NO131516B

NO131516B -

Info

Publication number: NO131516B
Application number: NO1443/73A
Authority: NO
Inventors: K W Karlsson
Original assignee: Goetaverken Ab
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-09
Publication date: 1975-03-03
Also published as: DE2318590C2; NL7305122A; FI54783C; DE2318590A1; SE361854B; FR2179920A1; FI54783B; FR2179920B1; NO131516C; GB1426282A

Description

Fremgangsmåte ved kokning av lignocelluloseholdig materiale for fremstilling av papirmasse og lignende produkter. Procedure for boiling lignocellulosic material for the production of paper pulp and similar products.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å oppslutte lignocelluloseholdig fibermateriale for fremstilling av cellulose som er bestemt for fremstilling av papirmasse og lignende produkter, hvorved materialet underkastes en første dampfoe-handling ved forholdsvis lavt damptrykk, en impregnering med en kjemikalleoppløs-ning og en dampfasekoking ved forholdsvis høyt trykk og tilsvarende høy temperatur. The invention relates to a method for digesting lignocellulosic fiber material for the production of cellulose which is intended for the production of paper pulp and similar products, whereby the material is subjected to a first steam treatment at a relatively low steam pressure, an impregnation with a chemical solution and a steam phase boiling at a relatively high pressure and correspondingly high temperature.

En vanlig form for lignocelluloseholdig A common form of lignocellulosic

materiale er ved, som er bibragt flisform, og den etterfølgende beskrivelse skal rettes på dette råmateriale, selv om dog oppfinnelsen ikke er begrenset til dette. material is wood, which has been given the form of chips, and the following description must be directed to this raw material, although the invention is not limited to this.

Kokingen utføres i nærvær av kjemikalier, og hensikten med behandlingen er å fjerne bestanddeler som inngår i veden, først og fremst lignin, men i visse tilfeller også hemicellulose, mens man derimot vil beskytte selve cellulosen fra utløsning. Kjemikaliene velges således med tanke på å tilveiebringe en slik utløsning av ved-substansen. Den utløste mengde kan gå opp til f. eks. 10—20 pst. og mere av vedens vekt avhengig av den ønskede beskaffenhet for den fremstilte papirmasse. The cooking is carried out in the presence of chemicals, and the purpose of the treatment is to remove components that are part of the wood, primarily lignin, but in certain cases also hemicellulose, while on the other hand you want to protect the cellulose itself from release. The chemicals are thus chosen with a view to providing such a release of the wood substance. The released quantity can be up to, e.g. 10-20 percent or more of the weight of the wood, depending on the desired quality of the pulp produced.

Oppfinnelsens hensikt er å tilveiebringe The purpose of the invention is to provide

en forbedring av denne kjente metode, slik at den ferdige massen får en større ens-artethet og bedre beskaffenhet enn hva som hittil har vært tilfelle, hvilket vesentlig oppnåes ved at materialet efter den første dampbehandHing sammenpresses under et trykk på 50—100 ato eller mer og høyere an improvement of this known method, so that the finished mass gets a greater uniformity and better quality than what has hitherto been the case, which is essentially achieved by the material being compressed after the first steam treatment under a pressure of 50-100 ato or more and higher

enn trykket ved den andre dampbehandling, ved hjelp av en snekkepresse (29) med en mottrykkplate (31) i en arbeidsoperasjon for å fjerne væske og luft som befinner seg i dets porer, og derefter avlastes fra dette trykk, hvorved avlastningen fra mekanisk trykk skj er mens materialet på i og for seg kjent måte befinner seg i en sone under overflaten av en kjemikalieoppløs-ning, og hvor denne oppløsning står under et kraftig kydrostatisk trykk og hvorved materialet under en påfølgende oppoverbevegelse holdes under væskespeilet. than the pressure of the second steam treatment, by means of a screw press (29) with a counter pressure plate (31) in a working operation to remove liquid and air located in its pores, and then relieved from this pressure, whereby the relief from mechanical pressure occurs is while the material is in a known manner in a zone below the surface of a chemical solution, and where this solution is under a strong hydrostatic pressure and whereby the material during a subsequent upward movement is held below the liquid surface.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til vedføyde tegning som viser et utførelseseksempel, idet også ytterligere for oppfinnelsen kjen-netegnende egenskaper skal angies. Fig. 1 viser et anlegg for fremgangs-måtens utførelse, sett fra siden og delvis i snitt. Fig. 2 viser et snitt etter linjen II—II i The invention will be described in more detail below with reference to the attached drawing which shows an exemplary embodiment, as further characteristic features of the invention must also be indicated. Fig. 1 shows a plant for carrying out the method, seen from the side and partially in section. Fig. 2 shows a section along the line II—II i

