NO142158B - Apparat for reaksjon mellom gass og materialmasse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for reaksjon mellom gass og en materialmasse, omfattende et kar, anordninger for til-førsel av materialmassen til karet, hvilken tilførselsanord-ning har innretninger for sammenpakking av materialmassen og for tilførsel av materialmassen i sammenpakket tilstand til karet, innretninger for oppbrytning av den sammenpakkede materialmasse og utspredning av den oppbrutte masse i karet, innretninger for tilførsel av gass til karet og utløps-anordninger for utmatning av behandlet materialmasse fra karet.

Vanlige apparater,som anvendes for kontinuerlig drift ved gassreaksjon med lignocellulosemateriale, f.eks. ved bleking av tremasse eller delignifisering av lignocellulosematerialer, har den ulempe at gassformet reagens trekkes med i det materiale som mates ut. Denne medrivning av gass fører ikke bare til uønskede tap av gassformet reagens, men resulterer også i problemer ved håndteringen av det utmatede materiale og natur-ligvis til økte driftsomkostninger.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat av den innledningsvis nevnte art hvor materialmassen passerer apparatet under reaksjon med gassen og praktisk talt ingen gass unnviker, idet materialmassen danner tettende plugg ved både innløp og utløp. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at utløpsanord-ningen har en utløpsåpning med et bestemt tverrsnitt og er forsynt med klaffer som stikker inn i materialmassens bevegelsesbane, slik at materialmassen blir pakket tettere sammen ved sin passasje av klaffene enn den er ved passasjen av utløps-åpningen.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av

kravene 2-8.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart nærmere

under henvisning til tegningen der:

Fig. 1 viser, sett fra siden og delvis i snitt, et apparat utført i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 viser et snitt etter linjen 2-2 på fig. 1 sett

i pilenes retning og

fig. 3 viser et snitt etter linjen 3-3 på fig. 2 også

sett i pilenes retning.

På figurene er like henvisningstall benyttet som be-tegnelse på.deler som svarer til hverandre, og det viste appa-

rat omfatter hovedsakelig et vertikalt, ringformet kar 10 som er lukket oventil og nedentil av endeplater 12, 14, og karet er understøttet på underlaget av stolper 16. Karet 10 kan være beregnet for drift fra atmosfæretrykk eller ved ét hvilket som helst annet trykk over eller under atmosfæren, alt etter det ^behov man har for den gassreaksjon som skal utføres i appa- ø ratet, men i alle tilfelle er karet 10 gasstett for å hindre inntrengning og lekkasje fra karet.

Karet 10 har et gassinnløp eller en utløpslédning 18

som forbinder den øvre ende av karets indre méd ét tilførsels-rør 20,som på sin side står i forbindelse med en ikke vist gass-kilde eller kilde for gassformet reagens som skal anvendes

under apparatets drift. Karet 10 er også forsynt med innretninger for sammenpakning av det materiale som skal reagere med gass og for tilførsel eller innmatning av det sammenpakkede materiale i karet 10, hvorved det sammenpakkede materiale danner en plugg på oppstrømsiden av karet 10 for å hindre luft og andre uønskede gasser fra å komme inn i karet 10 sammen med materialet.

Som vist er karet 10 forsynt med et materialinnløp

eller en innløpsledning 22 som er tilsluttet den øvre ende av karets indre , sentralt i karet 10. Innløpsledningen 22 har

en mateskrue 24 som er montert på en bæreaksel 26 og som på

sin side drives av en motor 28, beregnet for nedmatning av materialet til det indre av karet. Innløpsledningen 22 er vist tilsluttet en tilførselsledning 30-som er forbundet med en ikke vist kilde for materialet. Tilførselsledningen 30 har en del 32 som smalner av i tverrsnitt i retning mot passasjen

for materialet til karet 10. En dreibar og drevet aksel 34 er

anordnet koaksialt med.tilførselsledningen 30 og i den avsmalnende del 32 av denne, og den har en mate- og sammenpakningsskrue 36. Man ser således at når apparatet er i drift, vil rotasjon av mate- og sammenpakningsskruen 36 i den avsmalnende del 32 av tilførselsledningen 30 føre til sammenpakking av materialet i tilførselsledningen 30 for å hindre strøm av uønskede gasser gjennom denne ledning, mens mateskruene.24, 36 mater inn materiale i karet ved dets øvre ende.

