SE420330C - Sett vid kokning av kemisk massa - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 7808897-8 Huvuddelen av terpentinet följer med veden in i kokaren och kommer under koket att överföras till luten. Terpentinet drivs sedan av under lutens flashning efter kokaren och under índunstning i en indunstningsanlägg- ning. \När denna ånga kondenserar, kondenserar även terpentinet, som kommer att föreligga huvudsakligen emulgerat i kondensat från kokeri och indunstningsanläggning.

I samband med koket bildas lättflyktiga beståndsdelar som illa- luktande svavelföreningar och metanol. De drivs liksom terpentinet av och föreligger tillsammans med terpentin i vissa kondensatfraktioner i kokeri och indunstningsanläggning. I systemet finns även inerta gaser som konöinuerligt avdrages. Även dessa avdragsströmmar innehåller ter- pentin och andra flyktiga, illaluktande föreningar.

Gasströmmarna innehållande terpentin och illaluktande gaser sam- las upp och destrueras genom förbränning. Eftersom dessa ångar blan- dade med luft är explosiva är det väsentligt att undvika att luft kom- mer in i systemet. Som redan tidigare påpekats innehåller de avgående ångorna från terpentinutvinningen såväl luft som terpentin. De utgör därmed en potentiell säkerhetsrisk.

De kondensat som innehåller terpentin, illaluktande föreningar och metanol samlas likaledes upp, leds till en destillationskolonn där de löttflyktiga föreningarna drivs av varefter de destrueras genom för- En stor del av tillfört terpentin bränns därmed upp. I bäs- Terpentinet bränning. ta fall utnyttjar man då endast terpentinets bränslevörde. är dock en värdefull råvara för kemikalietillverkning och har som sådan ett betydligt högre värde. Det är möjligt,att återvinna terpentin ef- ter destillationskolonnen genom kylning och separation. Detta terpen- tin innehåller emellertid så hög halt föroreningar att dess värde är -begränsat.

*Föreliggande uppfinning syftar till att höja terpentinutbytet vid kontinuerlig kokning av sulfatmassa, varvid huvuddelen av det med veden tillförda terpentinet kan utvinnas som värdefull råterpentin sam- tidigt som de illaluktande gaserna hopsamlas på ett sådant sätt att de kommer att innehålla ingen eller liten halt luft, varvid de kan hante- ras och förbrännas utan risk för explosioner. A Uppfinningen bygger bl a på iakttagelser som gjorts vid försök med att värma en flispelare med ångaLinnehållande terpentin och illa- luktande organiska svavelföreningar bildade vid sulfatkokning.

En flispelare tjänstgör som en mycket god värmeväxlare och upp- värms lätt av ånga. Om ånga innehållande terpentin och organiska sva- velföreningor kontinuerligt tillförs'en kall flispelare i flispela- 10 15 20 25 30 35 40 7808897- 8 :ens botten och jämnt fördelad över flispelarens tvörsnittsyta hönder följande. Å. Den luft som finns i flispelaren förtröngs av ingående ångo/gas- blandning.

B. Huvuddelen av inkommande svavelföreningar adsorberas på den kalla flisen.

C. Praktiskt taget all terpentin kondenserar på den kolla flisen.

D. Ãngon kondenserar på den kalla flisen, varvid flisen värms upp.

E. En del av de löttflyktiga svavelföreningarno, under vissa be- tingelser en stor del av dessa, drivs_återigen av från den varma flisen.

F. Uppvörmningen sker i form av en temperaturfront som rör sig upp genom flispelaren. I denna temperaturfront erhålles en tempera- turgradient, vars utsträckning endast ör några tiondels meter där temperaturen stiger från den kalla flisens temperatur till ca 1ofo°c.

G. Denna temperaturfront driver framför sig en zon innehållande organiska svavelföreningar med litet luftinnehåll.

H. Terpentinet stannar i den heta zonen under temperaturfronten, eftersom det inte finns något ångflöde som kan transportera terpentinet in i den kalla zonen.

