NO150924B - Fremgangsmaate for toerking av masse av ved - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til tørking av masse av ved.

Britisk patent nr. 888.845 beskriver en fremgangsmåte

til tørking av masse av ved hvorved massen bringes i kontakt med luft ved en temperatur i området 300-550°C og luften og massen underkastes turbulens inntil luften befinner seg ved en tempera-

tur i området 90-120°C. Turbulensen frembringes i en tørker omfattende relativt motsatt roterende elementer som glir inn i hverandre ved dreing. Tørkeren oppbryter også agglomererte bunter av trefibre i massen.

Fremgangsmåten som beskrives i ovennevnte patent har den potensielle ulempe at masse som blir tilbake i tørkeren kan overoppvarmes og starte en brann i tørkeren. Patentets fremgangsmåte er oftest benyttet for tørking av masse fremstilt ved en kjemisk kokeprosess. Det har oppstått brann ved tørking av denne massen og det er sannsynlig at brannfaren blir større ved tørking av masse fremstilt ved en termomekanisk kokeprosess slik som beskrevet i norsk patent nr. 145.921.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å redusere brannfaren når tremasse tørkes i forbindelse med en slik fremgangsmåte.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for tørking av masse av ved omfattende: (i) oppvarming av luft i en brenner til en temperatur i området 300-600°C ved brenning av et brennstoff i luft,

(ii) føring av den oppvarmede luft i kontakt med massen av

ved og underkastelse av luften og massen for turbulens i en tørker som innbefatter relativt motsatt roterende elementer som griper inn i hverandre ved dreiing slik at tørkede fibre av masse av ved er suspendert i luften som kommer fra tørkeren, (iii) separering av de tørkede fibre av masse av ved fra luften, og (iv) resirkulering av således separert luft fra de tørkede fibre av masse av ved til brenneren,

og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at 55-75 volum-% av

den således separerte luft resirkuleres til brenneren slik at den luft som føres til brenneren, omfatter 14-25 colum-% frisk luft og 86-75 volum-% resirkulert luft, idet den friske luften får slippe separat til brenneren slik at den luft som først kommer i kontakt med brennstoffet, er hovedsakelig frisk luft og idet andelen av frisk luft og resirkulert luft er slik at den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen, har et oksygeninnhold under 10 volum-% og et fuktighetsinnhold over 30 volum-%.

Brennstoffet som anvendes i brenneren er fortrinnsvis olje eller gass. Noe oksygen i luften forbrukes ved brenning av brennstoffet, slik at oksygeninnholdet i luften som passerer fra brenneren og i kontakt med massen, nedsettes. Ettersom denne luft resirkuleres til brenneren, vil dens oksygeninnhold progres-sivt senkes til en stabil likevektsverdi.

Ved oppstarting av foreliggende fremgangsmåte kan det være foretrukket å resirkulere oppvarmet luft til brenneren inntil oksygeninnholdet befinner seg ved det ønskede nivå på mindre enn 10 volum-% før den bringes 1 kontakt med massen av ved. Det foretrukne oksygeninnhold i luften målt idet den kommer i kontakt med massen, er fra 3 til 8 volum-%, hvilket forhindrer brenning av massen i tørkeren.

Den tilveiebrakte turbulens i tørkeren er fortrinnsvis slik at temperaturen i den oppvarmede luftstrøm faller til en verdi i området 100-150°C iløpet av ett sekund ved kontakt med massen. En slik tørker dispergerer fibrene av massen av ved vesentlig jevnt i luften slik at en suspensjon av tørre tremassefibre i luft kommer ut av tørkeren.

Massen inneholder før tørkingen fortrinnsvis 40-

7 5 vekt-% vann basert på vekten av våtmasse. Massen kan være masse fremstilt ved en kjemisk, mekanisk eller termomekanisk kokeprosess. Trematerialet blir vanligvis behandlet ved en lavere konsistens og deretter presset for å fjerne noe fuktighet, skjønt masse fremstilt ved en termomekanisk kokeprosess i en raffineringsanordning med dobbel skive kan føres direkte til tørkeren.

