SE0500751A1 - Matning av finfördelat fibermaterial - Google Patents

Abstract

Förfarande och system för att mata finfórdelat fiberrnaterial till etffbehandlingskärl (11). Istället för en s.k. högtrycksmatare' används en hö gtryckspumpanordning bestående av en ellerflera centrifllgalpurnpar (251, 251) av spiralskruvtyp. »

Description

ÄWAPATENT AB Kontor/HandläggareStockholm/Gunnar Henningsson/MPT ANDRITZ INC Ansökningsnr Vår referens SE-21018422 9 l (_ MATNING AV FINFÖRDELAT FIBERMATERIAL Uppfinningen hänför sig till system för matning av finfördelat cellulosahaltigtfiberrnaterial till ett behandlingskärl, såsom en kontinuerlig kokare. Uppfinningenförenklar minskar dramatiskt antalet komponenter som behövs jämfört med tidigareteknik.

US-patenten 5,476,572, 5 635 025, 5 622 598 och 5 766 418 representerar det förstagenombrottet på över fyrtio år i tekniken att mata fintördelat cellulosahaltigtfibermaterial till ett behandlingskärl. Dessa patent visar flera utföranden för att mataen kokare genom att bl.a. använda en suspensionspump, som marknadsförs avAndritz Inc., Glens Falls, NY, under varumärket Lo-Levelm-matarsystem. Såsombeskrivs i dessa patent, blir systemet som behövs betydligt enklare och mindre då endylik pump används för att mata en suspension till en högtrycksmatare, och driftenoch underhållet blir enklare. Tidigare system som använder en högtrycksmatare, t.ex.en High-Pressure Feeder, som saluförs av Andritz Inc., men utan en dylik pump,skiljer sig inte väsentligt från de system som har sålts och byggts sedan 40- och 50-talet.

Föreliggande uppfinning avser en förbättring av systemen som visas i ovannämndapatent. Föreliggande uppfinning eliminerar helt behovet av mataranordningar, såsomen High-Pressure Feeder, genom att utnyttja en högtryckspumpanordning för attöverföra en suspension av fmfördelat cellulosahaltigt fiberrnaterial direkt till ett behandlingskärl, såsom en kokare.

Reaktionen av kokkemikalier med finfördelat cellulosahaltgt fiberrnaterial för attproducera kemisk massa kräver temperaturer mellan 140 - l80°C. Emedanvattenlösningarna av kemikaliema som används för att behandla materialet skullekoka vid dessa temperaturer, utförs kemisk massakokning kommersiellt typiskt i tryckkärl under ett övertryck av åtminstone ca 10 bar (ca 150 psig). För att 2upprätthålla detta tryck, speciellt vid utförande av en kontinuerlig kokningsprocess, måste speciella åtgärder yidtagas för att trycket inte skall försvinna då materialetinmatas i tryckkärlet. Enligt tidigare teknik användes för detta ändamål en s.k. High-Pressure Feeder. Denna matare är en för ändamålet konstruerad anordninginnehållande en rotor försedd med fickor som tjänar som ett medel för överföring aven materialsuspension från ett lågt tryck till ett högt tryck och samtidigt fungerar somen ventil som förhindrar förlust av trycket. Denna komplicerade och dyra anordninghar länge ansetts vara en nödvändig komponent för inmatning av suspensioner avfinfördelat cellulosahaltigt material i trycksatta kärl, typiskt vid en förhöjd temperatur, speciellt i kontinuerliga kokare.

Enligt uppfinningen åstadkoms ett system som ersätter High-Pressure Feeder - som iöver fyrtio år har ansetts vara nödvändig för kontinuerlig kokning - vilket i hög grad förenklar en massafabriks uppbyggnad.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning innefattar ett system för framställning avkemisk massa av finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial, såsom vedflis, följandekomponenter: ett basningskärl i vilket finfördelat celluosahaltigt fiberrnaterial basasför att avlägsna luft ur detta; ett trycksatt vertikalt behandlingskärl med ett inlopp fören suspension av finfördelat cellulosahaltigt fiberrnaterial i dess övre del och ettutlopp i dess nedre del; och en tryckgenererande mataranordning för trycksättning aven suspension av material från basningskärlet och överföring av denna tillbehandlingskärlets inlopp, vilken tryckgenererande mataranordning består av en eller flera högtryckssuspensionspumpar belägna nedanför behandlingskärlets övre del.

Nämnda en eller flera pumpar innefattar företrädesvis en första och en andrahögtryckssuspensionspump anordnade i serie, som vardera har ett tryckvärde, ettinlopp och ett utlopp, varvid den första pumpens inlopp står i fiinktionsmässigförbindelse med basningskärlet, den första pumpens utlopp står i funktionsmässigförbindelse med den andra pumpens inlopp och den andra pumpen har ett högretryckvärde än den första pumpen. Suspensionspumpama kan utgöras av centrifugalpumpar av spiralskruvstyp, som är kapabla att trycksätta en suspension lO 3med en relativt hög halt av fast material (i ett eller flera steg) till ett tryck av åtminstone ca 5 bar övertryck.

En typisk måttenhet som anger den relativa mängden fast material i en suspensioninnehållande fast material och vätska är det s.k. Vätske/fastämnesíörhållandet. I dennaansökan avser detta förhållande förhållandet mellan mängden, dvs. volymen, vätskaoch mängden, dvs. volymen, massa eller vedmaterial som transporteras. Typiskakonventionella vätskepumpar av centrifugaltyp är begränsade till pumpning avvätskor med en halt av fast material av högst 3 %. Denna halt av fast materialmotsvarar ett vätske/fastämnesförhållande av ca 33. I suspensionspumpen enligtuppfinningen är vätske/fastämnesförhållandet hos suspensionen som pumpas typiskt 2- 10, företrädesvis 3 - 7 och allra helst 3 - 6. Suspensionspumparna enligtuppfinningen transporterar suspensioner med en mycket högre halt av fast material än vad en konventionell pump kan hantera.

