NO164045B - Forbasning og luftvasking av flis. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for behandling av finfordelt fibret cellulosemateriale av den art som fremgår av ingressen til de etterfølgende selvstendige krav.

Behovet for forvarming og fjerning av luft fra flis har vært gjenkjent omtrent fra den tiden at den første kontinuerlige koker ble konstruert.. I tidlige utførelser av matesystem for hydrauliske kokere, ble. det anvendt en horisontal forbasningsbeholder med en indre skrue for å transportere flisen gjennom beholderen- Innløpet til beholderen var utstyrt med en roterende sluseventil som opprettholdt en trykktetning ved innløpet, og damp ble tilført til bunnen av beholderen. Beholderen ble operert ved et trykk på omkring 10,3x10 4 til 13,8 N/m 2, som skaper en temperatur på 121°C i beholderen. Luft pluss noe damp, ble tatt ut fra toppen av beholderen. Tiden for flisen å passere gjennom beholderen var i størrelsesorden 3 til 5 minutter.

Etterhvert som kokesystemer økte i størrelse, nådde den horisontale skruetypen dampbeholder sin praktiske dimensjonsgrense. For tiden blir hoveddelen av forbasningen av flisen gjort i flisbingen som forutgår flisdosereren og forutgår trykk-materen til den horisontale basningsbeholder. Et typisk system for forbasning av flis i flisbingen er vist i US-patent nr. 4.124.440.

Med mesteparten av basningen som for tiden gjøres i flisbingen, blir den horisontale basningsbeholder i moderne anlegg av

store dimensjoner, nå brukt til å fjerne luft fra den innkomm-ende flis, og for å opprettholde et overtrykk på lavtrykksiden av den roterende høytrykksmateren.

Dersom luften ikke fjernes fra flisen før den entrer den hydraulisk fylte kokeren, vil flisen tendere å flyte, og det vil opp-stå flisopphengning av flissøylen i kokeren. Damp innført til flisen i den horisontale basningsbeholder bevirker fjerning av luft fra flisen.

Det er også nødvendig at brå fordampning av lut til damp ikke oppstår i høytrykksmateren, siden hvis det oppstår medfører det vannslag i flismaterens sirkulasjonsledninger, med mange uønskede konsekvenser. Dampen som innføres i den horisontale basningsbeholder opprettholder således et overtrykk på omkring 10,3x10 4 N/m 2, som vanligvis er tilstrekkelig til å forhindre brå fordampning i høytrykksmateren.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse, blir oppvarming og fjerning av luft fra flisen i en papirmasseproduksjonsprosess utført på en måte som har et antall av fordeler overfor konvensjonelle tidligere kjente systemer. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse, utføres forbasning av flisen på en separat og adskilt måte fra fjerningen av luft fra flisen, og fjerning av luft utføres således mer effektivt. Utøvelsen av den foreliggende oppfinnelse reduserer også forbruket av lavtrykksdamp, reduserer kapitalinvesteringene for systemer med 700+tonn/dag (hvilke er de som vanligvis bygges i dag), eliminerer lavtrykksmateren som i dag vanligvis brukes mellom flisbingen og den horisontale beholder. Temperaturen i flisslammet i lut matet av høytrykksmateren til kokeren er også lavere enn i konvensjonelle systemer, og skaper mindre mulighet for brå fordampning i høytrykksmateren, og overtrykket for å forhindre brå fordampning er skaffet hydraulisk.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en fremgangsmåte og et apparat av den innledningsvis nevnte art. som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken til de etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselv-stendige krav.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for på effektiv måte å behandle finfordelt cellulosefibret materiale, og lignende, for å bevirke oppvarming og/eller fjerning av luft fra dette. Dette og andre formål med den foreliggende oppfinnelse vil komme klart frem fra en studie av den detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen, og fra de vedlagte krav.

Figur 1 er en skjematisk snittskisse sett fra siden, med noen komponenter vist i projeksjon, av et eksemplifisert system for å utøve en eksemplifisert fremgangsmåte i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

figur 2 er detaljskisse i tverrsnitt tatt langs linjen 2-2 i figur 1,

figur 3 er et forstørret riss i tverrsnitt av dampinnførings-rørledningen og tilknyttede rør vist i figurene 1 og 2, og

figur 4 er et skjematisk sideriss i snitt av en toppdel av en kontinuerlig koker som kan forbindes til apparatet ifølge figur 1.