De tørre massefibrene kan separeres fra suspensjonen

i luft i konvensjonelle apparater, f.eks. i en cyklonseparator. Luften som kommer ut av cyklonseparatoren oppdeles i to strømmer. En strøm resirkuleres til brenneren og den andre føres ut til om-

givelsene, eventuelt etter at dens varmeinnhold er tatt vare på. Andelen av luft som resirkuleres, er . i området 55-

75% når tørkesystemet drives slik at det opprettholdes et jevnt oksygennivå ved kontakten mellom luft og masse.

Det bør påsees at luften som kommer i kontakt med brennstoffet i brenneren har et høyt nok oksygeninnhold til å opprett-holde forbrenning. Frisk luft blir fortrinnsvis ført separat til brenneren slik at luften som først kommer i kontakt med brennstoffet, vesentlig bare er frisk luft, hvori brennstoffet brenner. Den friske luften omfatter som nevnt 14-25% av den totale luft som inntas i brenneren..

Den resirkulerte luft inneholder fuktighet ekstrahert

fra tremassen. Dette kan overraskende være fordelaktig i tørke-prosessen. Vanndampen har en høyere spesifikk varme pr. volum-enhet enn luft; og dette betyr at mindre fuktighet er nødvendig i forhold til tremasse enn det som ville være nødvendig dersom tørr luft ved samme temperatur ble benyttet. Et høyere gjennom-

løp av masse av ved kan derfor oppnås, f.eks. opptil 25% høyere der-

som fuktighetsinnholdet i den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen,er 50 volum-%. Fuktigheten i luften reduserer dessuten ytterligere brannfaren. Fuktighetsinnholdet i den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen er over 30

volum-%. Dersom fuktighetsinnholdet i luften er mindre enn 30 volum-%, reduseres brannfaren ved oksygenkonsentrasjoner på fra 8 til 10 volum-% i den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen, men blir ikke vesentlig eliminert med mindre oksygen-konsentrasjonen er under 8 volum-%. Dersom fuktighetsinnholdet i den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen er større enn 30 volum-%, blir brannfaren vesentlig eliminert ved alle oksygenkonsentrasjoner under 10 volum-%.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under hen-visning til den medfølgende tegning som representerer et skjematisk sideriss, delvis i snitt, av et apparat for tørking av tremasse i forbindelse med foreliggende fremgangsmåte.

Apparatet omfatter generelt en brenner 1, en høyturbulens-tørker 2 og en cyklonseparator 3.

Brenneren har et brennstoffinntak 4 som ender i en stråle-dyse 5, et inntak 6 for resirkulert luft og et inntak for frisk luft. Dysen 5 og friskluftsinntaket 7 har sine åpninger i et indre "hus 8 slik at luften som kommer i kontakt med brennstoffet ved dysen 5 i det vesentlige bare utgjøres av frisk luft. Utløpet 9 i brenneren leder til tørkeren 2.

Tørkeren 2 omfatter en aksel 11 som bærer en rotor 12 og en vifte 13 som har radielle skovler 14. Rotoren 12 har tenner 15 beliggende i konsentriske sirkler på en av dens flater. En ytterligere rekke tenner 16 rager ut fra huset 17 i tørkeren 2

i konsentriske sirkler beliggende mellom sirklene av tenner 15.

Brennerutløpet 9 slutter seg til en masseinntakskanal

19 før gjennomgang i en innløpsåpning 20 til det indre av huset 17 i tørkeren 2. Forbindelse mellom rotorkammeret 21 og viftekammeret 22 oppnås ved en åpning 23. Utløp fra viftekammeret 22

skjer via en passasje 24 som leder til cyklonseparatoren 3.

Cyklonseparatoren 3 er av konvensjonell konstruksjon og har et utløp 26 for tørket tremasse og et utløpsrør 27 for den utseparerte luft. Utløpsrøret 27 forenes med to rør 29,30,

idet røret 29 står i forbindelse med den omgivende atmosfære. Røret 30 leder til inntaket for en vifte 31 som resirkulerer en del av den luft som kommer ut av utløpsrøret 27 til inntaket 6

i brenneren 1 via et rør 32.