fig. 1. fig. 1.

På tegningen betegner 10 en beholder, som er oppstilt på et bjelkelag 12 og som strekker seg vertikalt oppad gjennom et høyere liggende bjelkelag 14. Beholderen 10 avsluttes oventil av et parti 16, fra hvis overside utgår et dampavløp 18. Flis til-føres partiet 16 fra en forrådssiilo gjennom en ledning 20, hvoretter flisen faller ned i beholderen 10. Hvis flistilførselen er for stor, går overskuddet tilbake gjennom en ledning 22 til forrådssiloen. Gjennom led-ningene 20 og 22 passerer en ikke vist skrap-transportør. Gjennom en ved beholderens nedre del tilkoblet ledning 24, i hvilken er anbragt en ventil 26, tilføres damp, som altså strømmer oppover i motsatt retning mot den i beholderen 10 nedsynkende flis og som har til oppgave å tilveiebringe en oppmykning av denne. Beholderen 10 tje-nestegjør således som en slags basnings-seksjon, i hvilken flisen suksessivt opphetes til en temperatur på over 70°, fortrinnsvis mellom 80—90° og i visse tilfeller opp til vannets kokepunkt ved atmosfæres trykk, Eventuelt overskudd av damp kan avgå gjennom trommelen 18, men damptilførse-len gjennom ledningen 24 reguleres således In the drawing, 10 denotes a container, which is set up on a beam layer 12 and which extends vertically upwards through a higher-lying beam layer 14. The container 10 is terminated at the top by a section 16, from the top of which a steam drain 18 emerges. Chips are supplied to the section 16 from a storage silo through a line 20, after which the chips fall into the container 10. If the chip supply is too large, the surplus goes back through a line 22 to the storage silo. A scrap conveyor, not shown, passes through the lines 20 and 22. Through a line 24 connected to the lower part of the container, in which a valve 26 is placed, steam is supplied, which therefore flows upwards in the opposite direction to the chips sinking into the container 10 and whose task is to provide a softening of this. The container 10 thus serves as a kind of basin section, in which the tile is successively heated to a temperature of over 70°, preferably between 80-90° and in certain cases up to the boiling point of water at atmospheric pressure. Any excess of steam can escape through the drum 18, but the steam supply through the line 24 is thus regulated

at slikt overskudd mest mulig unngåes. that such excess is avoided as much as possible.

Den i baseseksj onene oppmykede flis føres av en ved beholderens 10 nedre del The chip softened in the base sections is guided by one at the lower part of the container 10

anbragt av en motor 27 over en reduksjons-utveksler 28 dreven skruepresse 29 til et pluggdanningsrør 30. I røret er anbragt en klaff 31, som over en arm 32 er belastet av arranged by a motor 27 above a reduction exchanger 28 driven screw press 29 to a plug-forming tube 30. A flap 31 is placed in the tube, which is loaded over an arm 32 by

en hydraulisk servomotor 34 og som derved bidrar til å utsette flisen for et høyt trykk. I denne del av apparatet sammenpresses flisen mekanisk slik at i disse porer fore-kommende luft og eventuelt fritt vann fjer-nes. a hydraulic servo motor 34 and which thereby helps to expose the tile to a high pressure. In this part of the device, the tile is compressed mechanically so that air and any free water present in these pores are removed.