Et eksemplifisert apparat for å utøve fremgangsmåten i samsvar med den foreliggende oppfinnelse er vist i figur 1. Basiskomp-nentene av oppfinnelsen innbefatter en innretning for å base treflis (eller lignende findelt cellulosefibret materiale), slik som en vertikal forbasningsbeholder 10, innretninger for å effektuere fjerning av luft fra flisen, slik som den horisontale beholder 12 for fjerning av luft, og innretninger for å passere den oppvarmede, flisen fjernet for luft til en kontinuerlig koker 13 (se figur 4), slik som den konvensjonelle høytrykks-overføringsinnretningen 14.

Den vertikale basningsbeholder 10 innbefatter en beholderkappe 16, og innretninger for å mate lavtrykksdamp til sponet C i kappen 16. Slike innretninger tar fortrinnsvis form av et antall i hovedsak jevnt, radielt i avstand anbragte dyser 17 til 28

(se figur 2) inntil bunndelen av beholderen 10, og en i hovedsak sentralt ragende rørledning 29, anordnet vertikalt ved en mont-eringsmekanisme 30 i beholderen 10. Plassert i rørledningen 29

er et antall av jevnt, radielt i avstand anbragte dampintroduk-sjonsrør 31-38, hvor hver har en åpning (slik som en åpning i en

r sidevegg av denne samsvarende til en lik åpning i rørledningen 29) plassert ved i hovedsak det samme vertikale nivå som dysene 17-28.

En transportinnretning for flis, vist generelt ved henvisningsnummeret 39 i figur 1 (hvilken kan innbefatte et transportbånd, vifte eller lignende) mater flis gjennom den sentrale hylse 40

i toppen av kappen 16, og gasser ved toppen av beholderen 10

blir fjernet gjennom rørledningen 41 ved en utslippsvifte 42 eller lignende. Ved bunnen av beholderen 10, er det anordnet en konvensjonell vibrerende uttømmingsmekanisme "VibraBin" for å fluidisere flisen og å lette strømmen av denne til beholderen 12.

Den vibrerende utslippsmekanismen er vist kun skjematisk i figur

1 og vist ved henvisningsnummeret 43.

Innretninger er anordnet for å mate damp til dysene 17-28

og rørene 31-38 for å bevirke korrekt basning av flisen C i bingen. En slik mateinnretning innbefatter fortrinnsvis innretninger for å mate dampen slik at damp som introduseres ved en av dysene 17-28 strømmer i hovedsak den samme radielle linje (dvs. med i det vesentlige den samme horisontale vektor) i beholderen 10 samtidig som damp samtidig blir innført av et rør 31-38. I dette henseende, se de dampinnførende retnings-piler som forløper fra dysen 17 i figur 1, som er en i hovedsak radiell linje med dampintroduksjonspiler som strømmer ut fra den sentrale rørledning 29 i figur 1. Se også dampintroduksjonspilene som strømmer ut fra dysen 23 i fig. 2, som er i hoved-.sak radielt på linje med dampintroduksjonspilene som strømmer ut fra røret 31 i figur 2. Ved å innføre damp på en slik måte påfølger uniform behandling siden damp fra enhver dyse eller rør kun behøver å trenge gjennom en avstand på halve radien av beholderen, og siden dampintroduksjonen blir sekvensmessig beveget rundt omkretsen av beholderen 10 fra dyse til dyse og

rør til rør, sikres ytterligere ensartethet.

Fortrinnsvis innbefatter innretningen- for å mate damp til dysene 17-28 og rørene 31-38 et par synkroniserte roterende ventilmek-anismer 45, 46.

Ventilen 45, som vist tydeligst i figurene 1 og 2, innbefatter

et hus 47 med et flertall av utløpsporter 48 uniformt -og radielt i avstand anbragt langs periferien av denne, har en inngangsport 49, og en plugg 50 montert for rotasjon i huset 47. Pluggen 50

innbefatter en utskjæring 51 deri for å skape kommunikasjon mellom innløpet 49 og en (eller flere) av utløpsrørledningene 48. Hver av rørledningene 48 er forbundet til en av dysene 17-28, som tydeligst sees i figur 2. Ettersom pluggen 50 dreier tilfører den,langs omkretsen,sekvensmessig damp til dysene 28

i retning med urviseren.

Pluggen 50 blir drevet av et drivverk og en motorenhet 52, som fortrinnsvis driver pluggen 50 ved omkring 1-4 rpm. En aksel 53 sammenbinder drivverket 52, pluggen 50 og pluggen 54 av ventilinnretningen 46.

Ventilinnretningen 46 er i hovedsak identisk med ventilinnretningen 45, med unntak for antallet av utgangsrørledninger 55

og den bueformede utstrekning av utskjæringen 56 i pluggen 54.