Den øvre ende av karet 10 har anordninger som er beregnet på oppsmuldring eller oppbrytning av det sammenpakkede materiale som tilføres gjennom innløpsledningen 22 og på å spre dette oppbrutte materiale over hele tverrsnittet av karet 10. Som vist omfatter oppbrytnings- og spredeanordningen en indre ring av roterende stifter 28 som ligger i bésttemté buer fra hverandre, og en konsentrisk ytre ring i radiell avstand fra den førstnevnte, og bestående av stasjonære stifter 40 som også er anbrakt med passende buelengder fra hverandre. De øvre ender av de stasjonære stifter 40 er fast montert på en ringformet bærer 42 som er festet rundt veggen av innløpsledningen 22. De nedre ender av de stasjonære stifter 40 er festet til en stasjonær bærer 44 som omgir understøttelsene på den nedre ende av akselen 26. De roterende stifter 38 bæres av en ramme 46 som er montert på akselen 26 for rotasjon sammen med denne, og rammen 46 innbefatter øvre og nedre plater 48, 50 som er stivt forbundet med de tilstøtende ender av de roterende stifter 38. Den øvre rammeplate 48 ligger, som vist, i avstand fra akselen 26 slik at det mellom denne og platen fremkommer et hovedsakelig ringformet rom 52 som danner forbindelse mellom innløpsledningen 22 og kammeret 54 i ringen av roterende stifter 38. Når denne oppbrytnings- og spredeanordning er i drift,

—oeLI således de roterende pinner 38 kontinuerlig drives når akselen 26 roterer, og materialet som mates til kammeret 54, gjennom rommet 52, blir hindret fra å passere direkte ned i karet 10 av platen 50 og understøttelsen 40. Av denne grunn blir materialet delt opp av stiftene og passerer ut gjennom rommene mellom sammenstøtende stifter for til slutt å bli spredd ut over tverrsnittet av karet 10 i oppbrutt eller opp-delt tilstand. Denne anordning for oppbrytning og spredning av

materiale er vist bare som et eksempel, og oppfinnelsen omfatter andre alternative former som kan utføre samme funksjon.

■Den nedre ende av karet 10 er forsynt med utløpsanord-ninger,som er beregnet på å pakke sammen det materiale som skal mates ut fra apparatet. Som vist er den nedre ende av karet 10 utvidet, og 'karets bunn 56 har stort sett konisk form. I avstand fra sentret eller loddlinjen for karet 10 har karets bunn 56 en langstrakt utløpsåpning 58 som i sin lengderetning strekker seg så godt som over hele karet 10.

Den nedre ende av karet 10 har en koaksialt anordnet, dreibar skraper 60 med en rekke skraperarmer eller blader 62 som hver har tilstrekkelig lengde til å bevege eller feie over ut-løpsåpningen 58, og skraperen 60 er montert på en dreibar aksel 64 som kan settes ,i rotasjon av en drivmotor 66.

En langstrakt horisontal utløpslednihg eller utløps-anordning 68 strekker seg i lengderetningen på tvers av karet 10 ved utløpsåpningen 58,.parallelt med og under denne, og

stikker ut fra karet 10. Som vist på fig. 2 ligger utløpsled-ningen 68 under hele.lengden av utløpsåpningen 58, og utløps-åpningen 58 er åpen over hele sin lengde mot utløpsledningen 68. Utløpsledningen 68 har en koaksialt anbrakt, dreibar aksel eller bærer 70 som strekker seg i,hele lengden av ledningen 68 og er forbundet med en drivmotor 72 slik at den kan settes i rotasjon. Akselen 70 har et utvidet parti 74 som samvirker med en tilstøtende vegg av utløpsledningen 68 for sammen med denne å begrense en ringformet utløpsåpning 76 som gjennom utløps-ledningen 68 står i forbindelse med utløpsåpningen 58. Den del av akselen 70 som ligger mellom utløpsåpningene 58 og 76 har en skruegjenge 78 som når akselen 70 er i rotasjon, tjener til å føre materiaket gjennom utløpsledningen 68 fra området ved utløpsåpningen 58 mot utløpsåpningen 76.

