SE1350752A1 - Metod och anordning för att producera en slamblandning i enmassafabrik - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Metod for att producera en slamblandning (14) i en massafabrik, varvid namnda metod innefattar stegen att forse ett sonderdelningsverk (6) med ett fibermaterial (5) med understorlek som innefattar pinnflis, spetor, finmaterial och annat material med understorlek frail en sorteringsapparat (2) fdr traflis, att sonderdela namnda material (5) med understorlek i namnda sonderdelningsverk (6), att suspendera det resulterande sonderdelade fibermaterialet i en avloppsvattenstrom (8) for att darigenom astadkomma en vatteninnehallande fiberblandning (11), samt att blanda namnda vatteninnehallande fiberblandning ( 11) med ett bioslam for att bilda en slamblandning (14). Anordning for att producera en slamblandning (14) i en massafabrik, varvid namnda anordning innefattar ett sonderdelningsverk (6) som är anordnat fOr att sonderdela ett fibermaterial (5) med understorlek som innefattar pinnflis, spetor, finmaterial och armat material med understorlek frail en sorteringsapparat (2) for traflis, en suspensionstank (7) som är anordnad for att suspendera det resulterande sonderdelade fibermaterialet i en avloppsvattenstrom (8) for att darigenom astadkomma en fiberblandning, samt en blandningstank (12) som är anordnad for att blanda namnda fiberblandning med ett bioslam for att bilda en slamblandning (14).

Description

METOD OCH ANORDNING FOR ATT PRODUCERA EN SLAMBLANDNING I EN MASSAFABRIK 5 TEKNISKT OMRADE Den fOreliggande uppfinningen avser en metod for att producera en slamblandning i en massafabrik och en anordning for att producera en slamblandning i en massafabrik.

TEKNISK BAKGRUND I en typisk massatillverkningsprocess barkas och flisas trastockar och individuella cellulosafibrer lOsgors eller frigors darefter ur flisbitarna i efterfoljande behandlingar innan slutlig formning av en pappers- eller kartongbana. Barknings- och flisningsstegen utfors i vad som vanligtvis kallas for ett renseri, dvs. en anlaggning for framstallning av flis, som normalt omfattar utrustning for kapning, barkning, flishuggning och flissallning. Ett vanligt sat att frigora cellulosafibrerna i de efterfoljande behandlingama är genom att koka traflisen med kemikalier vid fOrhOjda temperaturer och tryck i kokare for att avlagsna lignin, som hailer ihop fibrema, ur flisbitarna. For den efterfoljande pappers- eller kartongtillverkningsprocessen är det onskvart att de delignifierade fibrema som erhalls uppvisar vasentligen likartade egenskaper.

For att minimera produktionen av underkokt eller overkokt flis i kokaren är det nodvandigt att kokvatskans intrangning i flisen är vasentligen likadan for alla flisbitar, sä att effektema av temperatur, tryck och tid är likartade fdr alla flisbitar. Man har darfor funnit det vara onskvart tidigare att anvanda en flissallningsapparat som avlagsnar bade flisbitar med understorlek och med overstorlek, sá att flisbitarna med understorlek, som inbegriper pinnflis, spetor, sagspan och finmaterial, kan behandlas separat och flisbitarna med overstorlek kan ledas genom en sonderdelningsanordning for flis, t.ex. en skarmaskin, innan kokning. Skarmaskinen sonderdelar flisbitarna med overstorlek till Onskad storlek, men genererar aven ytterligare flisbitar med understorlek, pinnflis, spetor, sagspan och finmaterial.

Det ar kant att anvanda materialet med understorlek som ldmnar flissallen eller sorteringsapparatema genom att tillfora det som tillsatsbransle i en panna i massafabriken, vanligtvis efter finmalning av materialet med understorlek.

Vid behandlingen av veden i renseriet anvands dessutom stora mangder vatten. For att undvika fororening av miljon maste avloppsvattnet fran renseriet, som inbegriper fast 2 material och slam, behandlas sá att vattnet kan aterforas till renseriet, medan slammet efter avvattning kan levereras till pannan och fOrbrannas for att tillhandahalla varmeenergi.

US 5,137,621 (Brown) beskriver ett integrerat sallningssystem thr storlekssortering av tarns. Systemet producerar flisbitar inom det godtagbara storleksintervallet, flisbitar som ligger under det godtagbara storleksintervallet (pinnflis och finmaterial) och Overstora flisbitar, som darefter typiskt overfors till en sonderdelningsanordning fOr flis sasom en skarmaskin.