En vätskeåterföringsledning kan vara förenad med behandlingskärlets övre del, sominnehåller vätska som avskilts ur suspensionen i övre ändan av behandlingskärletÅterföringsledningen kan stå i (företrädesvis en kontinuerlig kokare). funktionsmässig förbindelse med ett inlopp eller ett utlopp i en avSuspensionspumparna, antingen direkt eller indirekt. Vätskeåterföringsledningen ärföreträdesvis ansluten till en tryckreduceringsanordning för reducering av vätskanstryck i återföringsledningen innan vätskan förs till suspensionspumpens inlopp ellerutlopp. Tryckreduceringsanordningen kan vara av olika slag, såsom ettavspänningskärl och/eller en tryckregleringsventil i återföringsledningen eller annankonventionell konstruktion för effektiv reducering av trycket i en ledning utan attpåverka vätskan ogynnsamt. När ett avspänningskärl används är vätskeutloppet frånavspänningskärlet förenat med inloppet i den första suspensionspumpen och ångan som alstras i avspänningskärlet kan användas i ett basningskärl.

Alternativt kan tryckreduceringen åstadkommas eller till och med undvikas genom attman använder en strålpump som utnyttjar den trycksatta återföringsledningen som sinkälla för trycksatt vätska. En strålpump kan användas tillsammans med en eller flera av suspensionspumparna för att transportera suspension till kokaren. lO w Ett konventionellt flissçhakt liksom även andra alternativa komponenter ärföreträdesvis anordnat mellan basningskärlet och nämnda åtminstone ensuspensionspump, varvid basningskärlet är beläget ovanför flisschaktet ochflisschaktet ovanför suspensionspumpen/ama. Suspensionspumpen/arna är typisktbelägna på ett avstånd av åtminstone ca 10 meter (30 fot) nedanför kokarens övre ända och typiskt mer än ca 15 meter (ca 50 fot) nedanför.

Då högtrycksmataranordningen bortlämnas är det önskvärt att utnyttja andraanordningar för att bibehålla en av högtrycksmatarens funktioner, nämligen attförhindra tryckavlastning ifall ett onormalt funktionstillstånd skulle uppstå.Högtrycksmataranordningen förhindrar nämligen typiskt tillbakaströmning av vätskafrån kokaren till matarsystemet. Anordningen som förhindrar tryckavlastning enligtföreliggande uppfinning är företrädesvis åtskild från nämnda åtminstone ensuspensionspump, även om i vissa fall suspensionspumparnas inlopp eller utlopp kanvara konstruerade så att de förhindrar tryckavlastning. Anordningama som förhindrartryckavlastning kan innefatta en automatisk avskiljningsventil isuspensionsledningarna som leder suspension från pumpama till behandlingskärletsövre ända och återföringsledningen från behandlingskärlet, varvid ett konventionelltstyrorgan är förenat med avskiljningsventilerna, som styr dem med hjälp av trycketsom avkänns av en detektor ansluten till suspensionsledningen som matar suspensiontill behandlingskärlets övre ända. Anordningarna som förhindrar tryckavlastning kanäven innefatta en backventil i suspensionsledningen och/eller andra ventiler,behållare, detektorer, regleranordningar eller liknande hydrauliska, mekaniska eller elektriska komponenter som är kapabla att förhindra tryckavlastning.

Ett system som inbegriper uppfinningen kan även innefatta anordningar för att ökavätskeflödet till den andra suspensionspumpens inlopp eller till någon annan pumpeller mataranordning, såsom en vätskeledning innehållande vätska med ett lägre tryckän trycket i den andra suspensionspumpens inlopp, en ledning mellanVätskeledningen och inloppet och en vätskepump i ledningen. Vätskeledningen kanutgöras av återföringsledningen från behandlingskärlet och ledningen kan vara direkt förenad med återföringsledningen. Vätskeåterföringsledningen kan vara förenad med lO 5ett avspänningskärl såsom ovan beskrivits och ledningen kan vara förenad med avspänningskärlets vätskeutlopp.

Ett förfarande för matning av fmfördelat cellulosahaltigt fiberrnaterial till övre ändanav ett behandlingskärl med utnyttjande av ett system enligt uppfinningen kaninnefatta följ ande steg: (a) materialet basas för att avlägsna luft ur detta och uppvärrnamaterialet. (b) materialet suspenderas i en koklut för att åstadkomma en suspensionav vätska och material; och (c) suspensionen trycksätts till ett tryck av åtminstone 5bar övertryck nedanför behandlingskärlets övre ända (t.ex. åtminstone 9 meter eller30 fot, företrädesvis åtminstone 15 meter eller 50 fot, nedanför denna) och trycksattmaterial överförs till behandlingskärlets övre ända, varvid trycksättningssteget beståri att suspensionen påverkas av en eller flera högtryckssuspensionspumpar, av vilka åtminstone en första är en centrifugalpump av spiralskruvstyp.

Ett sådant förfarande kan innefatta ytterligare steg där: (d) vätska som avskilts ursuspensionen i behandlingskärlets övre ända återförs till den åtminstone ena pumpen;och (e) trycket i suspensionen avkänns medan den överförs till behandlingskärletsövre ända och suspensionsflödet till behandlingskärlets övre ända och återföringen avsuspension från behandlingskärlets övre ända stängs av om det avkända trycketunderstiger ett förutbestämt värde. Det kan även finnas ett ytterligare steg (f) därvätskan avspänningsförångas då det återförs vid utförandet av steget (d) för att producera ånga, och ångan används vid utförandet av steget (a).

I konventionella massafabriker kan det cellulosahaltiga materialet, typiskt barrvedeller lövved, men även cellulosahaltigt material av annat slag kan förekomma,tillföras i olika fonner. Det kan t.ex. tillföras som sågspån, som flis, som stockar, somlånga kvistade träd (dvs. långved) eller även som hela träd (dvs. helträd). Beroende påvedtillförselns cellulosakälla förvandlas veden typiskt till flis så att den kan hanterasoch behandlas i en kokningsprocess. S.k. flishuggar omvandlar långveden ellerstockarna till flis som typiskt lagras i öppna flishögar eller i flissilor. Dennamottagning, hantering och lagring av flisen utförs i en avdelning av massafabrikenkallad vedgård. Från vedgården transporteras flisen typiskt till den egentliga massafabriken för att inleda massatillverkningsprocessen.

