NO130733B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved kontinuerlig cellulosekokning

samt koker for utførelse av fremgangsmåten.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved kontinuerlig cellulosekokning hvor en sammenholdt soyle av flis eller annet celluloseholdig fibermateriale med innblandet oppslutningsvæske, f.eks. sulfat- eller sulfitlut, under kontinuerlig bevegelse nedover gjennom en stående koker bringes til å passere forst gjennom en sone hvor fiber-materialet impregneres med oppslutningsvæsken ved relativt lav temperatur , og siden gjennom en oppslutningssone hvor der vedlikeholdes en

hoy temperatur egnet for utlosning av lignin.

Hensikten med oppfinnelsen er å holde impregnerings-

og kokesonen noye adskilt seg imellom med hensyn til temperatur og altså forhindre at der dannes en utstrakt overgangssone hvor temperaturen på uberegnelig måte bestemmes av slike rent tilfeldige og skif-

tende foreteelser som lokale erupsjoner eller oppadstrømninger av oppslutningsvæske og eventuelt flis fra kokesonen, betinget ved den der herskende høyere temperatur og den dermed sammenhengende stignings-tendens hos oppslutningsvæsken.

Denne hensikt oppnås ifølge oppfinnelsen på en måte som egentlig hverken påvirker impregneringen eller oppslutningskoknin-gen, ved at der ved den nedre del av impregneringssonen over hele tverrsnittet av flissøylen opprettholdes en hovedsakelig horisontal strømning av kjølet væske ved avtapning ved flissøylens periferi, kjøling og tilbakeføring til midten av flissøylen, hvorved det hindres at den varme kokvæske trenger inn i impregneringssonen.

Oppfinnelsen går også ut på en koker som er bestemt for utførelse av denne fremgangsmåte, og som i første rekke er karakterisert ved at der mellom kokerens øvre ende, som er forsynt med innmatningsanordning for flis eller lignende, og et sted som befinner seg umiddelbart ovenfor det sted hvor der tilføres kokvæske oppvarmet til

oppslutningstemperatur, er anordnet en væskesirkulasjonssløyfé omfattende en-i- kokerveggen innsatt perifer sil, en til-denne sluttet ytre ledning, hvori er innsatt en pumpe og en kjøleinnretning, og en indre ledning med munning plasert sentralt i kokeren.

Oppfinnelsen vil i det folgende bli belyst nærmere

under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser skjematisk en utforelsesform av kokeren

ifolge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser en modifisert utforelse av kokertoppen. Kokeren på fig. 1 er stort sett av standardutfdreise og består således av en stående sylindrisk beholder 11, som fortrinnsvis vider seg ut noe nedover,og som er innrettet for kontinuerlig ned-adgående bevegelse av flis eller annet findelt fibermateriale blandet med en slik mengde av oppslutningsvæske, f.eks. sulfit- eller sulfat-lut, at blandingen beveger seg som en sammenholdt soyle uten turbulens eller nevneverdigeindre blandebevegelserc Over sin lengde er kokeren oppdelt i en impregneringssone a, en oppslutningssone b og en vaske-sone c. Ved kokerens ovre ende sitter en innmatningsanordning som om-fatter en skrue 13 med en omsluttende sylindrisk sil 15. En tynt-flytende blanding av flis og kokvæske med en temperatur av fortrinnsvis ca. 100 - 120° C pumpes gjennom en ledning 17 ved den ovre ende av skruen, og overskudd av væske går ut gjennom silen j. og en returled-

ning 19 som er tilsluttet kokerrommet utenfor silen, mens den fortykke-de flissuspensjon,som kan ha et forhold væske:ved på 1,5 - 3,5 : 1, synker ned i kokeren. Under bevegelsen gjennom sonen a impregneres flisen med kokvæske ved det trykk som hersker i kokeren,og som kan holdes på 7 - 15 ato, fortrinnsvis ca. 10 ato. Impregneringssonens lengde og matningshastigtøten er valgt slik at impregneringen strekker seg over en tid av 10 - 60 min, fortrinnsvis ca. 25 min.