I utførelsen vist i figurene 1-3, er det forsynt åtte rør 31-38, og korresponderende åtte utløpsporter 55, mens tolv dyser 17-28 er anordnet, og korresponderende tolv utgangsporter 48. Hver av utgangene 55 er forbundet til en av rørene 31-38.

Utskjæringene 51, 56 i pluggene 50, 54 er synkronisert slik at sentrene av disse er i hovedsak 180° fra hverandre, slik at damp blir tilført til flisen C på den måten indikert ved pilene i figurene 1 og 2.

Beholderene 10 og 12 blir operativt sammenkoblet med en i hovedsak vertikalt anbragt første huggerrenne 58. En konvensjonell flismåler 59 er forsynt for å dosere flis fra beholderen 10 til huggerrennen 58, men i apparatet i samsvar med foreliggende oppfinnelse er det ikke behov for en konvensjonell lavtrykks-mater. I huggerrennen 58, blir flisen blandet med væske hvilke blir tilført gjennom innløpet 60, og et væskenivå 61 blir eta-blert ved struping - gjennom strupeventilen 62 - av utgangen fra luttappepluggen 63 i ledningen gjennom pumpen 64.

Huggerrennen 58 blir forbundet til beholderen 12 ved den første ende 64 av denne, og fortrinnsvis en sil 65 er forsynt i beholderen 12 vertikalt under huggerrennen 58, med en rørledning 66 ragende fra silen 65 som er operativt forbundet til en pumpe 67. Huggerrennen 58, pumpen 67, tappeanordningen 63, og inngangen 60 skaper en i hovedsak vertikalt anbragt resirkulasjons-sløyfe som skaper for innblanding av væske med flis.

Beholderen 12 er i hovedsak horisontalt anbragt, med en i hovedsak horisontal akse 68-68. Fortrinnsvis er en roterbar skrue 69, roterbar ved motoren 70, anbragt i beholderen 12, og er koaksiell med aksen 68.

Ved den andre enden 71 av beholderen 12, er det anordnet en utgang for flisen som er blandet i væsken. Denne utgang innbefatter et utløpsrør 72 som rager nedad fra bunnen av beholderen 12, og forbundet til en andre i hovedsak vertikal huggerrenne 73, hvor huggerrennen 73 i sin tur er forbundet ved bunnen av denne til høytrykksmateren 14. Huggerrennen 73 innbefatter en del av den konvensjonelle lavtrykkssirkulasjonssløyfen av høytrykks-materen 14, innbefattende lavtrykkspumpen 74, og returrørled-ningen 75. Huggerrennen 73 blir hydraulisk fylt hele tiden, og hele søylen av væske fra væskenivået 61 skaper et væsketrykk tilstrekkelig til å gi overføringsinnretningen 14 overtrykk (f.eks., tilveiebringe 10,3x10 4 N/m 2 overtrykk for å forhindre brå fordampning).

I beholderen 12, blir flis fjernet for luft mens den blir ledet og mekanisk satt i bevegelse, ved skruen 69. Dette utføres hydraulisk, ved å bruke samletanken 76, og bunn og toppsiler 77, 78, hvor silene 77 og 78 er i hovedsak parallelle med aksen 68. Fortrinnsvis er hver av silene 77, 78 bueformede og dekker omtrent en fjerdedel av omkretsen av flisbanen som strømmer i hovedsak horisontalt gjennom beholderen 12. Kompo-nentene er konstruert slik at flisen typisk har en oppholdstid på omkring 60 sekunder i beholderen 12.

Væske fjernet for luft blir introdusert ved rørledningen 79 i bunnen av samletanken 76, og passerer oppad gjennom'silene 77, 78 i hovedsak på tvers av aksen 68 (som indikert ved pilene i figur 1), og passerer ut av toppen av beholderen 12 under påvirkning av pumpen 80. Væsken som passerer gjennom flisen fjerner luft fra flisen og erstatter den med væske. Fluid blir pumpet ved pumpen 80 og innbefatter således både luft og væske, og den blir passert til en konvensjonell luft og væskeseparator, slik som én konvensjonell sentrifugalseparator 81. I separatoren 81 blir væsken fjernet for luft, og væsken fjernet for luft blir pumpet ved pumpen 82 til rørledningen 79. Gassen blir adskilt fra væsken ved separatoren 81 og ventilert oppad inn i rørledningen 83, som fortrinnsvis blir ventilert til toppen av beholderen 10, eller - som vist ved stiplede linjer i figur 1 - blir ventilert ved pumpen 84 eller lignende til atmosfæren, en gassrenseinnretning, eller lignende.