~«. I konventionella vedgårdar lagras flisen i silor från vilka flisen utmatas, typisktmedelst en roterande eller vibrerande siloutmatningsanordning, till en transportör.Transportören utgörs typiskt av en remtransportör som mottar flisen och för dem tillkokeriets behandlingskärl. Emedan vedgården typiskt är belägen på ett avstånd frånkokerikärlen är transportören typiskt lång. En dylik transportör kan ha en längd avupp till ca 800 m. Behandlingssystem som inte använder Lo-Levelm-matningssystemet, som saluförs av Andritz och är beskrivet i tidigare nämnda US-patent, kräver att transportören är belägen på en högre nivå, typiskt på en höjd avminst 30 m (100 fot), för att mata flisen till det första massatillverkningskärletsinlopp. Dessa transportörer och deras stödkonstruktioner är mycket dyra och utgör en betydande del av kostnaderna för kokeriets matningssystem.

I en utföringsform utvidgas konceptet att transportera en suspension av flis till vedgården. Transport av finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial till enkokningsprocess kan bestå av följande steg: (a) Obehandlad flis inmatas i ett förstakärl. (b) Suspenderingsvätska inmatas i det första kärlet för att bilda en suspension avmaterial och vätska. (c) Suspensionen utmatas från kärlet till inloppet av åtminstoneen tryckgenererande och transporterande anordning. (d) Suspensionen trycksätts i en tryckgenerande och transporterande anordning och överförs till ett behandlingskärl.

Det första kärlet är typiskt en flissilo eller -binge. Denna binge har företrädesvis ettutlopp med endimensionell konvergens utan omröring eller vibration, såsomDIAMONDBACK®-bingen som beskrivs i US-patentet 5,000,083, även om omröringeller vibration kan användas. Bingen kan även ha två eller flera utlopp som matar tvåeller flera transportanordningar. Kärlet kan arbeta vid ett högre än atmosfäriskt tryck,t.ex. 0,1 - 5 bar. Om kärlet arbetar vid ett högre än atmosfariskt tryck behövs entryckavskiljningsanordning av något slag vid kärlets inlopp för att förhindraavlastning av trycket. Denna anordning kan utgöras av en avskiljningsanordning avstjärntyp, såsom en Low-Pressure Feeder eller Air-Lock Feeder som saluförs avAndritz, eller en matare av skruvtyp med tätningsförrnåga såsom beskrivs i US- patentet 5 766 418. 7Suspensionsvätskan kan bestå av någon i massafabriken tillgänglig vätska, såsomfärskvatten, ångkondensat, kraftvitlut, svartlut, grönlut eller sulfilut eller någon annanvätska härrörande från kokningsprocessen. Vätskan kan utgöras av en uppvärmdvätska, t.ex. varmvatten eller ånga med en temperatur av 50 - 100°C. Om kärlet är etttrycksatt kärl kan vätsketemperaturer över l0O°C användas. Vätskan kan, även omdetta inte är nödvändigt, innehålla åtminstone någon aktiv kokkemikalie, t.ex.natriumhydroxid (NaOH), natriumsulfid (NAZS), polysulfid, antrakinon eller deras motsvarigheter eller derivat.

Den tryckgenererande och transporterande anordningen i stegen (c) och (d) utgörsföreträdesvis av en eller flera suspensionspumpar. Transportsystemet kan äveninnehålla ett eller flera lagrings- eller utjämningsbehållare samt transportanordningar.Nämnda en eller flera transportanordningar kan inkludera åtminstone en anordningmed avgasningsförmåga så att icke-önskvärd luft eller gas kan avlägsnas ursuspensionen. Under transporten kan flisen bli utsatt för en behandling av något slag,t.ex. avluftning eller impregnering med en vätska, företrädesvis en vätskainnehållande kokkemikalier, såsom de ovan beskrivna. Suspensionen kan ävenutsättas för åtminstone en tryckvariation under transporten, såsom att trycketförändras från ett första tryck till ett andra, högre tryck och sedan till ett tredje trycksom är lägre än det andra trycket. Såsom beskrivits i US-patenten 4,057,461 och4,743,338, förbättrar tryckvariationen i en suspension av flis och lut impregneringenav flisen med denna lut. Tryckpulsationerna kan åstadkommas genom att varierautloppstrycket i en serie av transportanordningar eller genom reglerad tryckavlastning i suspensionen mellan pumpningarna.

Materialet behöver inte komma i kontakt med vätska i kärlet utan vätskan kaninmatas i detta först i eller nedanför kärlets utlopp medelst en strålpump anordnaddär. Denna vätska är företrädesvis trycksatt så att materialet och vätskan bildar en trycksatt suspension av material och vätska.

Behandlingskärlet i steget (d) kan typiskt utgöras av ett basningskärl enligtbeskrivningen ovan, företrädesvis ett DIAMONDBACK®-basningskärl. Kärlet kan lO 8även utgöras av en lagrings- eller utjämningsbehållare i vilken materialet lagras före behandlingen. Emedan transportprocessen kan kräva extra lut som inte behövs underbehandlingen eller lagringen, kan en urvattningsanordning av något slag varaanordnad mellan transportanordningen och behandlingskärlet. En föredragenurvattningsanordning utgörs av en Top Separator som saluförs av Andritz. Denna TopSeparator kan vara av standardtyp eller en "omvänd" Top Separator. Anordningenkan vara en separat enhet eller vara monterad direkt på behandlingskärlet. Vätskansom avlägsnas från suspensionen medelst urvattningsanordningen återförs till detförsta kärlet eller till transportanordningen för att tjäna som suspenderingsvätska.Vätskan kan även användas någon annanstans där den behövs i massafabriken.Vätskan kan uppvärmas eller avkylas enligt önskan. Vätskan kan t.ex. uppvärmasgenom att bringa det i indirekt värmeväxlingskontakt med någon vann vätskeström,t.ex. en avloppsvätskeström med en temperatur högre än 50°C. Vätskan trycksättsäven typiskt genom att använda en eller flera konventionella vätskepumpar av centriftigaltyp.