Exempel pa tidigare kand teknik relaterad till metoder och utrustning for behandling av renseriavloppsvatten beskrivs i US 4,535,284 (Saalasti), US 4,581,136 (Saalasti) och US 4,673,013 (Saalasti). 15 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Huvudsyftet med den foreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en metod for att producera en slamblandning som optimerar utnyttandet av, a ena sidan, pinnflis, spetor, finmaterial och annat fibermaterial med understorlek som patraffas i en fraktion med understorlek fran en sorteringsapparat for traflis och, a andra sidan, bioslam som kommer fran renseriet och/eller massafabriken eller pappersbruket.

Detta syfte uppnas enligt den foreliggande uppfinningen sasom definieras i de bilagda patentkraven. 25 Tack vare uppfinningen kommer slamblandningen att innehalla en okad mangd av cellulosafibrer, vilket i sin tur forbattrar avvattningen av bioslammet sá att en hogre torrsubstanshalt hos bioslammet erhalls.

Enligt en aspekt av uppfinningen fortjockas fiberblandningen, for att darigenom bilda eft fortjockat fiberslam, innan den blandas med bioslammet. Tack vare denna aspekt maste en mindre mangd vatten hanteras.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen suspenderas det sonderdelade fibermaterialet i en avloppsvattenstrom fran renseriet for att darigenom ta hand om fast material och slam som ingar i renseriavloppsvattnet. 3 Enligt annu en annan aspekt av uppfinningen fortjockas bioslammet innan det blandas med fiberblandningen eller det fortjockade fiberslammet. Tack vare denna aspekt maste en mindre mangd vatten hanteras. 5 Enligt annu ytterligare en annan aspekt av uppfinningen leds slamblandningen genom en avvattningsutrustning dar namnda slamblandning avvattnas innan den fOrbranns i brarmaren. Tack vare denna aspekt okas varmevardet hos slamblandningen avsevart vilket leder till en battre termisk verkningsgrad hos brannaren. 10 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det foljande kommer uppfinningen att beskrivas mera detaljerat med hanvisning till foredragda utfOringsformer och de bilagda ritningarna.

Figur 1 ar ett blockschema som illustrerar stegen hos en utforingsform av metoden enligt den foreliggande uppfinningen.

Figur 2 visar en foredragen utforingsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DE FOREDRAGNA UTFORINGSFORMERNA I fig. 1 levereras traflis 1 fran en flishugg, ej visad, till ett flissall 2 for sortering i tre fraktioner. En forsta fraktion 3 är flisbitar med overstorlek som leds vidare till en skarmaskin (ej visad) for sonderdelning till flisbitar av onskad storlek. En andra fraktion 4 är flisbitar med den Onskade storleken och denna fraktion skickas vanligtvis vidare till en flishog (ej visad), fran vilken flisbitarna skickas vidare till en kokare (ej visad) for kokning for att losa ut lignin och losgora fibrerna. En tredje fraktion 5 är en fraktion med understorlek som innefattar pinnflis, spetor, finmaterial och annat fibermaterial med understorlek. Denna tredje fraktion 5 med understorlek levereras till ett sonderdelningsverk 6, dar materialet med understorlek sonderdelas. Det resulterande sonderdelade fibermaterialet skickas darefter vidare till en tank eller bassang 7, dar fibermaterialet suspenderas i en till tanken eller bassangen 7 inkommande avloppsvattenstrom 8, varvid namnda avloppsvattenstrOm fdretradesvis kommer fran renseriet, for att darigenom astadkomma en vatteninnehallande fiberblandning 11. Namnda fiberblandning transporteras till en blandningstank 12 for blandning med ett bioslam 13 for att darigenom bilda en slamblandning 14.

Om sa onskas kan bioslammet fortjockas innan blandning med fiberblandningen. Fortjockningen kan utforas i en forsedimenteringsbassang 15, frail vilken vatten aterfOrs 4 via en ledning 16 till nagot stalle i processen, t.ex. renseriet, medan fortjockat bioslam 13 transporteras till blandningstanken 12.