Typisk under utøvelsen av.den foreliggende oppfinnelse, er temperaturen til flisen og luten i huggerrennen 73 mellom omkring 96,1°C til 101,7°C (som sammenlignet med omkring 110°C til 112,8°C vanligvis). Dette kombinert med omkring 10,3xl0<4> N/m<2> hydraulisk overtrykk, forhindrer brå fordampning i innretningen 14.

Høytrykkspumpen 85 tilknyttet overføringsinnretningen 15 pumper flis inn i høytrykkslinjen 86, som går til toppen av den kontinuerlige koker 13. Enhver egnet kontinuerlig koker 13 kan anvendes. I figur 4, er kokeren 13 som vist en koker vist i søknad under behandling med serienummer 583.856 inngitt 27. feb-ruar 1984. En slik koker 13 har en overføringsventil 87 tilknyttet denne, og en væskereturledning 88 til inngangssiden av pumpen 85. Frisk kokelut blir tilført til innløpssiden av pumpen 85 gjennom ledningen 89 ved pumpen 90.

For sikkerhetsformål, kan et sikkerhetssystem 92 (figur 1) bli fors ynt for å beskytte flismåleren 59 og beholderen 10 hvis det skulle - av en eller annen grunn - bli et tilbakeslag av væske gjennom beholderen 12 og inn i huggerrennen 58. Systemet 92 sørger for overstrømning av væske før den når flismåleren 59.

I utøvelsen av fremgangsmåten i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, blir flis matet via transportøren 39 til toppen av forbasningsbeholderen 10, og danner en søyle deri.

Lavtrykksdamp blir kontinuerlig innført i beholderen

10 på en vekslende, sekvensmessig måte langs omkretsen ved over-føringsventiler 45, 46 som tilfører damp gjennom dyser 17-28 og rør 31-38. Dampen blir jevnt fordelt gjennom beholderen 10, og skaper jevn og uniform oppvarming av flisen.

Etter basning, blir flisen fluidisert ved vibratoren 43, og tilmålt ved måleren 59 inn i huggerrennen 58, hvori den blir blandet i væsken. En kontinuerlig sirkulasjonssløyfe for den blandede væske er skapt ved pumpen 67, tappeanordningen 63 og inngangen 60, etc. Flisen blir overført ved en roterbar skrue 69 i hovedsak i en horisontal retning langs aksen 68-68. Mens i beholderen 12, blir flisen utsatt for en krysstrøm av væske frigjort for luft som blir introdusert gjennom rørledningen 79 og silene 77, og tilbaketrukket gjennom silen 78 ved pumpen 80. Den tilbaketrukne væske blir fjernet for luft i sentrifugal-separatoren 81, og passert tilbake til rørledningen 79 i en resirkulasjonssløyfe.

Den oppvarmede flis fjernet for luft - ved en temperatur mellom omkring96,1°C-101,7°C - blir sluppet ut fra beholderen 12 gjennom huggerrennen 73 i lavtrykkssløyfen av materen 14, og blir overført under påvirkning av høytrykkspumpen 85 til toppen av kokeren 13. I kokeren 13 blir konvensjonell impregnering, koking og vasketrinn, etc. utøvet for til sist å fremstille papirmasse.