Ringformede klaffer styrer utløpet av materialet gjennom utløpsåpningen 76 for at materialet' som mates ut gjennom utløpsledningen skal være i, sammenpakket tilstand, og klaffen er bevegelig og strekker seg på tvers av utløpsåpningen 76, anbrakt på en slik måte at den ettergivende kan holde tilbake utmatning av materiale gjennom utløpsåpningen. Mer bestemt omfatter klaffen en ring av en flerhét av tette, stive klaffer 80 som hver strekker seg hovedsakelig på tvers' av'utløps-' åpningen 76&g som er bevegelig lagret med egne svingbare fester 82, på ehxyegg av utløpsledningen 68 for å kunne bevege seg slik at de gir ^tet/ter, men bremser utmatning av materiale gjennom utløpsåpningen '76Klaffene 80 er forsynt med sine egne trykkdrevne regulatorer 84 av en eller annen hensiktsmessig utførelse som under apparatets drift bestemmer klaffenes 80 bremsevirkning mot utmatning av materiale gjennom åpningen 76, hvorved klaffene 80 gir etter mot materialets gjennomstrømning med en passende kraft.

Ved den ende som vender fra utløpsåpningen 58 og utenfor utløpsåpningen 76 har utløpsledningen 68 et utvidet utløps-

kammer 86 som har et utløp eller en utløpsledning 88 i forbindelse med utløpsåpningen 86 gjennom kammeret 86, og åpningen skal mate ut materiale fra apparatet. Akselen 70 har en flerhet av oppdelingselementer 90 i kammeret 76, og disse elementer tjener til, når akselen 70 roterer, å dele opp sammenpakket materiale som kommer fra utløpsåpningen 76 før materialet føres ~"*5*"" gjennom utløpet 88.

Som vist på fig. 1 kan en tett måleplattform eller dele-anordning 92 anbringes på tvers av kammeret 10 mellom dettes øvre og nedre ender for å dele det indre av karet 10 i et øvre kammer eller-holdekammer 94, over plattformen 92, og et nedre kammer eller utløpskammer 96 under plattformen 92, idet plattformen 92 er montert på akselen 64 for å bli drevet av denne samtidig med skraperen 60. I dette tilfelle vil man se at inn-løpene 80 og 82 vil være forbundet med holdekammeret 94 og dette vil som tidligere beskrevet, inneholde anordninger for oppbrytning og spredning av det sammenpakkede materiale, mens utløpskammeret 96 er forsynt med utløpsåpningen 58 og inne-

holder den roterende skraper 60. Som vist kan oversiden av plattformen 92 være forsynt med en ringformet vegg 98 som heller nedad mot omkretsen, og nær ved denne omkrets være i avstand fra den nedre ende av den nedadrettede, ringformede vegg 100, slik at det fremkommer en ringformet spalte 102 som forbinder den nedre ende av holdekammeret 94 med den øvre ende av utløpskammeret 96. Denne anordning bevirker at plattformen 92 regulerer passasje av materiale fra holdekammeret 94 til ut-løpskammeret 96 og muliggjør regulering av strømningshastig-

heten for dette materiale ganske enkelt ved å justere rotasjons-

hastigheten på plattformen 92. Denne anordning kan med fordel benyttes sammen med en reguleringsanordning som regulerer hastigheten på plattformen 92 alt etter nivået på materialet i holdekammeret 94, og en slik regulering er skjematisk an-tydet på fig. 1, der den omfatter en føler 104 som avføler nivået på materialet i holdekammeret 9 4 og er forbundet med motoren 66 for å variere dennes rotasjonshastighet og dermed rotasjonshastigheten for plattformen 92 og skraperen 60 på den beskrevne måte. Videre kan veggen 98 på plattformen 92, som vist, ha spiralformede vinger 106 som letter passasje av materialet fra holdekammeret 94 til utløpskammeret 96 gjennom den ringformede spalte 102.