Behandlingskärlet i steget (d) kan vara ett basningskärl som matar en eller flera transportanordningar av ovan beskrivna typ.

Matning av flis till en kokningsprocess är inte begränsad till en kemisk massatillverkningsprocess, utan kan utnyttjas i vilken som helst annankokningsprocess där finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial förflyttas från ett ställetill ett annat. Massatillverkningsprocesserna som uppfinningen kan tillämpas påinkluderar samtliga kemiska massatillverkningsprocesser, samtliga mekaniskamassatillverkningsprocesser och samtliga kemimekaniska eller termomekaniska massatillverkningsprocesser för satsvis eller kontinuerlig behandling.

Uppfinningen inte endast minskar storleken av systemet för transport av finfördelatcellulosahaltigt fibermaterial och dess kostnader, men om det finfördelade cellulosahaltiga fibermaterialet behandlas under transporten, kan antalet och storleken av de egentliga behandlingskärlen minskas. Systemet kan t.ex. eliminera behovet av konventionella förbehandlings- eller impregneringskärl före kokaren. Systemet har 9även potential för förbättring av massafabrikens totala energiekonomi. Denna och andra aspekter av uppfinningen framgår av den detaljerade beskrivningen och ritningarna nedan.

Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ettenkelt och effektivt system för matning av suspension av cellulosamaterial till ettbehandlingskärl såsom en kontinuerlig kokare, och att samtidigt åstadkommaförbättrade drifts- och underhållsegenskaper. Detta och andra ändamål meduppfinningen framgår vid genomläsning av den detaljerade beskrivningen av uppfinningen och av de bifogade patentkraven.KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIG. 1 visar ett typiskt system enligt tidigare teknik för matning av en suspension av finfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare; FIG. 2 visar ett annat tidigare känt system för matning av en suspension av finfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare; FIG. 3 visar en typisk utföringsform av ett system för matning av en suspension avfinfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare enligt uppfinningen; och FIG. 4 visar en annan utföringsfomi av uppfinningen.DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Även om systemen som visas och beskrivs i FIG. l - 3 är kontinuerliga kokarsystem,är det underförstått att förfarandet och anordningen enligt föreliggande uppfinningäven kan användas för att mata en eller flera satskokare eller ett impregneringskärlsom är anslutet till en kontinuerlig kokare. De kontinuerliga kokare som visas ochsom kan användas i samband med uppfinningen är företrädesvis kontinuerliga kokare av KAMYR®-typ och kan användas för kraft- (dvs. sulfat-) kokning, sulfitkokning, sodakokning eller motsvarande processer. Specifika kokningsforfaranden och - utrustning som kan utnyttjas inkluderar MCC®-, EMCC®- och Lo-Solids®-processerna och -kokarna som saluförs av Andritz Inc. Styrke- och utbytes-förbättrande medel såsom antrakinon, polysulfid eller deras motsvarigheter eller derivat kan användas i kokningsförfaranden som utnyttjar föreliggande uppfinning.

FIG. 1 visar ett typiskt system 10 enligt tidigare känd teknik for matning av ensuspension av finfordelat cellulosahaltigt fibermaterial, t.ex. barrvedsflis till enkontinuerlig kokares ll övre ända. Kokaren ll innehåller typiskt en lutavdragssil 12vid kokarens inlopp 13 for avdragning av överloppslut från suspensionen ochåterföring till matarsystemet 10. Kokaren 11 innehåller även åtminstone enlutavdragssil 14 for avdragning av avlut under eller efter kokningsprocessen. Kokarenll innehåller typiskt en eller flera ytterligare avdragssilar (inte visade) som kan varaanslutna m1 kskiutscifkulation, såsom en Mcc®-, nMcctß-kskafss koksirkulaiisneller en Lo-Solids®kokares cirkulation med en lutavdragsledning och entílltörselledning for utspädningslut. Koklut, t.ex. kraftvitlut, svartlut eller grönlut kantillsättas i dessa cirkulationer. Kokaren 11 innehåller även ett utlopp 15 for utmatningav den kemiska massa som producerats som kan foras vidare till efterföljande behandling såsom tvättning och blekning.

I matarsystemet 10 enligt tidigare teknik som visas i FIG. 1 imnatas finfördelatcellulosahaltigt fibermaterial 20 i flisbingen 21. Materialet 20 består typiskt avbarrveds- eller lövvedsflis, men finfordelat cellulosahaltigt fibermaterial av annatslag, såsom sågspån, gräs, halm, bagass, kenaf eller jordbruksavfall av annat slag elleren kombination av dessa kan användas. Även om termen "flis" i den följandebeskrivningen används for att hänvisa till det finfördelade cellulosahaltigafiberrnaterialet, är det underförstått att termen inte är begränsad till vedflis utan avser varje form av finfordelat cellulosahaltigt material uppräknad ovan eller liknande.

Flisbingen 21 kan utgöras av en konventionell flisbinge med vibrationsutmatningeller ett DIAMONDBACK®-basningskärl som beskrivs i US-patentet 5,500,083 ochsalufors av Andritz Inc., som inte har vibrationsutmatning utan ett utlopp som uppvisar endimensionell konvergens och sidosläppning. Bingen 21 innehåller en llluftlåsanordning vid sitt inlopp och anordningar för övervakning och reglering av flisnivån i bingen och en,pysventil med styrorgan för reglering av trycket i bingen.Färskånga eller ånga som alstrats genom indunstning av avlut (dvs. avspänningsånga) tillförs typiskt i bingen 21 via en eller flera ledningar 22.