På bjelkeslaget 12 er videre oppstilt en beholder 36, som likeledes strekker seg opp i neste etage gjennom bjelkelaget 14. I beholderen 36 utføres impregnering av flisen samtidig som flisen transporteres opp til den øverste etage. På et nedre bjelkelag 37 er anbragt en beholder 38, i hvilken beredes en kjemlkaloppløsning. Denne transporteres av en pumpe 40 og en ledning 42 opp til en beholder 44, i hvilken er anbragt en nivåregulator 46, som altså sikrer at kjemi-kalieoppløsningen inntar et forutbestemt konstant nivå i denne beholder. En ledning 48 forbinder beholderenes 44 og 36 nedre deler med hverandre, hvorfor det i sist-nevnte beholder innstiller seg en væske-søyle omtrent opp til samme nivå som i beholderen 44. Når nå den sterkt komprimerte flis — komprimert opp til 50—100 atmo-sfærers overtrykk og eventuelt mere ■— kommer inn i beholderen 36 ved dens nedre parti, befinner den seg i et bad av kjemi-kalieoppløBningen. Flisen ekspanderer mot sitt opprinnelige volum, idet kjemikalie-oppløsningen suges inn i dens porer. For-oppvarmningen i baseseksjonen 10 har til oppgave å lette komprimeringen i plugg-danningsrøret 28 og i væskedelen av beholderen 36 finner det sted en ekspansjon, som sikrer en usedvanlig god impregnering av flisen med kjemikalieoppløsningen. A container 36 is also arranged on the beam layer 12, which likewise extends up to the next floor through the beam layer 14. Impregnation of the tile is carried out in the container 36 at the same time as the tile is transported up to the top floor. A container 38 is placed on a lower beam layer 37, in which a boiler solution is prepared. This is transported by a pump 40 and a line 42 up to a container 44, in which is placed a level regulator 46, which thus ensures that the chemical-potassium solution occupies a predetermined constant level in this container. A line 48 connects the lower parts of the containers 44 and 36 with each other, which is why in the last-mentioned container a column of liquid is established approximately up to the same level as in the container 44. When now the highly compressed wood chips — compressed up to 50-100 atmo -spheres' excess pressure and possibly more ■— enters the container 36 at its lower part, it is located in a bath of the chemical-potassium solution. The tile expands towards its original volume, as the chemical solution is sucked into its pores. The pre-heating in the base section 10 has the task of facilitating the compression in the plug-forming tube 28 and in the liquid part of the container 36 an expansion takes place, which ensures an exceptionally good impregnation of the tile with the chemical solution.

Flisen transporteres oppad i beholderen 36, fortrinnsvis ved hjelp av to av en motor The chip is transported upwards in the container 36, preferably with the help of two of a motor

drevne skruer 50, 52 (se også fig. 2), hvis stigning fortrinnsvis er lik diameteren og dreies med et lavt turtall, slik som 5—15 omdreininger pr. minutt. Avstanden mellom to de skruenes akselsentra bør ikke være vesentlig mer enn skruenes sammen-lagte radier og kan eventuelt være mindre for å tilveiebringe en rotasjonshemmende innvirkning på flisen. Samme formål tjener fortrinnsvis separate påsveisede vegger 54, som slutter seg etter skruenes periferi og utfyller partiene på begge sider av de steder hvor skruene møtes. Flisen føres oppad av skruene 50 og 52, idet den til å begynne med befinner seg under væskenivået for i den øverste del av beholderen 36 å forlate væsken og ved hjelp av en tverrsgående transportør 56, som ligger i den øvre etage å føres bort fra beholderen. Væskehøyden i beholderen 36 er tilpasset slik at et relativt høyt hydrostatisk trykk fåes i bunnen av beholderen, hvor den komprimerte flis ekspanderer. Dette trykk som kan være større enn 3 å 5 m og eventuelt opp til 10 m vann-søyle bidrar til å presse inn kjemikalieopp-løsningen i flisens porer. driven screws 50, 52 (see also fig. 2), whose pitch is preferably equal to the diameter and is turned at a low speed, such as 5-15 revolutions per minute. The distance between two of the screws' axle centers should not be significantly more than the combined radii of the screws and may possibly be smaller to provide a rotation-inhibiting effect on the tile. The same purpose is preferably served by separate welded-on walls 54, which join along the periphery of the screws and complete the parts on both sides of the places where the screws meet. The tile is guided upwards by the screws 50 and 52, initially being below the liquid level to leave the liquid in the upper part of the container 36 and with the help of a transverse conveyor 56, located in the upper floor, to be led away from the container . The height of the liquid in the container 36 is adjusted so that a relatively high hydrostatic pressure is obtained at the bottom of the container, where the compressed wood chips expand. This pressure, which can be greater than 3 to 5 m and possibly up to a 10 m water column, helps to push the chemical solution into the tile's pores.

