NO144536B - Fremgangsmaate ved fremstilling av fiberplater ifoelge den vaate metoden - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved fremstilling av fiberplater ifølge, den våte metoden.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av fiberplater ifølge den våte metoden og med lukket bakvannssystem,i hvilket inngår i tur og orden defibrering av flis i en raffinør i en atmosfære av mettet damp ved 100-200°C og tilsvarende damptrykk, oppslemming av det defibrerte materialet i som transportvæske tjenende bakvann, forming av våtark fra oppslemmingen, mekanisk fraskilling og tilbakeføring av bakvann til oppslemmingstrinnet,

samt til slutt tørking ved fordamping av vann.

Ved den kjente fremgangsmåte (Tysk Offenlegungsschrift

22 11 316 og 24 4 2 206) som oppfinnelsen tar sitt utgangs-punkt i, økes materialets tørrstoffinnhold før dannelsen av oppslemmingen ved at det fortørkes etter defibreringen. Deretter oppslammes det fortørkede materialet hvorunder bakvann anvendes som oppstår ved den mekaniske dehydråtiser-ingen i formingsstasjonen og ved den etterfølgende mekaniske pressing av fiberplatene. Hvis fiberplaten etter pressingen og før slutt-tørkingen ved hjelp av varmetilførsel får et tørrstoffinnhold fra 50 - 55 %, må materialet etter defibreringen og før oppslammingen fortørkes til et tørrstoffinn-hold på minst 50 - 55 % for at man skal oppnå et lukket bak- vannsystem og for å kunne tilsette transportvæsken ytterligere friskt vann. Som regel må tørrstoffinnholdet ligge mellom 55 og 70 %. Ved fremstillingen av porøse fiberplater med tørrstoffinnhold hos gjenstandene i formingsstasjonen på 40 - 50 % er et tørrstoffinnhold av det defibrerte materialet på 50 - 55 % tilstrekkelig.

Materialet for fiberplatene lar seg fremstille av alle typer lignocelluloseholdig flbermateriale som er finfordelt. For eksempel anvendes trevirke i form av oppbarket flis eller sagflis, halm, bagasse også videre. Dette utgangsmaterialet kalles i det følgende flis. Denne flisen defibreres i en dampatmosfære ved atmosfærisk trykk eller ved trykk opptil 15 bar tilsvarende et temperaturområde mellom 100°C og 200°C.

Ved den kjente metode krever fortørkingen en betydelig ener-gitilførsel, da dehydratiseringen skjer ved fordampning av

væske.

Som følge av dette ligger oppfinnelsens oppgave i å videre-

føre fremgangsmåten av den innledningsvis beskrevne type med lukket bakvannssystem slik at dehydratiseringen kan foretas på energisparende måte uten at det ved dehydratiseringen

oppstår en for stor avløpsvannsforurensning.

Ifølge foreliggende oppfinnelse løses denne oppgave ved at

damp frigjøres fra det defibrerte materialet og flisen for-

varmes ved atmosfæretrykk med den frigjorte dampen, så av-

vannes den dampoppvarmede flisen til et tørrstoffinnhold på

minst 50 %, deretter føres den således oppvarmede og avvann-

ede flisen til raffinøren og samtidig ledes bakvannet fra våtarkene til raffinøren for å minimalisere overopphetning

av fibermaterialet.

Tørrstoffinnholdet bør for dette formål bringes opp til

minst 50 % og helst 55 - 70 %. Ved dette høye tørrstoffinn-

hold kan flisen utsettes for en skadelig overopphetning

henholdsvis fastbrenning i malesonen, og for å unngå

tilførsel av friskt vann, tilføres ifølge oppfinnelsen bakvannet til flis henholdsvis fibermassen allerede under defibreriirgstrinnet.

Ved defibrering av godt gjennomvarmet treflis i mettet damp

medgår ca. 2 5o kwh pr. tonn torrtenkt masse hvis defibreringen foregår ved 16o-17o°C. Ved lavere temperaturer må man regne med lavere energiforbruk. Den tilforte elektriske energi overgår nesten kvantitativt i varmeenergi, som danner damp. Varmeutviklingen er konsentrert til malesonen og for å unngå overopphetning av fibermaterialet, må tilstrekkelig vann være tilstede og en massekonsentrasjon på over 6o% i malesonen er ikke tilrådelig.

Hvis man antar at defibreringen foregår ved 165°C og flisen har

et torrstoffinnhold på 5o% og en temperatur på 5°C når den tilfores raffinoren, blir massekonsentrasjonen i raffinoren ca. 47% og etter utblåsing til atmosfærisk trykk, ca. 51% under den forut-

setning at flisen oppvarmes til 165°C med damp og defibrerings-energien går opp til 24o kwh pr. tonn torrstoffsubstans, og at det ikke foregår noen vitspedning ved innkommende tettningsvann eller fuktighet i dampen. Er flisens torrstoffinnhold 55%.blir under de samme forhold massekonsentrasjonen resp. 54 og 57,5%.