Når blandingen av flis og kokvæske forlater sone a

og kommer inn i oppslutningssonen b, blir den underkastet en oppvarm-ning til passende oppslutningstemperatur,150 - l8o° C avhengig av anvendt kokvæske m.v. Dette skjer ved at kokevæsken tappes ut alter-nativt gjennom det ene eller det annet av et par parallellkoblede sil-belter 21, 23 og ved hjelp av en pumpe 28 drives gjennom en varmeveksler 27 hvor kokevæsken oppvarmes direkte eller - som vist - indirekte med hoytrykksdamp tilfort gjennom ledningen 29, samt videre gjennom en ledning 31 som er plasert sentralt i kokeren med sin munning på hoyde med eller ubetydelig hoyere enn silbeltene 21, 23. Ved den nedre ende av kokesonen b blir avluten fraskilt via et silbelte 33 og går ut gjennom en ledning 35»vanligvis til et anlegg for gjenvinning av kjemi-kalier.

I kokerens" nederste" sone c_ skjer vasking av den fer-digkokte masse innen denne ved hjelp av et utmatningsapparat 37 under en viss trykksenkning og vanligvis utspedning overfores til utlopslednin-gen 39 for masse. Vaskingen skjer 'med koldt vaskevann som tilfores ved masseutlopet og drives opp gjennom kokeren i motstrom til massen., Vaskevannet tappes ut gjennom en sil 41 °S pumpes gjennom en oppvarm-ningsinnretning 43 og et indre ror 45 tilbake til midten av kokeren, hvor den oppvarmede vaskevæske spres ut radialt over massesoylen. Ved hjelp av dette oppvarmede vaskevann utfores vasking av massen i et annet trinn ved at vaskevannet trenger oppover og driver avluten foran seg mot utlopssilen 33. Like under lutavlopssilen 33 blir der opprettholdt en utjevnende radial sirkulasjon ved at masse tappes ut gjennom silbel-tet 47 °g ved hjelp av en pumpe 49 drives tilbake gjennom roret 51 til kokerens sentrum på et nivå ubetydelig ovenfor silen 47*

Ved den ovenfor beskrevne cellulosekoker, som i prin-sipp er tidligere kjent, er der i henhold til oppfinnelsen truffet for-holdsregler for at impregneringen skal skje under nesten like gunstige betingelser som om den hadde vært utfort i en separat beholder. Særlig tas der sikte på å holde en jevn temperatur over hele lengden av impregneringssone a og også over kokerens tverrsnitt på de forskjellige nivåer. Dette oppnås ifolge oppfinnelsen i prinsippet ved at man forhindrer en-hver form for oppvarming av flis-kokvæskeblandingen mens denne befinner seg i sone a. Denne blanding har allerede i ledningen 17 fått den on-skede riktige impregneringstemperatur, og ved omhvirvlingen i denne ledning er temperaturen utjevnet slik at hver enkelt flispartikkel har riktig temperatur. Man onsker å opprettholde denne jevne tempe-raturfordeling under hele impregneringen i sone a og ikke å få den forstyrret ved aksiale strømninger av lut ay annen styrke eller temperatur, stromninger som lett vil kunne komme i stand ved f.eks. ved om-hvirvling ved grensen mellom sonene a og b som folge av den oppdrift som virker på luten i oppslutningssonen på grunn av dennes hoyere temperatur og derav betingede lavere spesifikke vekt.