Enligt uppfinningen samlas illaluktande ångor och gaser ihop och leds till en lagringsbehållare för cellulosamaterial placerad före bas- ningskörlet. Cellulosamaterialet förvörms i denna behållare med ter- pentinhaltig ånga i form av flashångo från något av expansionsstegen för avdragslut. Genom att tillföra ögon i nedre delen av behållaren erhålles en horisontell temperoturfront i behållaren. Ångtillförseln styrs så att i behållaren erhålles en uppvärmd zon i behållarens nedre del samt en kall temperaturzon i behållarens övre del. Temperaturgra- dienten stvrs så att temperaturfronten aldrig når materialböddens övre begrünsningsyta.

Med ett dylikt förfaringssätt kommer tillfört terpentin att föl- ja med den heta flisen ned i basningskürlet, varefter det kan utvinnas i en terpentinutvinningsonlöggning på könt sött. Genom att luften och en stor del av de ej kondenserbara gaserna förtrüngs kommer terpentin- utvinningsanlüggningen att ge en väsentligt bättre terpentinutvinning ön med dagens teknik. Samtidigt kommer en ej liten del av tillförda svavelföreningar att ansamlas i behållarens kalla del, varvid luften förtröngs. Denna illaluktande gas kan utan risk ledas till destruk- tion genom förbränning eller på annat sött. 10 15 20 25 -30 35 40 7898897- 8 Som ovan framhållits föreligger stor del av terpentinet i olika kondensat tillsammans med illaluktande svavelföreningar och metanol.

Dagens teknik innebär att dessa kondensat hopsamlas och destilleras med ånga, varefter en koncentrerad blandning av ånga och nämnda föreningar i gasfas destrueras genom förbränning. Härvid förloras mycket terpen- tin. Föreliggande uppfinning innebär att terpentinet i stället kan utvinnas i värdefull form.

De koncentrerade gaserna från destillationskolonnen kan inte di- rekt föras till lagringsbehållaren för terpentinåtervinning. Då skulle ingående metanol anrikas på det heta cellulosamaterialet och man skulle få en fortsatt anrikning av metanol i svartlutsystemet. Metanolen skulle inte kunna lämna systemet. Samtidigt skulle mängden organiska svavelföreningar öka i terpentinutvinningssystemet, vilket är mindre lämpligt. Kondensatet bör därför behandlas så, att terpentinet sepa- reras från huvuddelen av kondensatets metanol och dess organiska sva- velföreningar.

I kondensaten föreligger terpentinet som en separat vätskefas medan svavelföreningarna och metanolen helt eller delvis finns lösta i kondensatens vätskefas.

Avdrivning av terpentin sker som en ångdestillation. erfordras endast ca 1 kg ånga/kg terpentin för avdrivning vid 100°C och endast en destillationsbotten. Metanol och de organiska svavelför- eníngar* som är lästa i vattenfasen föreligger i utspädd form. För att driva av dessa ämnen erfordras en avdrivare med många teoretiska bott- nar och i förhållande till terpentinavdrivningen mycket stora ångmäng- Teoretiskt der.

Här öppnar sig en möjlighet att separera terpentin från övriga komponenter. Terpentinhaltiga kondensat hopsamlas och leds till en _terpentinstripper innehållande endast ett fåtal destillationsbottnar. Ãngmängden regleras så, att allt eller huvuddelen av terpentinet drivs av. Ängorna leds till lagringsbehållaren för förvörmning av cellulosa- materialet där terpentinet adsorberas på materialet, går till basnings- kärlet och vidare till terpentinutvinningsanläggningen. Som ånga kan lämpligen användas flashånga från avdragslut. Kondensatet leds till- sammans med övriga illaluktande, ej terpentinhaltiga kondensat till en metanolstrippningskolonn, vars ångar leds direkt till destruktion.

Genom detta förfarande återförs terpentinet till cellulosamate- rialet och basningskärlet. Det återförda terpentinet kommer att före- ligga i ångform eller i lätt tillgänglig form i basningskörlet och kan lätt dras av från hasningskärlet. I terpentinstrippern kommer huvud- 15 20 25 30 35 40 7808397-a sakligen den mest flyktiga svavelföreningen svavelvöte att drivas av.