Hvis flisens torrstoffinnhold er lavere, f.eks. 45%,blir masse-konsentras jonen resp. 42 og 45,5%. Vanligvis forekommer imidler-

tid utspedning av massen på grunn av innkommende og i praksis må man regne med lavere massekonsentrasjoner enn det som er angitt her.

Som en ytterligere foranstaltning for å forhindre utspednina av tilfort bakvann med i raffinoren kondensert damp, bor bakvannet for-

varmes til loo°C eller hoyere.På den måte kan til og med en viss avdunstning av bakvannet erholdes ved defibrering og mengden av bakvann som avgår med massen blir mindre enn tilfort mengde.

Imidlertid kan en indirekte forvarming av bakvannet til hoy temperatur, f.eks. 2oo°C, være forbundet med forkalkningsbesvær og for praktisk anvendelse bor forvarmingen ikke drives lengre enn til 17o°C.

Ved å utnytte den frigjorte dampen, som er blitt frigjort fra raffinoren, for gjennomvarming og basning av flisen ved loo°C

fremmes avgangen av vann, da flisen blir avvannet ved mekanisk sammenpressing, hvilket henger sammen med at hoyere volumvekt oppnås uten oket kompresjonstrykk. For f.eks. å hoyne volum-

vekten på en viss type flis fra o,2 - o,7 ved sammenpressing,

må for ubaset flis anlegges et trykk på 15o kg/cm 2, mens det for baset flis rekker med et trykk på 7o kg/cm <2>.

Ved foroppvarming av flisen erholdes en vesentlig besparing

av frisk damp i det tilfellet hvor defibreringen foregår under trykk og den komprimerte flisen innmates direkte i raffinoren med en temperatur på 9o - loo°C. Minst halvparten av den friske dampen til raffinoren kan spares.

Som eksempel kan nevnes at hvis flisen har et torrstoffinnhold

på 5o% etter sammenpressingen og en temperatur på loo°C når

den innmates i raffinoren, som forutsettes å arbeide ved en temperatur på 165°C, så får den utmatede massen et torrstoffinnhold på 57 - 58%, forutsatt av at det ikke kommer inn noe ekstra vann. Er flisens torrstoffinnhold 55% under de samme betingelser, blir massens torrstoffinnhold 64 - 65%. Man har nådd en slik massekonsentrasjon i caffinoren at bakvann ifolge oppfinnelsen må tilfores for justering av konsentrasjonen.

Ved basning av flisen utkondenseres varierende mengder damp på

og i flisen, hvilket oker vanninnholdet i flisen av oker betyd-ningen av avpressing av vann. Har f.eks. flisen et torrstoffinnhold på 5o%, synker denne ved basning til 47 - 48% og 41o kg vann pr. tonn må avpresses for at f.eks. torrstoffinnhold på

55% skal oppnås, hvilket lar seg utfore ved pressing av varm baset flis.

Av den avpressede mengde væske utgjor 25o kg dampkondensat og

16o vedfuktighet. Hvis derimot vann blir avpresset av flisen for forvarmingen, f.eks. så mye at flisens torrstoffinnhold hdynes fra 5o til 6o%, og deretter forvarmes med damp til loo°C får flisen et torrstoffinnhold på ca. 55%, hvilket i guns-tigste tilfelle kan gi massen et slutt-torrstoffinnhold på 64-65%. I dette tilfellet blir mengden av avpresset vedvann ca. 33o kg pr. tonn torrtenkt flis uten innhold av dampkondensat. En delvis fjerning av,vedvann for flisens forvarming med damp kan i visse tilfelle være fordelaktig,da pressvannet på grunn av dels små mengder, dels liten forurensningsgrad er lett å anvende på nytt eller å uskadeliggjore. Spesielt er vannfjerningen for forvarmingen viktig, da flisvasking inngår i prosessen. I dette tilfelle kan vesentlige mengder vann utover vedfuktigheten medfolge flisen og det kan forekomme opptil 25o - 35o kg vann pr. tonn flis.

Det er da passende å forst sentrifugere eller komprimere flisen for å fjerne overskudd av vann innen den forvarmes og komprimere på nytt i sammenheng med innmatning i raffinoren.

Behandles meget tørr flis, f.eks. med 55-65% tørrstoffinnhold ved flisvask, behøver man bare fjerne det vedheftende vannet, hvilket enklest skjer ved sentrifugering.

