NO136581B - - Google Patents

Description

I visse prosesser der fibermateriale, som f.eks. cellulosemasse, behandles ved høy konsentrasjon, f.eks. ved gassfaseblekning i kontinuerlig arbeidende maskineri, kan spesielle problemer opp-stå. Det er således kjent at masse kan delignifieres ved høy massekonsentrasjon i vertikale medstrøms trykkamre. Derved gjelder det å utforme fødesystemet på en slik måte at man oppnår en jevn tilførsel fra tverrsnittet, slik at skjev massestrøm og opphopninger unngås og at det ikke oppstår unødvendig store gasstap i forbin-delse med massens utløp fra behandlingskammeret.

Med hensyn til sistnevnte betingelse kan påpekes at grunnen til

at behandlingen med gass "skjer ved høy massekonsentrasjon, 18 til 40 %, vanligvis 25 til 35 %, i et oppblåst masseleie, er at man ønsker å skape de best mulige forutsetninger for gassen til å nå frem til de enkelte fibre. På den annen side ønsker man før tøm-mingen å kunne utskille fibre og gass i så stor utstrekning som mulig. En mulig metode er at man i bunnen av behandlingskammeret sper massen med vann eller returvann til lav konsentrasjon. Ved at man plasserer utløpet i spedningssonen, dvs. under den utsped-

de suspensjons nivå, kan gasstapet reduseres fordi man oppnår en væskelås. Gass kan her ikke ruse ut gjennom massen direkte til det med atmosfæren forbundne utløpsrør. Gasstapet blir bestemt av gassens oppløselighet i væsken, den. intensitet hvormed eventuell om-røring i spedningssonen foretas, samt dermed forbundet innblanding av gassbobler som fester seg til fibernettverket.

En måte å fremføre massen på er å arrangere kammeret slik at den oppblåste masse med høy konsentrasjon hviler direkte på en omrørt masse med lav massekonsentrasjon - 1 til 12 %, vanligvis 3 til 10 %. Det aktive volum i hvilket blekning skjer begrenses da nedover av en blandingssone mellom høy og lav massekonsentrasjon. For at reaksjonstiden skal kunne reguleres, kreves det altså at man kan holde spedningssonens utstrekning i vertikal retning under kontroll og at man kan holde høyden av massesøylen med høy konsentrasjon under kontroll. Praktiske eksperimenter i bl.a. en kontinuerlig arbeidende maskin i fabrikkskala har vist at den spedningsvæske som tilføres i bunnen, har en tendens til å suges opp av massen slik at den ovennevnte blandingssone får stor utstrekning i vertikal retning. Med andre ord, konsentrasjonsgra-dienten blir, liten, hvilket begrenser mulighetene for å opprett-holde en stor konsentrasjonsforskjell mellom reaksjonssone og spedningssone. Jo lavere konsentrasjon man forsøker å opprett-holde i bunnen, desto høyere opp i massen strekker blandesonen seg.

En sammenligning kan gjøres med lagringstårn for masse med lavere konsentrasjoner - området 10 til 15 %. I dette konsentrasjonsom-råde er massen vanligvis stort sett inkompressibel og luftfri. Spedning med væske i tårnets bunnsone medfører da at massen skyves unna, løftes, og man kan med passe omrøring oppnå den ønskede konsentrasjon i bunnen.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse de ovenfor omtalte problemer ved blekning av fibermateriale og tar utgangspunkt i et bleketårn for kontinuerlig gassfaseblekning, fortrinnsvis oksygengassblekning ved høy konsentrasjon av meget finfordelt, gass-gjennomslippende fibermateriale som f.eks. cellulosemasse, i hvilket bleketårn, som er hovedsakelig vertikalt, opprettholdes en gass-sone i den øverste del, med tilførselsinnretning for fibermaterialet, en under denne sone opprettholdt fibermaterialsøyle av høy konsentrasjon, 18 til 40 %, hensiktsmessigst 25 til 35 %,

en oppspedningssone i den nederste del med tilførselsledninger for spedningsvæske og avløpsledning for behandlet fibermateriale og en mellom disse to soner beliggende blandesone. Ved slike bleketårn tilveiebringer foreliggende oppfinnelse nye og særegne trekk som fremgår av patentkravene.