Darefter leds slamblandningen 14 lampligen till en avvattningsutrustning 17 for att pressa vatten ur slamblandningen 14. Avvattningsutrustningen innefattar foretradesvis en skruvpress 17. En skruvpress är en maskin med en konisk skruv som arbetar i ett koniskt hus med perforerade silplatar for avvattning av en suspension som matas in i det koniska utrymmet mellan skruven och huset for att fa en produkt med hog torrsubstanshalt. Vattnet 18 slapps ut ur skruvpressen 17 och aterfcirs till ett lampligt 10 stalle i processen. Den komprimerade slamblandningen 14 har nu en torrsubstanshalt som foretradesvis är minst 20 vikt-%, mera foredraget 28 vikt-% och mest fOredraget hogre an 28 vikt-%. Ju hogre fiberhalten i fiberslammet eller fiberblandningen som ska blandas med bioslammet är, desto hogre torrsubstanshalt kan uppnas hos den komprimerade slamblandningen. Ett fOredraget blandningsforhallande mellan fiberblandning eller fortjockat fiberslam och bioslam kan vara 0,8-1,0. Den avvattnade, komprimerade slamblandningen levereras darefter till en barkpanna 19 for forbranning.

I fig. 2 visas en foredragen utforingsform av den innovativa metoden. I den fOredragna utforingsformen innefattar metoden samma steg som redan har beskrivits i samband 20 med fig. 1, men dessutom ett steg fdr fortjockning av den vatteninnehallande fiberblandningen. Namnda fortjockningssteg utfors foretradesvis efter steget dar det sonderdelade fibermaterialet suspenderas i den inkommande avloppsvattenstrommen 8 i tanken 7. Fortjockningssteget innefattar att leda det vatteninnehallande fibermaterialet till en forsedimenteringsbassang 9, i vilken bassang 9 det fasta materialet som inbegriper fibermaterialet, dvs. cellulosafibrerna, i blandningen bringas att sedimentera.

Det är tankbart att leda en eller flera avloppsvattenstrommar fran olika stallen i fabriken till namnda forsedimenteringsbassang 9, for att aven ta hand om cellulosafibrer som kan inga i namnda avloppsvattenstrom/-strommar med samma sedimenteringsprocess. Det fastsubstansfria vattnet 10 fors bort fran fdrsedimenteringsbassangen 9 och kan atercirkuleras i fabriken, foretradesvis tillbaka till renseriet, men andra stallen kan ocksa vara tankbara. Det sedimenterade fasta materialet fors bort fran bassangen 9 och atervinns som fOrtjockat fiberslam 11 och transporteras till blandningstanken eller -bassangen 12 for att blanda det fOrtjockade fiberslammet med bioslam 13 fcir att darigenom bilda slamblandningen 14. Namnda slamblandning 14 behandlas darefter sasom redan har beskrivits i samband med fig. 1, dvs. leds till avvattningsutrustningen 17 for avvattning av slammet, fdretradesvis genom att pressa vatten ur slammet, och sá vidare.

I namnda foredragna utforingsform koncentreras/fortjockas den vatteninnehallande fiberblandningen med avseende pa fibrema som ingar i namnda blandning.

Foretradesvis anvands en forsedimenteringsbassang 9 for andamalet att fortjocka fiberblandningen. I forsedimenteringsbassangen 9 sedimenterar det fasta materialet, dvs. det sonderdelade fibermaterialet med understorlek, som ingar i fiberblandningen och, nar fibermaterialet har sedimenterat, pumpas det sedimenterade fibermaterialet bort fran forsedimenteringsbassangen 9 som fiberslam 11. 10 I en tredje utforingsform (ej visad) kan namnda fiberslam resulterande fran fOrsedimenteringen fortjockas ytterligare genom fortsatt bearbetning, fOretradesvis i en eller flera sedimenteringsbassanger anordnade i anslutning till och foretradesvis efter fOrsedimenteringssteget i namnda fOrsedimenteringsbassang 9. Fiberslammet kan tack vare detta extra sedimenteringssteg uppna en annu hogre torrsubstanshalt.

Torrsubstanshalten hos det fortjockade fiberslammet kan vara ungefar 3 vikt-%, men utforingsformer med hogre eller lagre torrsubstanshalt hos det fortjockade fiberslammet kan vara tankbara.

Om sa onskas kan bioslammet fortjockas thre blandningen med det fortjockade fiberslammet. Fortjockningen kan utforas i en eller flera sedimenteringsbassanger 15, fran vilka vatten 16 atercirkuleras. Fortjockat bioslam 13 transporteras till blandningstanken eller -bassangen 12. Torrsubstanshalten hos det Icirtjockade bioslammet 13 kan typiskt vara ungefar 2.3 vikt-%, men det ffirtjockade bioslammet kan ha hogre saval som lagre torrsubstanshalt.