Beroende på foreliggende forhold kan flisens torrstoffinnhold justeres på ulike måter til det passende nivå 5o - 7o% og til en flistemperatur på loo°C for innmatningen i raffinoren. Så

kan f.eks. flisen befris fra overskudd av vann ved sentrifugering eller kompresjon for flisens forvarming og innmatning i raffinoren eller også kan flisen befris fra overskudd av vann på.den måte at vann delvis fjernes for forvarming, delvis etter forvarming eller vann kan utelukkende fjernes ved avpressing etter forvarming for eller i sammenheng med innmatning til raffinoren..

Vann kan eventuellt også fjernes ved fortorkning av flisen

med varm luft, varme rokgasser eller overopphetet damp. Det er varmeokorxmisk gunstigere å torke inngående flis enn torke den avgående masse. Dersom det finnes flisvask i prosessen, bor flisen befris fra vedhengende vann for den underkastes torking. Vil man torke den forvarmede flisen, bor dette gjores med overopphetet damp, slik at flisens temperatur kan bibeholdes ved innmatningen i raffinoren.

Flis som har et torrstoffinnhold på 60% eller hdyere, kan forvarmes direkte med damp og innmates i raffinoren. Men det er generelt fordelaktig å justere torrstoffinnholdet ved kompressesjon etter forvarming, slik at et torrstoffinnhold

på ca. 60% ved en flistemperatur på loo°C blir sikkerstilt.

Hvis flis med dette torrstoffinnhold og temperatur defibreres

ved 165°C, kan 2oo kg bakvann på 13o°C og 12o kg tettningsvann på 65°C tilfores raffinoren pr. tonn masse og herved erholdes et sluttprodukt med et torrstoffinnhold på 67 - 68%, bortsett fra tilsatt bakvann, ved en massekonsentrasjon i raffinoren på ca. 55%.

Det er viktig at flisens gjennomvarming og basning gjennom-

fores effektivt, da avvanningen understøttes av dette. Forvarmingen av flisen foregår på enkleste måte ved å lede

damp direkte gjennom et passende tykt flisesjikt. Herved må dampen overvinne et visst mottrykk, som dog ikke behbver å overstige noen meter vannsoyle. Foregår defibreringen under trykk, avblåses massen til atmosfærisk trykk via en cyklon.

Hvis dampen skal utnyttes for forvarming av flis, må den ha

et så hoyt trykk at motstanden i flissjiktet overvinnes.

Man kan da enten la cyklonen arbeide under et mindre mottrykk, eller også blåse dampen med en ventilator eller kompressor gjennom flissjiktet.

For å belyse viktigheten av hoy torrstoffsubstans-innhold i den fremstilte massen, kan det nevnes at med en masse med 60% torr-stof f innhold kan ca. 3oo kg frisk vann pr. tonn masse tilfores massesuspensjonen uten at det opp<å>står overskudd på bakvann. Hvis massen holder 65% torrstoffinnhold, kan ca.

45o kg vann tilfores.

Ved defibrering av flis i en atmosfære av damp, utloses en del av vedsustansen ved oppkommende hydrolyse. Mengden av utlost substans beror vesentlig på temperaturen og kan begrenses ved å defibrere ved moderate temperaturer. Imidlertid kan man begrense utløsningen ytterligere ved å hoyne massens pH ved defibreringen, hvilket passende kan gjores ved å tilsette basiskt reagerende bestanddeler, f.eks. oksyder, hydrater eller karbonater av kalsium, ved innmatningen av flisen. Meng-dene varierer med tresorter, men er normalt små, 1 - 2 kg CaO pr. tonn torrtenkt masse.

I helt lukkede bakvannssystem ved f.eks. fremstilling av harde fiberplater kommer konsentrasjonen av utlost vedsubstans i bakvannet til å bli av samme størrelsesorden som den prosentuelle utlosningen av veden. Det er derfor viktig at man så langt som mulig forhindrer utlosningen av organisk substans og dermed får et bakvann med lavest mulig innhold av opploslige substanser.

Det vannet som eventuelt avgår ved sammenpressning av flisen

kan i det minste delvis anvendes for flisvasking som spritvann ved formingen etc. eller som tettningsvann.

Foreliggende metode gir, ved fremstilling av fiberplater ifolge den våte metoden med et helt lukket bakvannssystem folgende fordeler:

1. ingen torking av masse etter defibrering.