Bingen 21 utmatar typiskt till en doserare 23, t.ex. en Chip Meter som saluförs avAndritz, men anordningar av annat slag, såsom en doserare av skruvtyp kan ävenanvändas. Doseraren 23 utmatar till en tryckavskiljningsanordning 24, såsom en Low-Pressure Feeder som saluförs av Andritz. Tryckavskiljningsanordningen 24 avskiljerdet trycksatta horisontella behandlingskärlet 25 från det väsentligen atmosfäriska trycket som råder ovanför anordningen 24.

Kärlet 25 används för att behandla materialet med trycksatt ånga, t.ex. ånga med etttryck av ca 0,7 - 1,4 bar (10 - 20 psig). Kärlet 25 kan, såsom Steaming Vessel somsaluförs av Andritz, eller innehålla en transportör av skruvtyp. Färsk- avspånningsånga tillförs kärlet 25 via en eller flera ledningar 28.

Efter behandling i kärlet 25 förs materialet till en högtrycksmatare 27, såsom enHigh-Pressure Feeder som saluförs av Andritz. Det basade materialet överförs typiskttill mataren 27 medelst en ledning eller ett schakt 26, såsom ett Chip Chute somsaluförs av Andritz. Uppvännd koklut, t.ex. en blandning av kraftavlut och vitluttillförs typiskt i schaktet 26 via ledningen 29 så att en suspension av material och lutbildas i schaktet 26.

Om systemet enligt den kända tekniken enligt FIG.l utnyttjar ettDIAMONDBACK®-basningskärl som beskrivs i US-patentet 5,000,083, vilketåstadkommer förbättrad basning under atmosfariskt tryck, kan tryckbehandlingskärlet 25 och tryckavskilj ningsanordningen 24 bortlämnas.

Den konventionella High-Pressure Feeder 27 har ett lågtrycksinlopp anslutet tillschaktet 26, ett lågtrycksutlopp anslutet till ledningen 30, ett högtrycksinlopp anslutettill ledningen 33, ett högtrycksutlopp anslutet till ledningen 34 och en rotor försedd med fickor, som drivs av en elmotor med varvtalsreglering och en växel (inte visad). lO l 2Lågtrycksinloppet leder den uppvärmda flissuspensionen från schaktet 26 in i en ficka i rotom. En sil i matarens 27 utlopp 30 håller flisen kvar i rotom, men medger attluten i suspensionen kan strömma genom rotorn för att avlägsnas via ledningen 30och pumpen 31. Då rotorn roterar utsätts flisen som kvarhållits i rotorn förhögtryckslut från pumpen 32 via ledningen 33. Denna högtryckslut rycker med sigflisen från mataren och för den till övre ändan av kokaren 11 via ledningen 34. Närströmmen av flis och lut nått kokarens 11 inlopp avlägsnas från suspensionen viasilen 12 en del av den lut som har använts för att transportera flisen i ledningen 34.Den via silen 12 avdragna överloppsluten återförs till pumpens 32 inlopp vialedningen 35. Luten i ledningen 35, i vilken färsk koklut kan tillsättas, trycksätts ipumpen 32 och förs i ledningen 33 till mataren 27 för att spola ut flisen ur denna.

Flisen som hålls kvar av silen 12 rör sig nedåt i kokaren 11 för fortsatt behandling.

Luten som avlägsnats från mataren 27 via ledningen 30 och pumpen 31 återcirkulerastill schaktet 26 ovanför mataren 27 genom ledningen 36, sandavskiljaren 37,ledningen 38, filtret 39 och ledningen 29. Sandavskiljaren 37 är en avskiljare avcyklontyp för borttagning av sand och andra partiklar från luten. Filtret 39 är enstatisk silanordning som avlägsnar överloppslut från ledningen 38 och för det genomledningen 39' till en nivåbehållare 40 för att lagras där. Lut som lagrats i behållaren40 återförs till kokarens övre ända via ledningen 41, pumpen 42 (dvs.ersättningslutpumpen) och ledningen 43. Färsk koklut kan även tillsättas i ledningarna 41 och 43.

FIG. 2 visar ett annat system 110 enligt tidigare teknik för matning av flis till enkokare. Systemet använder processer och utrustning som beskrivs i US-patenten5,476,572, 5 635 025 och 5 622 598. Denna utrustning och processerna som deutnyttjar saluförs under varumärket Lo-Levelm av Andritz. De komponenter i FIG. 2som är identiska med de som visats i FIG. l har betecknats med sammahänvisningssiffror. De komponenter som är liknande eller utför liknande funktioner som de som visats i FIG. 1 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 men försedda med prefixet "1". 13Liksom i systemet enligt FIG. l inmatas flis 20 i basningskärlet 121 där den utsätts för ånga som irnnatas via ledningen 22. Kärlet 121 utmatar till doseraren 123 ochsedan till ledningen 126, som företrädesvis utgörs av en Chip Tube som saluförs avAndritz. Koklut inmatas typiskt i röret 126 via ledningen 55, som liknar ledningen 29i FIG. 1. Emedan kärlet 121 företrädesvis utgörs av ett DIAMONDBACK®-basningskärl enligt US-patentet 5,000,083, behövs ingen tryckavskiljningsanordning24 eller trycksatt basningskärl 25 som i FIG. 1 i detta system enligt tidigare teknik.Såsom visats i US-patentet 5,476,572 används en högtryckssuspensionspump 51 sommatas av ledningen 50 för att transportera flisen till mataren 27 via ledningen 52, istället för att utmata suspensionen av flis och lut direkt till mataren 27. Flisen förs viapumpen 51 till kokaren 11 medelst mataren 27 på liknande sätt som beskrivits och visats i samband med FIG. 1.

Systemet enligt FIG. 2 behöver förutom pumpen 51 inte pumpen 31 i FIG. 1 för attföra suspensionen till mataren 27. Pumpen 51 ger den drivkraft som behövs för attföra luten genom mataren 27, ledningen 30, sandavskiljaren 37, filtret 39 och ledningen 129 till nivåbehållaren 53 för lut.

Nivåbehållarens 53 funktion beskrivs i US-patentet 5 622 598. Behållaren 53säkerställer en tillräcklig tillförsel av lut till pumpens 51 inlopp, via ledningen 54.Behållaren kan även tillföra lut till röret 126 via ledningen 55. Lutbehållaren 53 gördet även möjligt för operatören att förändra lutnivån i matarsystemet så att lutnivån,om så önskas, kan höjas till doserarens 123 eller till och med till bingens 121 nivå.