På tegningen vises i

figur 1 et vertikalsnitt gjennom den nedre del av et bleketårn ifølge oppfinnelsen,

figur 2 viser bleketårnet i tverrsnitt sett ovenfra,

figur 3 viser et vertikalsnitt gjennom hele bleketårnet, og figur 4 viser et praktisk eksempel på forholdet mellom nødvendig vrimoment for et i tårnets bunn plassert navlegeme og fibermaterialets konse'ntrasjon ved utløpet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til den på vedlagte tegning viste utførelsesform.

Innretningen for fremføring av masse fra bleketårnet 1 består av hovedsakelig radielt rettede armer 2, minst i et antall av to, dertil anbragte omrørings- og føreorganer 3, 8 i form av vertikale blader. Armene er anbragt på et navlegeme 4 med oppad avsmalnende form plassert i sentrum av bunnen på det vertikalt sylindriske eller i nedadgående retning noe utskrånende tårn. Navlegemet 4 kan ha konisk form, men kan også alternativt ha form som et rotasjonslegeme med bueformet generatrise, som antydet ved stiplede linjer 10,11 i figur 1. Det er til og med mulig å utforme navlegemet med tverrsnitt i form som et polygon. Navlegemet 4 er utstyrt med skrueformede ledeskinner 5. Navlegemets basisdiameter utgjør minst en femtedel (en fjerdedel, en tredjedel, eventuelt en halvdel eller mer) av tårnets bunndiameter, og dets høyde er minst omtrent like stor som nevnte basisdiameter. Ved navlegemets basis finnes en ringformet kanal 6 hvortil avløpsledningen 7 (blåseledningen) er koblet. De på armene 2 nærmest navlegemet plasserte omrørings- og føreorganer 8 strekker seg inn i kanalen 6. Innløp 9 for spedningsvæske finnes dels ved den ringformede kanal og dels ved tårnets periferi, nær dets bunn. Ved behov tilføres også spedningsvæske til selve kanalen 6.

Navlegemet 4 bæres av en drivaksel 12, som er opplagret i et hus

15 ved hjelp av lagre 13 og 14. Huset er festet til en sentralplate 16. For å gi tetning rundt aksen er det anordnet en pakkboks 17. Akselen 12 skal rotere i pilens retning. Ledeskinnene 5 er innrettet for fremføring nedover og utover og utgjør ved navlegemets 4

rotasjon et tilleggsmoment til det vrimoment som kreves til navlegemets drift. Hvis stigningsvinkelen gjøres tilstrekkelig stor, oppnår man dårlig fremføringseffekt og isteden eventuelt en omrørings-effekt og det nødvendige vrimoment øker. Ledeskinnene 5 kan eventuelt unnværes hvis det innrettes andre momentforsterkende organer,

f.eks. plater 18. Slike organer, som også medfører omrøring, kan innrettes på egnede steder på navlegemets 4 overflate, dog helst

ved dets topp.

Omrørings- og føreorganene 3 medvirker til å føre massen i spedningssonen inn mot tårnets sentrumskanal 6 og/eller til å frem-bringe ønsket omrøring. Hvis organene 3 innstilles til fremføring utover (i motsetning til det som er vist i figur 2), forsterkes omrøringseffekten, hvilket kan være fordelaktig ved en kraftig utspedning i spedningssonen. Armenes 2 antall bør som nevnt være minst to. Passende antall er tre til fem. Ved større tårndiametre kan ytterligere armer være nødvendige, selv om fire normalt er tilstrekkelig.

Innløpene 9 for spedningsvæske er via forbindelsesledninger 20 knyttet til en stamledning. Nevnte innløp kan være anordnet enten kun i tårnets periferi og/eller i tårnets bunn.