Dette onske realiseres ifolge oppfinnelsen ved at man

i et tynt skikt nær silene 21, 23 ovenfor disse over hele tverrsnittet av flissoylen vedlikeholder en radial og hovedsakelig horisontal væske-stromning av sentralt tilfort væske, som er kjolet i et ytre kretslop. I dette oyemed er kokeren forsynt med et silbelte 53 til avtapping av væske ved kokerens omkrets og med et ror 55 som er anbragt sentralt i kokeren og tjener til å fore denne væske tilbake midt i kokertuerr-snittet og omtrent i hoyde med silen 53 eller noe ovenfor denne. Den væske som tappes ut gjennom silen 53,drives ved hjelp av en pumpe 57

i en ytre sirkulasjonssloyfe gjennom en varmeveksler 59 innen den fores tilbake til kokeren. Varmeveksleren 59 virker som kjoler ved at dens sekundærside er tilsluttet en ledning 6l for kjolevann eller kold lut.

En ventil 63 innsatt i den utgående ledning 64 fra kjoleren reguleres

ved hjelp av et temperaturmåleinstrument 65 slik at temperaturen av væsken i roret 55 blir holdt på en onsket verdi. Denne ligger som regel under 120° C. Kjolingsirkulasjonen må holdes ganske kraftig og stå i forhold til den mengde oppslutningsvæske som tilfores kokeren pr. tidsenhet. Hensiktsmessig er mengden av kjolt væske pr. tidsenhet lik den først-nevnte mengde så all tilfort oppslutningsvæske blir tappet ut, kjolet og fort tilbake minst ån gang, vanligvis flere ganger, innen den passerer videre til oppslutningssonen. Denne kraftige tverrstromning,som er konsentrert i et relativt tynt skikt, vil rive med seg kokvæske som er varmet opp til hoyere temperatur og ved konveksjon trenger lokalt opp i dette skikt, så slike konveksjonsstrommer altså ikke vil kunne trenge opp i sone a og varme opp denne lokalt og ukontrollert. Isteden oppvarmes den væske som tappes ut gjennom silen 53, men denne oppvarming blir opphevet i kjoleren 59 og altså uskadeliggjort for så vidt angår

impregneringssonen. Dennes temperatur kan således holdes uforandret helt ned til det sted hvor oppslutningssonen b begynner. En viss mindre overgangssone vil selvsagt danne seg mellom silene 53 og 21, men den kan holdes liten ved at disse plaseres nær hverandre. Fordelene ved oppfinnelsen vil selvsagt bli oppnådd selv om denne overgangssone skul-le utstrekkes noe, men under alle omstendigheter er munningen av til-for selsledningen 55 for kjolet væske plasert ovenfor munningen av ledningen 31 for tilforsel av oppvarmet kokvæske og i en avstand fra den betydelig mindre enn og fortrinnsvis hoyst 1/3 av avstanden til kokerens topp. Stedet for kjolingssirkulasjonen kan også angis slik at silen 53 skal ligge i en avstand fra kokertoppen flere ganger så stor som den aksialt målte avstand fra denne sil til silen 21 eller til munningen av ledningen 31 for oppvarmet kokvæske. Som nevnt ligger munningen av ledningen 55 f°r kjolet væske omtrent på hoyde med den tilsvarende avtapningssil 53« Av hensyn til flis.soylens bevegelse kan man dog hensiktsmessig legge denne munning noe hoyere, altså flytte den noe mot oppstromssiden, dog vanligvis hoyst til en aksialt målt avstand lik en tredjedel av kokerens diameter.

Den modifiserte kokertopn som er vist på fig. 2j stemmer overens med utforelsen på fig. 1 når det gjelder innmatningsanordning^

kjolesirkulasjon og oppvarmningssirkulasjon,og de samme henvisnings-betegnelser benyttes for delene i den forbindelse. Forskjellen består i at impregneringssonen a er gjort lengre og smalere sammenholdt med standardutforelsen på fig. 1. For en diameter D av kokesonen på 16 fot (4,9 m) som er et passende mål for en koker med en produksjon av 600 tonn/dogn, kan diameteren d av den sylindriske topp således hensiktsmessig utgjore ca. 12 fot (3,65 m) over en lengde av ca. 32 fot (9,8 m). Den smale topp går via et konisk parti 67 over i den videre underliggende del 11 av kokeren. Silen 53 f°r kjolesirkulasjonen plaseres ved nederste del av den smale topp, og silen 21 til oppvarmningssirku-lasjon plaseres ved den overste del av kokerens videre sylindriske parti 11.