Denna möjlighet beskrivs även i US-patentet 5 635 025.

FIG. 3 visar en föredragen utföringsform av ett matarsystem 210 enligt föreliggandeuppfinning som ytterligare förenklar de i FIG. 1 och 2 visade matarsystemen enligttidigare teknik. I den föredragna utföringsfonnen som visas i FIG. 3 harhögtrycksmataren, komponenten 27 i FIG. 1 och 2, eliminerats. I stället för att mataflis till mataren 27 med hjälp av tyngdkraften i schaktet 26 i FIG. 1 eller via pumpen52 i FIG. 2 används åtminstone två högtryckssuspensionspumpar 251, 251' för atttransportera suspension till kokarens ll inlopp. De komponenter i FIG. 3 som är väsentligen identiska med de som visats i FIG. 1 och 2 har betecknats med samma l 4hänvisningssiffror. De komponenter som är liknande eller utför liknande fimktioner som de som visats i FIG. loch 2 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 och 2 men försedda med prefixet "2".

Liksom i processen enligt FIG. 1 och 2 inmatas flisen 20 enligt föreliggandeuppfinning i basningskärlet 221. Flisen inmatas företrädesvis medelst en tätadhorisontell transportör såsom visas i US-patentet 5 766 418. Basningskärlet 221 ärföreträdesvis ett DIAMONDBACK®-basningskärl enligt US-patentet 5,000,083, somtillförs ånga via en eller flera ledningar 22. Basningskärlet 221 är typiskt försett medkonventionella övervaknings- och regleringsanordningar samt entryckavlastningsventil (visas inte). Kärlet 221 utmatar basad flis till doseraren 223som såsom ovan beskrivits kan utgöras av anordning av rotortyp med fickor, såsom en Chip Meter, eller en anordning av skruvtyp.

I en utföringsform av uppfinningen utmatar doseraren 223 direkt till ledningen ellerschaktet 226. I en alternativ utföringsform kan en tryckavskiljningsanordning, såsomen avskiljningsanordning av rotortyp med fickor, som visas med prickade linjer vid224, tex. en konventionell Low-Pressure Feeder, vara anordnad mellan doseraren 223226. schaktet 226 tryckavskiljningsanordningen 224 är väsentligen atmosfäriskt, kan trycket i schaktet och schaktet Även om trycket i även utan226 med en tryckavskiljningsanordning 224 ligga mellan 0,07 - 3,5 bar (1 och 50psig), men är företrädesvis 0,3 - 1,7 bar (5 - 25 psig) och helst 0,7 - 1,4 bar (10 - 20psig). Koklut tillsätts såsom ovan beskrivits i schaktet 226 (se ledningen 226' i FIG.3) så att en suspension av flis och lut bildas i schaktet 226 med en detekterbar nivå(inte visad). Suspensionen i schaktet 226 utmatas via ett krökt utlopp 250 tillpumpens 251 inlopp. Inmatningen av suspension i pumpens 251 inlopp utökas typisktgenom ett lutflöde från behållaren 253 via ledningen 254 såsom beskrivits i US- patentet 5 622 598.

Pumpen 251 utgörs av en högtryckssuspensionspump av centrifugaltyp medspiralskruv, såsom en "Hidrostal"-pump från Wemco, Salt Lake City, Utah. Pumpen kan alternativt utgöras av en suspensionspump från Lawrence Company. Trycket vid 1 5pumpens 251 inlopp kan varierafrån atmosfäriskt tryck till 3,5 bar (50 psig) beroende på om en tryckavskiljningsanordning 224 används eller inte.

I den föredragna utföringsforrnen som visas i FIG. 3 utmatar pumpen 251 tillpumpens 251' inlopp. Pumpen 251' är företrädesvis av samma typ som pumpen 251med samma eller ett högre tryckvärde. Om två pumpar används är trycket som alstrasi pumpens 251' utlopp typiskt 10 - 27,5 bar (150 - 400 psig) (dvs. 105 - 280 metereller 345 - 920 fot vattenpelare) men företrädesvis ca 14 - 21 bar (200 - 300 psig)(140 - 210 meter eller 460 - 690 fot). Om det är nödvändigt kan lutmängden isuspensionen utökas med lut från behållaren 253 via ledningen 56 och vätskepumpen57. Även om utföringsforrnen som visas i FIG. 3 innehåller två pumpar, kan alternativt enenda eller tre eller flera pumpar i serie eller parallellt användas. I så fall ärutloppstrycket från denna ena pump eller från den sista pumpen företrädesvis detsamma som utloppstrycket från pumpen 251' ovan.

Den trycksatta, typiskt uppvärmda, suspensionen utmatas från pumpen 251' tillledningen 234. Ledningen 234 för suspensionen till den kontinuerliga kokarens 11inlopp. Överloppslut i suspensionen avdras via silen 12 på konventionellt sätt.Överloppsvätskan återförs till matarsystemet 210 via ledningen 235, företrädesvis tilllutbehållaren 253 för att användas för suspendering i ledningen 250 via ledningen254. Luten i ledningen 235 kan föras genom en sandavskiljare 237 om så önskas.Denna sandavskiljare kan vara konstruerad för trycksatt eller trycklös drift beroende på det önskade driftssättet.

Till skillnad från systemen enligt den tidigare tekniken, som utnyttjar en High-Pressure Feeder (27 i FIG. 1 och 2) som använder trycket hos luten som återförs vialedningen 35 som en väsentlig del av metoden att föra flisen från High-PressureFeeder till kokaren 11 vätskeburen, är det inte väsentligt för utförandet avföreliggande uppfinning att den trycksatta återcirkulationsvätskan 235 återförs tillpumparnas 251, 251' inlopp. Tryckenergin i flödet i ledningen 235 kan användas var som helst i fabriken där den behövs. I en föredragen utföringsform utnyttjar 16Föreliggande uppfinning emellertid trycket i ledningen 235 för att minimera pumparnas 251 och 251' energibehov så långt det är möjligt.