Navlegemet 4 og de derpå monterte armer 2 roterer med en forutvalgt hastighet på 0,5 til 10 rpm, hensiktsmessigst 1 til 6 rpm. Spedningsvæske tilføres gjennom innløpene 9 og massesuspensjon i kon-sentras jonsintervallet 1 til 12 %, vanligvis 3 til 10 % ledes vekk i ledningen 7.

Navlegemet 4 kan utformes slik at det strekker seg gjennom blandingssonen, slik at søylen av masse med høy konsentrasjon delvis holdes oppe av dette. Det kan dog være tilstrekkelig at navlegemet strekker seg et stykke inn i blandingssonen.

Nødvendig moment for navlegemets rotasjon varierer, avhengig av

hvor stor del av navlegemet som befinner seg ovenfor spedningssonen. Jo større del som befinner seg ovenfor spedningssonen, desto høyere moment kreves.

Ved hjelp av kontinuerlige impulser fra en momentgiver 21 som

måler momentet, påvirkes en regulator 22 som så styrer en ventil 23 for oppspedningen slik.at momentet holdes konstant og den ønskede massekonsentrasjon ved avløpet opprettholdes. Figur 4 viser sam-menhørende målte verdier for konsentrasjon og moment ved fabrikk-drift. Verdiene gjelder drift ved hjelp av hydraulisk motor og det

nødvendige oljetrykk er i prinsippet direkte proporsjonalt med det nødvendige vrimoment. Det nødvendige oljetrykk i den hydrauliske motor til rotasjon av navlegemet 4 i bleketårnet når dette inne-holder bare vann (konsentrasjon lik 0) er i fig. 4 markert med en horisontal linje. For at spedningssonens høyde skal kunne innstilles med tilfresstillende nøyaktighet, bør nødvendig vrimoment (oljetrykk) utover tomgangsmomentet (tomgangstrykket) økes til minst det dobbelte (streket linje i figur 4) og helst til minst det firedobbelte (heltrukket linje i figur 4) hvis konsentrasjonen i spedningssonen øker fra 2% til 10 %.

Gjennom navlegemets beskrevne bærende funksjon er blandingssonens stilling forholdsvis uavhengig av den konsentrasjon som forefin-nes i spedningssonen.

Ved navlegemets 4 rotasjon oppnås en blanding av masse og væske samtidig som en viss fremførende bevegelse mot avløpet oppnås.

De skrueformede ledeskinner 5 har foruten sin momentfrembringende funksjon også til oppgave å sørge for jevn nedmatning over tverrsnittet.

Som et tillegg til momentavlesningen kan temperaturdifferanser i bunnsonen registreres eller benyttes til automatisk impulsgivning for spedningsvæskemengden. I figur 1 er det vist tre temperatur-målere 19, hvorav en er plassert i reaksjonssonen, en i spedningssonen og en i blandesonen. Hvis man benytter oksygengass som bleke-middel, er 100 til 120° C en egnet temperatur i reaksjonssonen og i spedningssonen vil temperaturen normalt bli 40 til 90°C.

Ved gassfaseblekning opprettholdes vanligvis et gassrom i tårnets øverste del over en søyle av masse med høy konsentrasjon. For å oppnå en jevn blekning med efterstrebet blekningsgrad, bør høyden på søylen av masse med høy konsentrasjon holdes konstant. I for-bindelse med den ovenfor beskrevne fremføringsinnretning kan en radioaktiv målemetode anvendes for måling av høyden. Ved eller i høyde med overflaten på søylen av masse med høy konsentrasjon er det regulerbart plassert en radioaktiv strålekilde 28 på tårnets utside. Diametralt motsatt, likeledes regulerbart plassert på tårnets utside, finnes en mottager 27, f.eks. et såkalt Geiger-

Muller-rør. Strålen fra strålekilden 28 gir signal til mottageren

27, denne stråles styrke er uforandret når den passerer gassrommet. Hvis strålen passerer massesøylen, blir signalet svakere eller for-svinner helt. Signalet omsettes av mottageren 27 til en elektrisk strøm som ledes gjennom en ledning 26 til en regulator 24 via en forsterker F. Regulatoren 24 styrer en utstrømningsventil 25 i blåse- eller avløpsledningen 7. Det at måleutstyret er reguler-

bart i høyderetning gjør at man kan velge den ønskede høyde på massesøylen.