Under drift av det beskrevne apparat holdes drivmotoren 66 kontinuerlig igang for å drive akselen 64 og dermed skraperen 60 og plattformen 92. Drivmotoren 72 holdes også i drift for rotasjon av akselen 70 og skruevingen 78 samt opp-brytningselementene 90 som sitter på denne. På samme måte blir akselen 34 kontinuerlig drevet av dennes.drivanordning (ikke vist) for kontinuerlig rotasjon av mate- og sammenpakningsskruen 36, og drivmotoren 28 holdes kontinuerlig i drift for å rotere mateskruen 24 og de roterende stifter 38. Trykk-fluidummed et konstant, på forhånd bestemt trykk opprettholdes i regulatorene 84 for at disse skal utøve på forhånd bestemte like krefter som spenner klaffene 80 mot utløpet av materialet gjennom utløpsåpningen 76, hvorved klaffene ettergivende bremser bevegelse av materialet gjennom åpningen-<*>76.

Gassen eller den gassformede reagens blir kontinuerlig tilført karets tilbakeholdelseskammer 94 gjennom gasstil-førselsrøret 20 og gassinnløpet 18. Det faste materiale eller blandingen av fast og flytende materiale, f.eks. lignocellulose-materialet, blir kontinuerlig tilført gjennom tilførselsled-ningen 30 til den roterende mate- og sammenpakningsskrue 36

som pakker sammen materialet i den avsmalnende del 32 av til-førselsledningen 30, hvorved det dannes en plugg av materiale, på oppstrømsiden av karet 10 for å hindre strøm av uønskede gasser til karet 10 gjennom tilførselsledningen 30. Skruene 24, 36 mater dette sammenpakkede materiale gjennom innløpet 22 til karets tilbakeholdelseskammer 94, hvorpå den tidligere beskrevne anordning til oppbrytning. og utspredn.ing, ' innbefattende

pinnene 38, 40 bryter opp de sammenpakkede materiale og fordeler dette over tverrsnittet av tilbakeholdelseskammeret 94. Dette fordelte oppbrudte materiale faller ned i holdekammeret 94 og danner her en opphopning av materialet på veggene 98 av plattformen 92, der volumet av opphopningen, dividert med det volumetriske gjennomløp av materialet gjennom apparatet, bestemmer den tid materialet holdes tilbake i tilbakeholdelseskammeret 94 og utsettes for den gassformede reagens. Rotasjon av plattformen 92 fører til at denne beveger materialet ved bunnen av opphopningen utad mot omkretsen av plattformen 92, der materialet mates gjennom den ringformede åpning 102 til utløpskammeret 96 med rotasjonshastigheten for plattformen styrt alt etter nivået 108 for den øvre ende av materialopphopningen. Materialet som mates ut til utmatningskammeret 96 faller ned i dette påvirket av tyngdekraften.

Materialet ved bunnen av utløpskammeret rakes «Langs bunnen 56 av karet 10 mot utløpsåpningen 58 og mates ut gjennom denne i utløpsledningen 68. En roterende skrueformet skovle 78 leder dette utmatede materiale gjennom utløpsledningen 68 mot utløpsåpningen 76. Klaffene 80 vil, som beskrevet tidligere, ettergivende bremse utmatningen av materialet gjennom utløps-åpningen 76 for dermed å danne en plugg av -materialet ved denne åpning og for å bevirke at materialet mates ut gjennom denne åpning i sammenpakket tilstand. Denne plugg eller den sammenpakkede tilstand av materiale vil, som man ser, hindre materialet som passerer gjennom åpningen 76 i å få gassinneholdende lommer, og man reduserer dermed vesentlig utføringen av gass sammen med materialet som mates gjennom åpningen 76. Kammeret 86 får det sammenpakkede materiale fra åpningen 76, og etterat dette materiale er blitt brutt opp av bryteelementer 90, mates materialet gjennom apparatets utløp 88.