2. Torking av fLis kan unngås.

3. Ved utmatning av massen kan frigjort damp utnyttes for gjennomvarming av flisen til loo°C. 4. Overskudd av vann i flisen fjernes lett uten at det blir anvendt ekstra varme. 5. Dersom raffinoren arbeider under trykk blir det gjort en vesentlig innsparing av frisk damp som tilfores raffinoren. I mange tilfelle bor ca. 5o% innspares. 6. Masse med et torrstoffinnhold opp til 65 - 7o% kan fremstilles uten risiko for overopphetning av fibrene i malesonen. Massens torrstoffinnhold er da beregnet uten hensynutil det tilforte bakvann. 7. Minskede investerings- og driftskostnader i sammenligning med en torking av masse resp. flis med anvendelsen av damp eller ulike brenselstoffer. Vedlagte tegninger viser skjematisk et anlegg gjort passende for gjennomfbringen av fremstillingsmåten. Denne anskueliggjor sirkulasjonssystemet for bakvann og flisens forbehandling ved basning med damp og folgende avvanning ved mekanisk pressing i samband med flisens innmatning i raffinoren. Flisen blir fort til tårnet 2 med transportoren 1, der den blir baset med damp som blir avdratt fra cyklonen 12 og med ventilatoren 13 og ledningen 3 tilfores tårnet 2. Den varme flisen blir frem-matet via risten 4 og utmateren 5 til transportoren 6 som forer flisen til skruepressen 7 i hvilken flisen blir justert til passende torrstoffinhold ved avpressing av vann og blir inn-matet gjennom en forvarmer 35 og via en skrutransportor 36 i rafinnoren 8, som arbeider ved en temperatur på 165°C og et damptrykk på 7 ato. Eventuelt avpresset vedvann blir bortledet gjennom ledningen 9 for flisvasking etc. Fersk damp blir tilfort raffinoren gjennom ledningen lo og samtidig tilfores raffinoren avpassede mengder bakvann fra tanken 19 ved hjelp av pumpen 2o og ledningen 22 etter forst å ha passert varme-veksleren 21 og er blitt oppvarmet til 13o°C. Den i raffinoren 8 ferdige masse blir avblåst gjennom ledningen 11 til cyklonen 12, hvorifra frigjort damp fores til tårnet 2. Den i cyklonen 12 fraskilte masse, transporteres via skruen 14 og den steile tilforselsrennen 15 til massebingen 16, til hvilken samtidig bakvann tilfores fra tanken 19 med pumpen 18 gjennom ledningen 17. Den ferdige massesuspensjonen pumpes med pumpen 23 gjennom ledningen 24 til formingsmaskinen 25, fra hvilken avrennende bakvann oppsamles i kassen 26 og ledes til tanken 19. Det våte arket 27 fores til varmepressen 28 og avvannes mekanisk -til 5o% torrstoffinnhold og slutt-torkes under varme og trykk til det ferdige produkt 29. Avpresset bakvann samles opp i kassen 3o og ledes til tanken 31, hvorifra bakvannet transporteres med pumpen 32 gjennom ledningen 33 til tanken 19. Gjennom ledningen 34 tilfores formingsmaskinen en begrenset mengde ferskvann eller avpresset vann som spritvann.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av fiberplater ifølge den våte metoden og med lukket bakvannssystem, i hvilket inngår i tur og orden defibrering av flis i en raffinør i en atmosfære av mettet damp ved 100 - 200°C og tilsvarende damptrykk, oppslemming av det defibrerte materialet i som transportvæske tjenende bakvann, forming av våtark fra oppslammingen, mekanisk fraskilling og tilbakeføring av bakvann til oppslammings-trinnet, samt til slutt tørking ved fordampning av vann, karakterisert ved at damp frigjøres fra det defibrerte materialet og flisen forvarmes ved atmosfæretrykk med den frigjorte dampen, så avvannes den dampoppvarmede flisen til et tørrstoffinnhold på minst 50 %, deretter føres den således oppvarmede og avvannede flisen til raffinøren og samtidig ledes bakvannet fra våtarkene til raffinøren for å minimalisere overopphetning av fibermaterialet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at flisen før defibreringstrinnet ved mekanisk sammenpressing befries for så mye vann at det nevnte tørrstoff-innhold oppnås.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at flisen for innmatningen i raffinoren forvarmes med damp til en temperatur på 9o - loo°C.

4. Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 4, karakterisert ved at flisens mekaniske sammenpressing for justering av dens vanninnhold skjer i samband med innmatning i raffinoren.

5. Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 5, karakterisert ved at bakvannet som tilfores raffinoren for justering av massekonsentrasjonen i denne, forvarmes til en temperatur mellom loo - 17o°C.

6. Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 6> karakterisert ved at ved defibrering ved atmosfærisk trykk blir frigjort damp blåst ved hjelp av ventilator eller kompressor gjennom flissjiktet som skal forvarmes.

7. Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 7, karakterisert ved at ved defibrering under damptrykk avblåses masse og damp under så stort mottrykk at den frigjorte damp kan overvinne mottrykket ved dampens passasje gjennom flissjiktet som skal forvarmes.

8. Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 8 r karakterisert ved at ved flisens mekaniske sammenpressing avgående vann i det minste delvis tilbakeføres til prosessen, f.eks. ved flisvasking eller som spritvann etc.

9# Fremgangsmåte ifolge ett av kravene 1 - 9, karakterisert ved at flisen delvis befris for vann innen den forvarmes, komprimeres og innmates.