Hur trycket i återföringsledningen 235, typiskt ca 10 - 27,5 bar (150 - 400 psig),utnyttjas beror på hur matarsystemet 210 fungerar. Om kärlet 226 arbetar trycklöst -vid väsentligen atmosfariskt tryck - måste den trycksatta luten som återförs iledningen 235 återföras till ett väsentligen atmosfäriskt tryck innan den inmatas iledningen 250. Ett sätt att göra detta är att använda en tryckregleringsventil 58 och entryckmätare 59 i ledningen 235. Öppningen i ventilen 58 regleras så att ettförutbestämt tryck råder i ledningen 235 nedströms om ventilen 58. Lutbehållaren253 måste dessutom vara konstruerad så att det fungerar som ett avspänningskärl såatt den varma trycksatta luten i ledningen 235 snabbt fórångas för att bilda enångkälla i kärlet 253. Ångan kan bl.a. användas i kärlet 221 via ledningen 60. I enföredragen utföringsform används den trycksatta luten i ledningen 235 emellertid föratt utöka flödet från pumpen 251', t.ex. via ledningen 61 och pumpen 62. Trycket iledningen 235 kan även användas för att utöka flödet mellan pumparna 251 och 251' iledningen 252 via ledningen 63, med eller utan pumpen 64 (en backventil kan i vissafall användas i stället för pumparna 62, 64 eller dessutom). Genom att återanvända en del trycket i ledningen 235 kan pumparnas 251 och 251' energibehov minskas.

Värmet hos luten i ledningen 235 kan även bringas i värrneväxlingskontakt med en eller flera andra vätskor i massafabriken som behöver uppvärrnas.

Pumparna 251, 251' kan användas tillsammans med en strålpump för att öka trycket ipumparnas inlopp eller utlopp. En strålpump kan även användas som ett medel förinmatning av vätska i flisen. En strålpump kan t.ex. vara anordnad i utloppet av ellerunder kärlet 226 och vätska först inmatas i flisen medelst denna strålpump.Strålpumpen kan innefatta en öppning av venturityp i en eller flera av ledningarna250, 252 och 234 i vilken en trycksatt vätskeström inmatas. Den trycksatta vätskankan erhållas från vilken som helst disponibel källa, men tas företrädesvis frånledningen 235 uppströms om ventilen 58. En som exempel anförd strålpump visasschematiskt vid 70 i FIG. 3. lO 17En av High-Pressure Feederns 27 uppgifter i FIG. 1 och 2 är att fungera som en avstängningsventil för att förhindra att trycket försvinner i utrustningen ochtransportledningarna, t.ex. ledningarna 34 och 35 i FIG. l, om någon avmatarkomponenterna skulle krångla eller strejka. I matarsystemet enligt föreliggandeuppfinning finns det alternativa medel för att förhindra förlust av trycket på grund avuppstådda fel eller funktionsbrister. FIG. 3 visar t.ex. en envägs- (back-) ventil 65 iledningen 234 för att förhindra att ett trycksatt flöde strömmar tillbaka till pumpen251 eller 251'. Konventionella automatiska (tex. solenoidstyrda) avskiljningsventiler66 och 67 är dessutom anordnade i respektive ledningar 234 och 235 för att avskiljade trycksatta ledningarna 234, 235 från resten av matarsystemet 210. I ett föredragetfunktionsalternativ är en konventionell tryckströmställare 68 anordnad nedströms ompumpen 251' i ledningen 234. Strömställarens 68 uppgift är att övervaka trycket iledningen 234 så att det konventionella styrorganet 69 automatiskt isolerar kokaren11 från matarsystemet 210 genom att stänga ventilerna 66 och 67 om trycket avvikerfrån ett förutbestämt värde. Ventilerna kan även vara anordnade att automatisktstänga då en flödesriktningsdetektor avkänner en omkastning av flödesriktningen i ledningen 234. Även om de ovan beskrivna anordningarna för förhindrande av tryckavlastningföredras, kan andra arrangemang av ventiler, detektorer, indikatorer, alarm eller liknande användas för att förhindra väsentlig sänkning av trycket i kokaren 11. Även om systemet 210 företrädesvis används tillsammans med en kontinuerlig kokare11 kan det även användas tillsammans med andra vertikala behandlingskärl med etthögre än atmosfäriskt tryck (typiskt ett tryck av åtminstone ca 10 bar övertryck) med ett övre inlopp, såsom ett impregneringskärl eller en satskokare.

FIG. 4 visar en ytterligare utföringsform av uppfinningen där flistransportskonceptethar utvidgats från matningssystemet för en kokare till matning från en massafabriksvedgård. FIG. 4 visar ett system 510 för matning av ñnfördelat cellulosahaltigtmaterial till en massatillverkningsprocess. Systemet består av ett delsystem 410 för inmatning av flis från vedgården i systemet 510 och ett delsystem 310 för behandling 18och matning av flis till kokaren ll. Delsystemet 310 är väsentligen identiskt med systemet 210 som visats i FIG. 3.

De komponenter i FIG. 4 som är väsentligen identiska med de som visats i FIG. 1 - 3har betecknats med samma hänvisningssiffror. De komponenter som är liknande ellerutför liknande funktioner som de som visats i FIG. 1 - 3 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 men försedda med prefixct "3".

Vedgården i konventionella massafabriker kan tillföras ved av olika form såsom ovanbeskrivits. Veden eller annat cellulosahaltigt fibermaterial omvandlas typiskt till flisoch lagras i öppna flishögar eller flislagringssilon. I FIG. 4 visas ett flisförrådbestående av en flishög 80. I ett föredraget utförande transporteras flisen från högen80 eller något annat förråd med konventionella medel, t.ex. en transportör eller enfrontlastare (inte visad) och inmatas 20 i kärlet 81. Detta kärl kan utgöras av ettDIAMONDBACK®-kärl eller ett konventionellt lagringskärl. Kärlet 81 kan arbetavid ett högre än atmosfariskt tryck, t.ex. 0,1 - 5 bar. Om kärlet arbetar vid ett högre änatmosfariskt tryck kan en tryckavskiljningsanordning (inte visad) av något slag varaanordnad vid kärlets inlopp för att förhindra avlastning av trycket. Anordningen kanutgöras av en avskiljningsanordning av stj ärntyp, såsom en Low-Pressure Feeder ellerAir-Lock Feeder som saluförs av Andritz eller en matare av skruvtyp med tätningsförmåga såsom beskrivits i US-patentet 5 766 418.