Således vil det sees at på en enkel måte, med mindre kapital-investeringer og med større effektivitet enn i tidligere kjent teknikk, er det blitt tilveiebragt en fremgangsmåte og anordning for oppvarming og fjerning av luft fra flis før koking av denne. Mens oppfinnelsen er blitt vist heri og beskrevet i hva som for tiden er antatt å være den mest praktiske og foretrukne utførelse av denne, vil det være åpenbart for fagmannen at mange modifikasjoner kan gjøres av denne innenfor oppfinnelsens ramme, hvilke ramme er samsvarende med den bredeste fortolkning av de vedlagte krav for på den måten å omslutte alle ekviva-lente fremgangsmåter og innretninger.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for behandling av finfordelt fibret cellulosemateriale før koking av dette, innbefattende kontinuerlig og sekvensmessig å utføre følgende trinn: (a) oppvarming av materialet ved å utsette det for lavtrykksdamp i et første trinn; (b) fjerning av luft fra det oppvarmede materialet; og (c) føring av det oppvarmede, luftvaskede materialet til et koketrinn; karakterisert ved at trinnet (b) utøves på en måte adskilt fra nevnte oppvarming, og uten innføring av tilleggsvarme, i et andre trinn, i avstand fra det første trinn og ved å innblande materialet i væsken umiddelbart etter trinnet (a); føring av materialet innblandet i væsken i en forutbestemt første bane; og sirkulering av den luftvaskede væske i en andre bane hovedsakelig på tvers av den første bane og til kontakt med materialet som strømmer i den første bane for å bevirke fjerning av luft fra dette.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet (c) utøves ved å mate det luftvaskede materialet fra den første bane til et væskefyllt lavtrykks-innløp for en høytrykks overføringsanordning, og transporter-ing av materialet med høytrykks-overføringsanordningen til koketrinnet, og at en tilstrekkelig hydraulisk høyde opprettholdes ved det væskefylte lavtrykksinnløp av høy-trykks-overføringsanordningen slik at hurtigfordampning ikke oppstår i høytrykks-overføringsanordningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der det anvendes en vertikal forbasningsbeholder med et antall dyser jevnt, radielt avstandsplassert rundt dens omkrets, og et sentralt rør med et antall jevnt, radielt avstandsplasserte fluidinnførings-rør; karakterisert ved at trinnet (a) utføres ved: selektivt å innføre lavtrykksdamp på en sekvensmessig måte til dysene og rørene slik at strømnings-retningen for dampen innført gjennom en dyse ved ethvert gitt tidspunkt er generelt i den samme linjære retning som dampen innført gjennom et rør ved det samme tidsøyeblikk, og at dysene og rørene gjennom hvilke dampinnføringen skjer blir kontinuerlig endret på en omkretsmessig sekvensiell måte.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den første bane er i hovedsak horisontal, og den andre bane er i hovedsak vertikal ved krysningen med den første bane; karakterisert ved trinnet av å mekanisk agitere materialet når det strømmer i den første bane; og at trinnet (b) ytterligere utøves ved å føre den luftvaskede væske i den andre bane i en lukket resirkuleringssløyfe, og bevirke luftvasking av væsken mens det resirkulerer i nevnte resirkuleringssløyfe.

5. Apparat for behandling av finfordelt materiale, innbefattende en vertikal dampbeholder (10); innretninger (45,17) for innføring av lavtrykksdamp inn i den vertikale dampbeholder (10); en første vertikalt forløpende renne (58) operativt forbundet i den øvre ende til den vertikale dampbeholder (10); en hovedsakelig horisontalt forløpende beholder (12) med en hovedsakelig horisontal akse (68), og med material-befordringsmidler (69) plassert i denne, karakterisert ved at den første vertikale renne (58) er operativt forbundet i sin bunn til en første ende (44) av den hovedsakelig horisontale beholder (12); innretninger for sirkulering av væske gjennom den hovedsakelig horisontalt forløpende beholder (12) i en retning hovedsakelig vinkelrett til aksen (68) av den hovedsakelig horisontale beholder (12), hvilke innretninger innbefatter silinnretninger (78) plassert i beholderen (12) og som forløper hovedsakelig parallelt med dens akse (68); en andre renne (73) innbefattende en hovedsakelig vertikalt forløpende utslippsrenne som forløper hovedsakelig nedad fra en andre ende (71) av den horisontale beholder (12); og en høytrykks overføringsanordning (85) operativt forbundet til den andre renne (73).

6. Apparat ifølge krav 5,karakterisert ved at innretningene for å sirkulere væsken hovedsakelig vinkelrett til aksen (68) av den hovedsakelig horisontale beholder (12) innbefatter en resirkuleringssløyfe, og en luft/væskeseparer-ende innretning (81) plassert i sløyfen for å fjerne luft fra væsken som sirkulerer i sløyfen.

7. Apparat ifølge krav 5,karakterisert ved at innretningene for å innføre lavtrykksdamp i den vertikale dampbeholder (10) innbefatter: et antall jevnt, radielt avstandsplasserte dyser (17-28) anordnet rundt omkretsen av den vertikale beholder (10) inntil dens bunn; et sentralt forløpende rør (29) plassert vertikalt i den vertikale beholder (10), og som innbefatter et antall rør (31-38) deri, der hvert rør har en dampinnføringsåpning tlldannet i røret ved hovedsakelig det samme nivå som den vertikale posisjon for dysene, hvilke rør (31-38) er i hovedsak jevnt, radielt avstandsplassert; og innretninger (45) for å mate damp til dysene (17-28) og nevnte rør (31-38) slik at damp innføres i en dyse samtidig som damp innføres i et rør slik at dampen som strømmer gjennom dysene (17-28) strømmer med hovedsakelig den samme horisontale vektor som dampen som strømmer fra røret (31-38).

8. Apparat ifølge krav 5,karakterisert ved en roterbar skruemater plassert i beholderen og som er roterbar omkring beholderens akse.