Etter denne forimpregnering med kje-mikalieoppløsning følger kokningen av flisen. Transportøren 56 avgir den impreg-nerte flis i en nedentil traktformet beholder 58. Flisen faller herfra ned i en vibra-sjonsmater 60 til en s.k. roterende celle-mater 62, som har fra hverandre adskilte rom, hvis flisinnhold avgies til en beholder 64, som strekker seg nedover til den nederste etage i anlegget. Cellemateren er samtidig av en slik art, at den hindrer en direkte kommunikasjon mellom den lukkede beholder og vibrasjonsmateren 60. Når celle-materens transportrom under rotasjonen beveger seg oppover, inneholder de damp under overtrykk, som avgår gjennom en ledning 66 forsynt med en cyklonseparator 68 for eventuelt medfølgende flis, samt av-løpsrør til en skorsten 70. After this pre-impregnation with a chemical solution, the tile is boiled. The conveyor 56 discharges the impregnated chip into a funnel-shaped container 58 at the bottom. The chip falls from here into a vibrating feeder 60 into a so-called rotating cell feeder 62, which has separate compartments, the chip contents of which are discharged into a container 64, which extends downwards to the lowest floor of the plant. At the same time, the cell feeder is of such a nature that it prevents direct communication between the closed container and the vibrating feeder 60. When the cell feeder's transport space moves upwards during rotation, they contain steam under overpressure, which leaves through a line 66 equipped with a cyclone separator 68 for possibly accompanying tiles, as well as drain pipes for a chimney 70.

I den underste etage er anbragt en beholder 72 av samme type som beholderen 38 anbragt for å tjene for beredning av kjexni-kaldeoppløsning. Denne transporteres av en pumpe 74 gjennom en ledning 76, i hvilken er anbragt en ved hjelp av en servomotor styrt ventil 78, til den lukkede kokebehol-der 64. Ledningen 76 kan munne ut omtrent i midten av beholderen 64, som nedentil tilføres damp gjennom en ledning 80 forsynt med en ventil 82. Cellemateren 62 reguleres av fortrinnsvis to systemer av nivåregulatorer 84, som kan være innstill-bart montert på geider 86 og mellom hvilke altså flishøyden kan fluktuere. Nivået av kjemikalieoppløsningen kan igjen reguleres av en eller flere systemer av nivåreguiato-rer 88, som kan være anbragt på samme geider 86 og som påvirker servomotor en 77. I kokebeholderen 64 hersker et overtrykk av f. eks. omkring 8—10 kg/cm- og en til dette svarende damptemperatur. Flisen møter idet den passerer nedad i beholderen 64 først en dampatmosfære og utsettes for en kokning i denne, samtidig som flisen påvirkes av de tidligere tilførte kjemikalier. Flisen går deretter ned i væskebadet hvis høyde kan være større i beholderen 64 enn dennes damprom. I væskebadet fortsetter kokningen, idet flisen tilføres ny kjemi-kalieoppløsming som kommer fra beholderen 72. In the lowest floor, a container 72 of the same type as the container 38 is arranged to serve for the preparation of kexni-cold solution. This is transported by a pump 74 through a line 76, in which a valve 78 controlled by a servo motor is placed, to the closed cooking container 64. The line 76 can open approximately in the middle of the container 64, through which steam is supplied below a line 80 provided with a valve 82. The cell feeder 62 is preferably regulated by two systems of level regulators 84, which can be adjustably mounted on guides 86 and between which the chip height can therefore fluctuate. The level of the chemical solution can again be regulated by one or more systems of level regulators 88, which can be placed on the same guides 86 and which affect a servo motor 77. In the boiling container 64, there is an overpressure of e.g. around 8-10 kg/cm - and a steam temperature corresponding to this. As it passes downwards in the container 64, the tile first encounters a steam atmosphere and is exposed to boiling in this, at the same time that the tile is affected by the previously added chemicals. The tile then goes down into the liquid bath, the height of which may be greater in the container 64 than its steam room. In the liquid bath, the boiling continues, as the tile is supplied with new chemical-potassium solution that comes from the container 72.