Av den foregående beskrivelse vil man se at materialet kan både tilføres karet 10 og mates ut fra dette med konsi-stenser som, alt etter ønske eller behov, kan være i området fra 10-100%. Også konsistensen av det utmatede materiale kan, etter ønske eller behov være enten høyere eller lavere enn eller den samme som det tilførte materiale. Selv om den foregående beskrivelse går ut på tilførsel av gass til materialet i karet 10 er det klart at også væsker, damp og/eller liknende kan til-

føres materialet i karet.

Av den foregående beskrivelse fremgår det at oppfinnelsen fører."frem til en ny og forbedret anordning til oppnåelse av alle de tidligere angitte hensikter og fordeler. Det skal imidlertid pekes på at selv om det her bare er vist og beskrevet én utførelsesform for oppfinnelsen er det vern dette patent gir ikke begrenset til dette, men omfatter også andre utførelsesformer og modifikasjoner innenfor rammen av kravene.

Claims (8)

1. Apparat for reaksjon mellom gass og en materialmasse, omfattende et kar (10), anordninger (30, 32, 34, 36) for tilførsel av materialmassen til karet, hvilken tilførsels-anordning har innretninger (32, 36) for sammenpakning av materialmassen og for tilførsel av materialmassen i sammenpakket tilstand til karet, innretninger (38, 40) for oppbrytning av den sammenpakkede materialmasse og utspredning av den oppbrutte masse i karet, innretninger (18) for tilførsel av gass til karet og utløpsanordninger for utmatning av behandlet materialmasse fra karet,karakterisert, v e d at utløpsanordningen har en utløpsåpning (76) med et bestemt tverrsnitt, og er forsynt med klaffer (80) som stikker inn i materialmassens bevegelsesbane, slik at materialmassen blir pakket tettere sammen ved sin passasje av klaffene enn den er ved passasjen av utløpsåpningen.

2. Apparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat klaffene (80) som stikker inn i bevegelses-banen for materialmassen er ettergivende bevegelig for å bremse utmatningen.

3. Apparat som angitt i krav 1 og 2,karakterisert vedat klaffen er ringformet.

4. Apparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat klaff anordningen (80) omfatter en rekke^c*klaffer og anordninger (84) som tillater klaffene å gi fjær-ende etter.

5. Apparat som angitt i krav 4,karakterisert vedat klaffene er svingbart montert og at hver klaff har sin egen ettergivende anordning (84).

6. Apparat som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat utløps-anordningen videre omfatteren .ledning (68) , en ytterligere utløpsåpning (58) som danner^forbindelse mellom ledningen og karet, og at ledningen inneholder en skrue (70, 78) som er dreibar for transport av materialet fra den nevnte annen ut-løpsåpning (58) mot utløpsåpningen (76).

7. Apparat som angitt i krav 6,karakterisert vedat skrueano'fdn ingen omfatter en bærer (70) og skovler (78) på denne, mens ledningen (68) har en utløps- åpning (88) på den side som vender fra den førstnevnte utløpsåpning (76), hvilken bærer (70) strekker seg gjennom den førstnevnte utløpsåpning (76) og har anordninger (90) nær ved utløpsåpningen (88) for oppbrytning av sammenpakket materialmasse.

8. Apparat som angitt i de foregående krav,karakterisert vedat utløpsåpningen (88) er langstrakt og i sin lengderetning strekker seg over så godt som hele bredden av karet (10) i avstand fra dets sentrum, og at dreibare skraperanordninger (60) i den nedre ende av karet er bevegelige over utløpsåpningen (58) , mens ledningen (68) danner forbindelse til den førstnevnte utløpsåpning (76).