Eftersom den har ett värde som sulfidsvavel vid kokningen innebär även detta en positiv teknisk effekt.

Uppfinningens kännetecken framgår av patentkraven.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas i anslutning till fi- guren som schematiskt visar ett arrangemang för terpentinutvinning och gasuppsamling enligt uppfinningen. Även andra arrangemang är givetvis tönkbara inom ramen för uppfinningstanken.

Cellulosamaterial i form av flis transporteras av en transportör 1 till en inmatningsanordning 2, som för flisen in i övre delen av en sluten lagringsbehöllare 3. Inmatningsanordningen innefattar tvâ skruvmatare 4 och 5, placerade efter varandra, varvid en ledning 6 av- sedd för avluftning ör ansluten mellan skruvmatarna. _Skruvmatarna ma- tar fram flisen i form av en "plugg" som förhindrar att annan luft ön den som normalt finns i en bädd av flis tillåts följa med flisen genom skruvmataren 4 och att gas frön lagringsbehållaren 3 förhindras att fritt få strömma genom skruvmataren 5. Genom att trycket i avluft- ningen 6 hålls lögre ön i lagringsbehöllaren 3, kommer luften i skruv- mataren 4 att förhindras att följa med flisen genom skruvmataren 5 in i lagringsbehâllaren 3. Gaserna från lagringsbehüllaren 3 leds i mot- ström mot flisen till avlutningen 6, varvid terpentingaser som vid driftstörningar kan tränga igenom flisbödden i behållaren 3 kondense- rar i flispluggen i skruvmataren 5.

I botten av lagringsbehållaren 3 är en utmatningsanordning 7 pla- cerad. Denna anordning 7 matar flisen via en cellmatare 8 till ett bas- ningskörl 9. Från basningskörlet 9 matas flisen genom en cellmatare 10 och en transportanordning 11 till en kontinuerlig kokare 12.

Från kokaren 12 leds avdragslut genom en ledning 13 till en flashcyklon 14 dör luten trycksünks, varvid expansionsönga avgör via en rörledning 15 till basningskörlet 9 och luten avgör via en rörledning 16 till en andra Flashcyklon 17. I cyklonen 17 sänks en del av luttryc- ket , varvid lutens expansionsånga avgör via en rörledning 18 till en terpentinavdrivarkolonn 19 och luten avgör till en tredje flashcyklon 20 vars flashênga ledes via en rörledning 21 antingen för flisuppvörm- ning i lagringsbehållaren 3 eller för varmvottenproduktion i en vörme- vörlare 22. Åvdragsångan från vörmevöxlaren 22 som innehåller en stor del terpentin leds via en rörledning 59 till lagringsbehållaren 3 där terpentinet kondenserar på flisen och övriga ej kondenserade gaser av- gör via rörledningen 6. Luten från flashcyklonen 20 leds via en rör- ledning 23 och en vörmevöxlare 24 till indunstningsavdelningen 25. 10 15 20 25 30 35 40 70osa97-a 6 Från basningskärlet 9 leds avdragsgaser via en ledning 26 till en terpentinkondensor 27, där gaserna kyls med kylvatten från en ledning 28, varvid en stor del terpentin i gaserna kondenserar. Kondensatet leds via ett nivåreglerorgan 29 och en rörledning 30 till en terpentin- dekantör 31. *De ej kondenserade gaserna från terpentinkondensorn 27 leds via en rörledning 32 till lagringsbehållaren 3 där terpentinet i gaserna kondenserar på flisen och de illaluktande gaserna avgår via rörledningeñ 6.

I terpentindekantären 31 avskiljs en stor del terpentin som avgår via en rörledning 33. -Kondensatet som fortfarande innehåller terpentin leds via ett vätskêlås 34 och en rörledning 35 tillsammans med konden- sat från flashångvärmeväxlaren 22 och dess nivåreglerorgan 36 samt ter- pentinrika kondensat från indunstningen via en rörledning 37 till en vürmeväxlare 38, där det värmeväxlas mot det heta utgående kondensatet från en metanolavdrivarkolonn 39, nivåreglerorgan 40 och rörledning 41.