Foreliggende fremgangsmåte illustreres ved følgende eksempler:

Eksempel 1

Under anvendelse av et apparat i likhet med det som er vist på tegningen, ble brenneren 1 regulert slik at 96,6 m^ luft pr. minutt ved 450°C passerte gjennom uttaket 9. Masse av ved med et innhold av faststoffer pa 50% ble ført til tørkeren 2 via inntaket 19 i en mengde på 890 kg pr. time (våtbasis). Temperaturen på luften som kom ut av utløpskanalen 24 i tørkeren 2, var omkring 120°C.

Luften som passerte langs utløpsrøret 27 ble oppdelt i

to strømmer i rørene 30 og 29 i et forhold på 2,0:1. Andelen av resirkulert luft og frisk luft som kom inn i brenneren 1 gjennom inntakene 6 og 7, var 5,6:1, beregnet på volum. Oksygeninnholdet i luften som kom ut gjennom uttaket 9 i brenneren 1, var 4 volum-%.

Tørr, dunaktig tremasse ble oppnådd uten forkulling eller brenning.

Eksempel 2

I et forsøk i stor målestokk under anvendelse av et apparat i likhet med det som er vist på tegningen, ble masse av ved med et faststoffinnhold på 4 5% tilført tørkeren i en mengde på 7 600 kg pr. time (våtbasis). Luft med en temperatur på 4 50°C

ble ført gjennom uttaket i brenneren i en mengde på 760 m^ pr. minutt. Temperaturen på luften som kom ut fra tørkeren, var 120°C.

Luft som passerte i uttløpsrøret 27 fra cyklonseparatoren ble oppdelt i to strømmer i rørene 30 og 29 i et forhold på 1,5:1, respektivt. Andelen av resirkulert luft og frisk luft som kom inn i brenneren var 4,6:1, beregnet på volum. Oksygeninnholdet i luften som kom ut fra utløpet i brenneren, var 8 volum-%.

Tørr, dunaktig masse ble fremstilt uten forkulling

eller brenning.

Eksempel 3

I dette eksempel ble tendensen for tørr masse til å brenne i forskjellige atmosfærer testet. Like stykker av tremasse ble plassert i midten av et rør med en diameter på 2 cm og en lengde på 65 cm. Luft ble ført gjennom røret i en mengde på 9,4 4 1 pr. minutt, mens røret ble oppvarmet i en ovn ved 475°C. Massen ble observert gjennom det åpne utløp på røret og gløding og gnistdannelse i massen ble notert. Dette forsøk representerer en hard test beregnet for å simulere den situasjon man har når masse uventet setter seg fast i tørkeren. Resultatene vises i nedenstående tabell.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for tørking av masse av ved omfattende : (i) oppvarming av luft i en brenner til en temperatur i området 300-600°C ved brenning av et brennstoff i luften, (ii) føring av den oppvarmede luft i Kontakt med massen av ved og underkastelse av luften og massen av ved for turbulens i en tørker omfattende relativt motsatt roterende elementer som griper inn i hverandre ved dreiing slik at tørkede fibre av masse av ved er suspendert i luften som kommer ut fra tørkeren, (iii) separering av de tørkede fibre av masse av ved fra luften, og (iv) resirkulering av således separert luft fra de tørkede fibre av masse av ved til brenneren, karakterisert ved at 55-75 volum-% av den således separerte luft resirkuleres til brenneren slik at den luft som føres til brenneren omfatter 14-25 volum-% frisk luft og 86-75 volum-% resirkulert luft, idet den friske luften føres separat til brenneren slik at luften som først kommer i kontakt med brennstoffet/hovedsakelig er frisk luft,og idet andelen av frisk luft og resirkulert luft er slik at den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen, har et oksygeninnhold under 10 volum-% og et fuktighetsinnhold over 30 volum-%.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen, har et fuktighetsinnhold på over 30 volum-%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den oppvarmede luft som kommer i kontakt med massen, har et oksygeninnhold under 9 volum-% og et fuktighetsinnhold over 40 volum-%.