ympyran kehån kohdalta, paikasta, josta sellun kuivausosasto alkaisi.

25

Esillå olevaa keksintoa selitetåån oheisten, esimerkin mukaista sellutehdasta kuvaavien piirustusten avulla, jolloin kuvio 1 esitt^å eråån vaihtoehdon sellutehtaan tuotanto-30 osastojen, pååvalvomon ja liikennejarjestelyjen sijoit- tumisesta keksinnon mukaisella tavalla.

kuvio 2 esittåå kuvion 1 mukaista sellutehdasta ulkoapain, aksonometrisesti esitettynå.

35 Kuviossa 1 on esitetty eras keksinndn mukainen tuotan- tolaitos, sovellettuna sellun valmistamiseen. Sellutehtaaseen kuuluu låhes ympyråmåinen ulkoseinå 1, keskeisesti sijoitettu pååvalvomo 2, sekå normaaliin sellutehtaaseen 8 kuuluvat tuotanto-osastot, joista keskeisinunat on esitetty tåsså kuviossa seuraavin numeroin ja selityksin: keraikaalien valmistus- ja kåsittelyosasto 3, vedenkåsittelyosasto 4, påålipeåvarastot 5, meesauuni 6, massankeitto-osasto 7, 5 haihduttamo 8, soodakattila 9, turbiinihuone 10, syottoha-keosasto 11, jåtevedenkåsittelyosasto 12, valkaisuosasto 13, valkaistun sellun sakeamassavarastot 14, kuivatusosasto 15, sekå paalivarasto 16. Lisaksi kuviossa 1 on esitetty nosturijårjestelmå 17, jonka avulla voidaan tavaroita 10 helposti siirtaa kuljetusvalineista halutuille tuotanto-osastoille tai påinvastoin tai siirtaa tavaroita eri tuotanto-osastojen valillå, sekå liikennevåylåt 18, esira. juna- ja/tai ajoneuvoliikennettå vårten.

15 Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 sellutehdas ulkoapåin aksonometrisesti ja siina on: paalivarasto 16, liikennevåylåt 18, sellutehtaan katto 19, ulkoseinå 20, raassankeit-to-osasto ja soodakattila 21, sekå ilmastointipiippu 22.

20 Keksinnon mukaisen tuotantolaitoksen soveltaminen esimerkik-si sellutehtaaksi mahdollistaa tåysin uudentyyppisen ympåristoyståvållisen sulfaattisellun valmistuksen. Hyvin ilmastoitu tyoympåristo mahdollisine virkistysalueineen parantaa myos tyontekijoiden tyotehoa ja viihtyvyyttå.

25

Kuten jo aienunin mainittin, on sellutehdas vain yksi esimerkki keksinnon mukaisista tuotantolaitoksista. Keksinnon mukaista ratkaisua voidaan soveltaa hyvinkin erilais-ten prosessien vaatimiin tuotantolaitoksiin seuraavien 30 patenttivaatirausten mukaisesti.

II

Claims (10)

90795 9

1. Tuotantolaitos aines- tai tavaravirtojen tai 5 muiden sellaisten kåsitteleraiseksi ja ohjaamiseksi, erityi- sesti sellutehdas, johon laitokseen kuuluu pååvalvomo ja sellunvalmistamisen kannalta oleelliset tuotanto-osastot, tunnettu siitå, ettå - pååvalvomo sijaitsee keskeisesti tai låhes keskeisesti 10 tuotantolaitoksen tuotanto-osastoihin nåhden, - tuotanto-osastot sijaitsevat paaasiassa sektorimaisesti pååvalvomoon nåhden, - pååprosessi etenee pååasiallisesti ympyrån kehån suun-taisesti vierekkåisten tuotanto-osastojen vålillå, 15. tuotanto-osastot ovat, pååasiallisesti, yhtenåisen katetun tilan sisållå.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå peråkkåiset osaprosessit suoritetaan 20 paåasiassa vierekkain sijaitsevissa tuotanto-osastoissa, joista keskeisimmåt ovat:keraikaalien valmistus- ja kåyt-toosasto (3), vedenkåsittelyosasto (4), påålipeåvarastot (5), meesauuni (6), massankeitto-osasto (7), haihduttamo (8), soodakattila (9), turbiinihuone (10), syottohake-25 osasto (11), jåtevedenkåsittelyosasto (12), valkaisuosasto (13), valkaistun sellun sakeamassavarastot (14), kuiva-tusosasto (15), paalivarasto (16), sekå nåiden osastojen keskellå pååvalvomo (2), sekå pååvalvomon molemmille puolille sijoittuvat: liikennevåylåt (18), sekå nosturijår-30 jestelmå (17).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotantolaitoksessa on keskitetty jåtteidenkåsittelyjarjestelmå. 35

4. Jonkin edellåmainitun patenttivaatimuksen mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotantolai- 10 toksessa on keskitetty tuotannossa syntyvien prosessines-teiden kontrollointi- ja kåsittelyjarjestelmå.

5. Jonkin edellåmainitun patenttivaatirauksen 5 mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotantolai- toksessa on keskitetty vesistdon johdettavien paåstojen kontrollointi-ja kåsittelyjarjestelmå .

6. Jonkin ede11åmainitun patenttivaatimuksen 10 mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotantolai- toksessa on keskitetty . ilmaan johdettavien pååstojen kontrollointi-ja kåsittelyjårjestelmå.

7. Jonkin edellåmainitun patenttivaatimuksen 15 mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotan- tolaitoksessa on keskitetty ilmankåsittelyjårjestelmå.

8. Jonkin edellåmainitun patenttivaatimuksen mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tehdasosas- 20 tojen sektorit muodostavat ympyrån tai osan siitå.

9. Jonkin edellåmainitun patenttivaatimuksen mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå yksi tai useampi tuotanto-osasto on erotettu toisistaan vålisei- 25 nillå.

10. Jonkin edellåmainitun patenttivaatimuksen mukainen tuotantolaitos, tunnettu siitå, ettå tuotan- tolaitoksessa on keskitetty tulevan ja låhtevån tavaran 30 kåsittelyjårjestelmå. II 90795 11