Ved beholderens 64 nedre del er anbragt transportører 90, som drives av en motor 92 over en transmisjon 94 og som fører flisen til en annen transportør 96, som munner ut i en ved siden av beholderen 64 stående beholder 98. I denne er anbragt transportskruer 100, som drives av en motor 102. Beholderen 98 og skruene 100 kan være av samme art som beholderen 36 og dennes skruer. I beholderen 98 innstiller væsken seg omtrent til samme eller noe høyere nivå enn 1 beholderen 64 og kokningen i væske-fasen fortsetter derfor under flisens opp-adgående bevegelse 1 beholderen 98. Beholderen 98, som likesom beholderen 64 er lukket og utad varmeisolert, har et øvre damprom, i hvilket en andre kokning i dampfase kan finne sted. Den således be-handlede flis føres i beholderens 98 øvre del av en horisontal transportør 104 til et mekanisk oppdelingsapparat slik som en de-fibrator 106, forsynt med to i forhold til hverandre roterbare maleskiver, som befinner seg i apparatets parti 108. Det gods eller fibermasse går derpå gjennom en ledning 110 til en syklon 112 for å gjennomgå videre behandling, slik som en ytterligere mekanisk maling. Defibratoren 106 kan være av den type som vises i svensk patent nr. 179 337. Den mekaniske oppdeling skjer ved utførelseseksemplet i forbindelse med det siste kokningstrinn og under samme temperatur- og trykkforhold. Oppdelingen kan imidlertid også finne sted under atmo-sfæriske forhold. Conveyors 90 are arranged at the lower part of the container 64, which are driven by a motor 92 via a transmission 94 and which lead the chips to another conveyor 96, which opens into a container 98 standing next to the container 64. In this, transport screws 100 are arranged. , which is driven by a motor 102. The container 98 and the screws 100 can be of the same type as the container 36 and its screws. In the container 98, the liquid settles to approximately the same or slightly higher level than the container 64 and the boiling in the liquid phase therefore continues during the upward movement of the tile in the container 98. The container 98, which, like the container 64, is closed and externally thermally insulated, has a upper steam chamber, in which a second boiling in the steam phase can take place. The wood chips treated in this way are conveyed in the upper part of the container 98 by a horizontal conveyor 104 to a mechanical dividing device such as a defibrator 106, equipped with two relative rotatable grinding discs, which are located in the part 108 of the device. The goods or fiber pulp then passes through a line 110 to a cyclone 112 to undergo further processing, such as a further mechanical grinding. The defibrator 106 can be of the type shown in Swedish patent no. 179 337. The mechanical division takes place in the embodiment in connection with the last boiling step and under the same temperature and pressure conditions. However, the division can also take place under atmospheric conditions.

Claims

1. Method for digesting lignocellulosic fiber material for the production of cellulose which is intended for the production of paper pulp and similar products, whereby the material is subjected to a first steam treatment at relatively low steam pressure, an impregnation with a chemical-potassium solution and a steam phase boiling at relatively high pressure and equivalent high temperature, characterized in that the material after the first steam treatment is compressed under a pressure of 50-100 ato or more and higher than the pressure during the second steam treatment, by means of a screw press (29) with a counter pressure plate (31) in a work operation in order to remove liquid and air that are in its pores, and then relieve from this pressure, whereby the relief from mechanical pressure takes place while the material is in a known manner in a zone below the surface of a chemical solution, and where this solution is under a strong hydrostatic pressure and whereby the material under a subsequent upward movement is kept under the liquid mirror.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the material, which is known in and of itself, is finely divided mechanically, while it is still under the overpressure induced during the last digestion step, and the thereby prevailing high temperature.