Alla eller vasentligen alla avloppsvattenutslapp fran massafabriken tas om hand genom att leda dem till en anlaggning for avloppsvattenbehandling, vilken anlaggning typiskt innefattar en eller flera luftade dammar. I anlaggningen for avloppsvattenbehandling forbrukar mikroorganismer organiska substanser som ingar i avloppsvattnet genom fullstandig oxidation, medan de samtidigt producerar bioslam. Det är nodvandigt att kontinuerligt fora bort ett overskott av bioslam fran anlaggningen for avloppsvattenbehandling for att halla mikroorganismernas koncentration vid en viss niva. Det bortfOrda bioslammet maste tas om hand. Vanligtvis ffirbranns bioslammet i en panna, men eftersom det kan vara modosamt eller svart att avvattna bioslammet är dess varmevarde Mgt. Genom att blanda bioslammet 13 med fiberblandningen 11 eller, enligt den foredragna utforingsformen, med det fortjockade fiberslammet 11 blir dock slamblandningen lattare att avvattna. En okad torrsubstanshalt uppnas, troligen eftersom 6 fibrerna armerar slammet, sá att mera vatten kan pressas ur slammet utan att samtidigt forlora namnda bioslam och resultatet är en betydande okning av varmevardet hos det avvattnade slammet. Tack vare den okade torrsubstanshalten hos slamblandningen kan dessutom en storre mangd bioslam per 24 timmar, ranat som ton torrsubstans av bioslarn per 24 timmar, hanteras vid fabriken genom den innovativa metoden.

Den hogre torrsubstanshalten som uppnas, eftersom mera vatten kan pressas ut, är fdrdelaktig i den efterffiljande forbranningen i barkpannan 19, som foretradesvis kan vara en fluidiserad badd. Ett torrare brdnsle (bioslam) kommer inte att bilda klibbiga beldggningar i pannan 19 lika lätt som ett brdnsle med ldgre torrsubstanshalt. I barkpannan 19 fOrbranns bark, slam, etc. Aven transporten underlattas, eftersom ett torrare bransle inte kommer att klibba fast vid transportorerna och det är dessutom mera ekonomiskt att transportera sá lite vatten som mojligt. Naturligtvis kommer awn bransleekonomin att forbattras med ett bransle som bar hogre torrsubstanshalt.

Flisfibrerna som tidigare levererades direkt till barkpannan 19 for forbranning utsatts nu ffir suspendering i en avloppsvattenstffim 8 som kommer fran renseriet, sedimentering i forsedimenterings-bassdngen/-bassangerna 9, blandning i en blandningstank 12 med bioslam 13, samt avvattning i en avvattningsutrustning 17, innan fibrerna slutligen forbranns i pannan 19. Darigenom fOrloras inga fibrer, utan fibrerna far bara en langre cirkulationsvag som en foljd av deras nya uppgift att vara armeringsmaterial i slamblandningen 14 vid pressning i avvattningsutrustningen 17, innan fibrerna transporteras till barkpannan 19 for forbranning.

Veden i pinnflisen, spetorna, finmaterialet och annat material med understorlek dr foretradesvis lovved. Lovved har i allmanhet hogre torrsubstanshalt an barrved och minskar foljaktligen tendenser till tilltappning i hammarkvarnen. Ett torrare material kommer inte aft klibba fast sa latt pa ytan som materialet kommer i kontakt med. Dock kan awn barrved utnyttjas av den innovativa metoden. 30 Sonderdelningen av materialet med understorlek utfors Iciretradesvis i en hammarkvarn 6. En hammarkvarn kan vara battre lampad an andra typer av sonderdelningsverk for sonderdelning av fraktionen med understorlek fran en sorteringsapparat 2 for traflis. En hammarkvarn 6 bestar i huvudsak av en staltrumma (ej visad) som innehaller en vertikalt eller horisontellt roterande axel eller vals (ej visad) pa vilken hammare (ej visade) är monterade. Hamrarna är fria att svanga pa andarna av korset, eller är fixerade vid den centrala rotorn. Rotorn roteras med ett Mgt varvtal inuti trumman medan materialet matas in i en inmatningstratt (ej visad). Materialet trdffas av hammarslagoma 7 och slits ddrigenom solider och trycks ut genom sail (ej visade) av vald storlek i trumman.

Hammarkvamen 6 har ldmpligen ett sallelement (ej visat) med oppningar av en storlek som är tillracklig for att Mita tillbaka det sonderdelade fibermaterialet tills en fdrutbestamd storlek erhalls hos det sonderdelade fibermaterialet. Ddrigenom kommer risken for att stickor och spetor tapper till silplatarna (ej visade) hos eventuella hjalpsilar fcire slu-uvpressama 17 att minskas. 10 Det är tankbart att det i andra utforingsformer av uppfinningen kan vara foredraget att blanda bioslammet med fibermaterialet och att darefter leda blandningen av bioslam och fibermaterial vidare till anlaggningar, t.ex. sedimenteringsbassdnger, fir ytterligare fOrtjockning av blandningen innan den slutliga avvattningen av blandningen till den komprimerade slamblandningen i flagon sorts avvattningsutrustning.