Claims (11)

1. Bleketårn for kontinuerlig gassfaseblekning, fortrinnsvis oksygengassblekning ved høy konsentrasjon av meget finfordelt, gass-gjennomslippende fibermateriale som f.eks. cellulosemasse, i hvil-

ket bleketårn, som er hovedsakelig vertikalt, opprettholdes en gass-sone i den øverste del, med tilførselsinnretning for fibermaterialet, en under denne sone opprettholdt fibermaterialsøyle av høy konsentrasjon, 18 til 40 %, hensiktsmessigst 25 til 35 %, en oppspedningssone i den nederste del med tilførselsledninger for spedningsvæske og avløpsledning for behandlet fibermateriale og en mellom disse to soner beliggende blandesone, karakterisert ved at det i tårnets bunn sentralt er innrettet et roterbart oppad avsmalnende navlegeme (4) forbundet med en aksel (12), hvilket navlegeme strekker seg oppad gjennom oppspedningssonen og i det minste et stykke inn i blandesonen og er utstyrt med organer (5, 18) som avstedkommer en tilleggsmotstand ved navlegemets rotasjon, og dessuten er innrettet slik at de styrer fibermaterialet utover fra bleketårnets sentrum til kontakt med omrørings- og føreorganene (3, 8) innen fibermaterialet går ut gjennom avløpsledningen (7), og ved at det til en drivinnret-ning for navlegemet (4) er koblet en momentgiver (21) som ved hjelp av en ventil (23) styrer oppspedningen i spedningssonen i den hen-sikt å holde spedningssonens høyde konstant, samt ved at der er innrettet i og for seg kjente organer hvis oppgave det er å holde høyden på fibersøylen av høy konsentrasjon konstant.

2. Bleketåxn ifølge krav 1, karakterisert ved at organene som avstedkommer tilleggsmotstand omfatter en hel eller med avbrudd utformet ledeskinne (5) som er spiralformet og innrettet for massefremføring nedover.

3. Bleketårn ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at navlegemet (4) er konisk av form.

4. Bleketårn ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at navlegemet (4) utgjøres av et rotasjonslegeme med bueformet generatrise.

5. Bleketårn ifølge et hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at navlegemets (4) basisdiameter er minst en femtedel av tårnets diameter i høyde med navlegemet samt at navlegemets (4) høyde er minst omtrent like stor som dets basisdiameter.

6. Bleketårn ifølge et hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at omrørings- og føreorganene 3, 8) er plassert på minst to til. navlegemet (4) festede armer (2).

7. Bleketåirn ifølge et hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at det rundt navlegemets (4) drivaksel (12) er montert en ringformet kanal (6) hvortil avløps-ledningen (7) er koblet.

8. Bleketårn ifølge krav 7, karakterisert ved at de nærmest akselen (12) monterte omrørings- og føreorganer (8) strekker seg inn i den ringformede kanal (6).

9. Bleketårn ifølge et hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at navlegemet (4) sitter på akselen (12) som drives av en elektrisk motor, der momentgiveren (21) gir et signal som er proporsjonalt med det elektriske effektforbruk.

10. Bleketårn ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at navlegemet (4) drives via akselen (12) av en hydraulisk motor, der momentgiveren (21) gir et signal som er proporsjonalt med det hydrauliske oljetrykk.

11. Bleketærn ifølge et hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at navlegemet (4) og de til dette festede organer (2, 3, 5, 8, 18) er innrettet slik at det moment som er nødvendig for å overvinne den av fibermaterialet frembragte vridningsmotstand, øker til minst det dobbelte hvis konsentrasjonen i spedningssonen øker fra 2 % til 10 %.