Vätska, t.ex. fårskvatten, ånga, vätska innehållande kokkemikalier, inmatas i kärlet 81via en eller flera ledningar 82 för att bilda en suspension av vätska och flis ochåstadkomma en detekterbar vätskenivå i kärlet 81. Anordningar för övervakning ochreglering av vätskenivån och flisnivån i kärlet 81 kan vara anordnade. Vätskan kanutgöras av en uppvärmd vätska, t.ex. varmvatten eller ånga med en temperatur av 50 -100°C. Om kärlet 81 är ett trycksatt kärl kan vätsketemperaturer av över 100°Canvändas. Vätskan innehåller företrädesvis men inte nödvändigtvis åtminstone någonaktiv kokkemikalie, t.ex. natriumhydroxid (NaOH), natriumsulfid (NagS), polysulfid, antrakinon eller dess motsvarigheter eller derivat. 19Från kärlet 81 utströmmar suspensionen till suspensionspumpens 85 inlopp via ledningen 84. Utströmningen från kärlet 81 kan effektiveras med hjälp av enutmatningsanordning 83. Suspensionsflödet i ledningen 84 kan även effektiverasgenom tillförsel av vätska via ledningen 82'. Pumpen 85 kan utgöras av ensuspensionspump av ovan beskrivet slag. t.ex. en Wemco- eller Lawrence-pump ellerliknande eller en suspensionstransportanordning av annat slag. Trots att endast enenda pump 85 visas, kan flera än en pump eller liknande anordning användas för atttransportera suspensionen via ledningen 86 till kärlet 321. Suspensionstransporten vialedningen 86 kan innehålla en eller flera lagrings- eller utjämningsbehållare (intevisade). Nämnda en eller flera pumpar 85 innehåller åtminstone en anordning medavgasningsförmåga så att icke önskvärd luft eller gas kan avlägsnas frånsuspensionen. Trycket i ledningen 86 är beroende av antalet pumpar och andratransportanordningar som används och hur högt och hur långt suspensionen skalltransporteras. Trycket i ledningen 86 kan variera från ca 0,3 till över - 35 bar (ca 5 till över 500 psig).

Under transporten kan flisen även utsättas för en behandling av något slag, t.ex.avluftning eller impregnering med en väska, företrädesvis en vätska innehållandekemikalier såsom de som ovan beskrivits. Suspensionen kan även utsättas föråtminstone en tryckvariation under transporten, såsom att trycket förändras från ettförsta tryck till ett andra, högre tryck och sedan till ett tredje tryck som är lägre än detförsta trycket. Såsom beskrivits i US-patenten 4,057,461 och 4,743,338, förbättrartryckvariationen i en suspension av flis och lut impregneringen av flisen med dennalut. Tryckpulsationema kan åstadkommas genom att variera utloppstrycket i en serieav transportanordningar eller genom reglerad tryckavlastning i suspensionen mellan pumpningarna.

Suspensionen i ledningen 86 inmatas i kärlets 321 inlopp. Även om kärlet som visatsär ett behandlingskärl, dvs. ett basningskärl, kan det även vara ett lagringskärl, ettimpregneringskärl eller till och med en kokare. Emedan transporten i ledningen 86typiskt kräver överloppsvätska åtminstone i någon mån, som inte behövs underbehandlingen eller lagringen, måste en urvattningsanordning av något slag vara anordnad mellan transportanordningen och behandlingskärlet. En föredragen urvattningsanordning utgörs av en Top Separator som saluförs av Andritz. Denna TopSeparator kan vara av standardtyp eller en "omvänd" Top Separator. Anordningenkan vara en yttre separat enhet eller en som är monterad direkt på behandlingskärletsåsom visats. Vätskan som avlägsnas från suspensionen medelsturvattningsanordningen 87 återförs till kärlet 81 eller till pumpens eller pumparnas 85inlopp via ledningen 88 för att tjäna som suspensionsvätska för flisen. Vätskan somavlägsnas via anordningen 87 kan även användas någon annanstans där den behövs imassafabriken. Vätskan i ledningen 88 kan uppvärmas eller avkylas enligt önskan ien värmeväxlare 90 och kan trycksättas genom att använda en eller flerakonventionella vätskepumpar av centrifugaltyp 89. Vätskan i ledningen 88 kan inmatas i kärlet 81 via ledningen 82 och i ledningen 84 via ledningen 82'.

Behandlingskärlet 321 som visats är ett basningskärl liknande kärlet 221 som visats iFIG. 3, t.ex. ett DIAMONDBACK®-basningskärl. Matarsystemet 310 är för övrigtlikadant som systemet 210 i FIG. 3. Flismatningssystemet 410 matar t.ex.matarsystemet 310 som matar kokaren ll. Observera att delsystemet 310 i FIG. 4 ärett delsystem i totalsystemet som matar flis från flishögen 80 till kokaren 11.

Systemet kan innehålla ett eller flera delsystem 310 för matning till kokaren 11.

Uppfinningen avser i sin vidaste omfattning transport och behandling i flera steg av fmfördelat cellulosahaltigt fibermaterial med ekonomisk återvinning och återanvändning av energi, bl.a. vänneenergi. Även om uppfinningen ovan har beskrivits i samband med vad som för närvarandeanses vara de mest praktiska och föredragna utföringsformerna är det underförstått attuppfinningen inte är begränsad till de ovan beskrivna och på ritningen visade utíöringsforrnerna, utan kan modifieras inom ramen för bifogade patentkrav.