Uppfinningen omfattar alien en anordning for att utfora den innovativa metoden.

Sasom kommer att inses av fackmdn inom det foreliggande teknikomradet kan talrika fordndringar och modifieringar av det ovanstaende goras utan att avvika frail ramen for 20 den foreliggande uppfinningen som den definieras i de bilagda patentkraven. Exempelvis kan annan sonderdelningsutrustning an en hammarkvam utnyttjas for sonderdelningen av materialet med understorlek, saval som annan avvattningsutrustning eller pressutrustning an en skruvpress, t.ex. centrifuger, for att pressa vatten ur slammet medan man fortfarande uppnar fordelarna med den innovativa metoden. Namnda forsedimenteringssteg kan innefatta flera an en forsedimenteringsbassdng. Det inses ocksa att andra slags barkpannor kan anvdridas.

Claims (11)

PATENTKRAV

1. Metod fiir att producera en slamblandning (14) i en massafabrik, kannetecknad a v att namnda metod innefattar stegen: a) att forse ett sonderdelningsverk (6) med ett fibermaterial (5) med understorlek som innefattar pinnflis, spetor, finmaterial och annat material med understorlek fran en sorteringsapparat (2) for trdflis, b) all sonderdela namnda material (5) med understorlek i namnda sonderdelningsverk (6), c) all suspendera det resulterande sonderdelade fibermaterialet i en avloppsvattenstrom (8) for att ddrigenom astadkomma en fiberblandning (11), samt d) att blanda namnda fiberblandning (11) med ett bioslam ffir att bilda en slamblandning (14).

2. Metod enligt patentkrav 1, kdnnetecknad av att namnda metod dessutom, fore steg d), innefattar stegen e) att leda namnda fiberblandning till en forsedimenteringsbassang (9), att bringa det fasta materialet som ingar i fiberblandningen till att sedimentera, samt g) all atervinna det sedimenterade fasta materialet i ndmnda fiberblandning som fortjockat fiberslam (11).

3. Metod enligt patentkrav 2, kannetecknad av att namnda metod dessutom, efter steg g), innefattar steget att ytterligare fortjocka namnda fortjockade fiberslam (11) fore steg d).

4. Metod enligt nagot av patentkraven 1-3, kannete cknad av att namnda avloppsvattenstrom (8) är en avloppsvattenstrom (8) frdn ett renseri.

5. Metod enligt nagot av patentkraven 1-4, kanne tecknad a v att bioslammet (13) fortjockas innan det blandas med fiberblandningen eller det fortjockade fiberslammet.

6. Metod enligt nagot av de foregdende patentkraven, kannetecknad av att steg d) foljs av att leda slamblandningen (14) genom en avvattningsutrustning for att avvattna slammet och att darefter fdrbranna namnda avvattnade slamblandning i en 8 brannare (19).

7. Metod enligt patentkrav 6, kannetecknad av att namnda avvattningsutrustning innefattar en skruvpress (17).

8. Metod enligt nagot av de foregdende patentkraven, kannetecknad av att veden i pinnflisen, spetorna, finmaterialet och annat material med understorlek är lovved eller barrved.

9. Metod enligt nagot av de foregdende patentkraven, kannetecknad av att sonderdelningen utfors i en hammarkvarn (6).

10. Metod enligt patentkrav 9, kannetecknad av att hammarkvarnen (6) har ett sallelement med oppningar av en storlek som är tillracklig for att halla tillbaka det sonderdelade fibermaterialet tills en fOrutbestamd storlek hos det siinderdelade fibermaterialet erhalls.

11. Anordning for att producera en slamblandning (14) i en massafabrik, k annet e ck n ad a v att namnda anordning innefattar: ett sonderdelningsverk (6) som är anordnat for att sonderdela ett fibermaterial (5) med understorlek som innefattar pinnflis, spetor, finmaterial och annat material med understorlek fran en sorteringsapparat (2) for traflis, en suspensionstank (7) som är anordnad for aft suspendera det resulterande sonderdelade fibermaterialet i en avloppsvattenstrom (8) for att ddrigenom dstadkomma en fiberblandning, saint en blandningstank (12) som är anordnad fOr att blanda namnda fiberblandning med ett bioslam for att bilda en slamblandning (14). 9 8 9 ) ( 11 13)-' 1719 121 18