Konveksjonsstrommer av varm lut, som fra kokesonen trenger opp i overgangssonen mellom de to nevnte siler, vil bli brutt eller svekket ved kontakt med den koniske del av kokerveggen og få van-skeligere for å nå frem til den smale kdkertopp. Videre er arealet såvel av flissoylen som av godset i kokerveggen redusert, noe som inne-bærer mindre varmeovergang ved'ledning,og sluttelig blir flissoylens lineære hastighet storre i den smale topp, altsammen ting som motvirker

overforingen av varme fra kokesonen til impregneringssonen.

I henhold til fig. 2 er kokertoppens diameter betydelig

minsket i forhold til diameteren av kokeren forovrig, nærmere bestemt med 25%. Allerede ved en reduksjon i diameter på 15 - 20% eller mindre gjor dog den tilstrebede effekt seg gjeldende, og man kan selvsagt også

velge en verdi hoyere enn 25%, skjont toppen isteden da kanskje må

gjores ubekvemt lang for at impregneringen skal nå å fullfores i den.

Utformningen av kokeren med en lang smal topp medforer

at behovet for kjoling ved nedre ende av impregneringssonen blir mindre.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved kontinuerlig cellulosekokning hvor en sammenholdt søyle av flis eller annet findelt celluloseholdig fibermateriale med en innblandet oppslutningsvæske, f.eks. sulfat -

eller sulfitlut, under kontinuerlig bevegelse nedover gjennom en stående koker bringes til å passere først gjennom en sone hvor fiber-materialet impregneres med oppslutningsvæske-med relativt lav-temperatur, og deretter gjennom en oppslutningssone hvor der vedlikeholdes en høy temperatur passende for utløsning av lignin, karakterisert ved at der ved den nedre del av impregneringssonen over hele tverrsnittet av flissøylen opprettholdes en hovedsakelig horisontal strømning av kjølet væske ved avtapning ved flissøylens periferi, kjøling og tilbakeføring til midten av flissøylen, hvorved det hindres at den varme kokvæske trenger inn i impregneringssonen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den avtappede væske kjøles til en temperatur lik eller noe lavere enn temperaturen av den ved kokertoppen tilførte blanding av flis og oppslutningsvæske.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den avtappede væske kjøles ved varmeveksling og føres tilbake i uforandret mengde til midten av kokertverrsnittet stort sett på høyde med avtapningsstedet. H.

Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den ved impregneringssonens periferi avtappede væskemengde er minst like stor som mengden av tilført oppslutningsvæske, så denne væske i gjennomsnitt avtappes, kjøles og tilbakeføres minst én gang innen den passerer videre til oppslutningssonen.

5. Kontinuerlig cellulosekoker innrettet for utførelse av en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert ved at der mellom kokerens øvre ende, som er forsynt med innmatningsanordning (13) for flis eller lignende, og et sted som befinner seg umiddelbart ovenfor det sted hvor der tilføres kokvæske oppvarmet til oppslutningstemperatur, er anordnet en væskesirkulasjonssløyfe omfattende en i kokerveggen innsatt perifer sil (53)5 en til denne sluttet ytre ledning, hvori der er innsatt en pumpe (57) og en kjøle-innretning (59)a og en indre ledning (55) med munning plasert sentralt i kokeren.

6. Koker som angitt i krav 5, , karakterisert ved at den indre lednings (55) munning ligger på høyde med silen (53) eller høyst 1/3 av kokerdiameteren ovenfor silens nivå.

7. Koker som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at silen (53) er plasert ved den nedre del av et for im-pregnering bestemt topp-parti av kokeren, utført med redusert diameter i forhold til kokerens underliggende parti som tjener til oppslutnings- -kokning-, med-en forskjell av størrelsesorden 20 % eller mere. - - --