Från värmeväxlaren 38 leds det renade kolonnkondensatet via en rörled-- ning 42 till fabriksprocessen och det terpentinrika kondensatet via en rärledning 43 och ett mängdmätorgan 44 till terpentinavdrivarkolonnen 19.

Flashångan från cyklonen 17, rörledningen 18 med ett mängdregler- organ 45 driver av en stor mängd terpentin och löttflyktiga organiska svavelföreningar från de inkommande kondensaten till terpentinavdrivar- kolonnen 19, varvid de terpentinrika gaserna leds via en rörledning 46 till lagringsbehållaren 3, där terpentinet kondenserar på flisen och det metanolrika kondensatet leds till metanolavdrivarkolonnen 39 via en rörledning 47 och ett nivåreglerorgan 48.. Till metanolavdrivar- kolonnen 39 leds även terpentinfattiga kondehsqt ffån ífidusfnïngen 25 via en rörledning 49 och ånga via ett reglerorgan 65.

Från indunstningen 25 leds kondensat som är relativt rena från metanol och terpentin via en rörledning 50 till fabriksprocessen.

Gaserna från kondensoranläggningen i indunstningen 25 är rika på bl a terpentin och leds via en rörledning 51 till lagringsbehållaren 3 där terpentinet kondenserar på flisen och ej kondenserade gaser avgår via rörledningen 6. I Avdragsgaserna från metanolavdrivarkolonnen 39 leds via en rör- ledning 52 till en vürmevüxlare 53 där gaserna kyls endast så mycket att vattenånga kondenseror och avgår via en rörledning 54 till avdri- varkolonnen 39 och de metanolrika gaserna via en rörledning 55 till förbränning.

Som kylvatten till värmeväxlarna 22 och 53 används uppvärmt kyl- 10 15 20 25 30 35 40 7808897-8 vatten från indunstningen 25 via en rörledning 56 med temperaturregler- organ 57 och 58.

Funktionerna i lagringsbehållaren 3 styrs på följande sätt: Flisen uppvärms huvudsakligen med expansionsånga från flashcyklo- nen 20. mängden ånga till värmeväxlaren 22 regleras så att en uppvärmd zon i behållaren 3 ständigt hålls under flisnivån i behållaren. Den upp- värmda zonens läge indikeras av temperaturavkännare 60 och flisnivån i behållaren indikeras av ett nivåkontrollorgan 61. På så sätt förhind- ras att terpentingaser kan avgå från flisen i lagringsbehållaren 3 till Mängden ånga till lagringsbehållaren 3 regleras genom att behållarens gasutrymme. Åv de övriga terpentinhaltiga gaserna som införes i lagringsbe- hållaren 3 kan de med låg temperatur införas i flisbädden på en nivå som ligger ovanför den uppvärmda zonen men under bäddens överyta.

De ej kondenserade gaserna som samlas i lagringsbehållaren 3 ledes bort motströms flisströmmen i skruvmataren 5 genom att trycket i gasuppsamlingsutrymmet mellan skruvmatarna 4 och 5 hålls lägre än i lagringsbehållaren 3. Därvid upphås samtidigt att luft från skruvma- taren 4 förhindras att ledas med flisen genom skruvmataren 5 till lag- ringsbehållaren 3.

Vid t ex hängningar av flisen i lagringsbehållaren 3, då hålighe- ter i flisbädden uppstår, kan det inträffa att terpentingaser momentant tränger igenom flisbädden. >Terpentinet i gaserna kommer att kondensera på flisen i "flispluggen" i skruvmataren 5, varvid den explosionsrisk som skulle uppstå om luft skulle tillåtas strömma in i lagringsbehålla- ren 3 undvikes.

Då finfördelat cellulosamaterial, damm och spån, kan följa med gaserna till ledningen 6, som då kan sättas igen, är det lämpligt att tvätta gaserna med vätska, t ex med sådan lut som används i kokproces- sen. Vötskan spolas igenom ledningen 6 så nära dess intag som möjligt, varvid vätskan strömmar med gaserna till ett vütskelås 62, vars uppgift förutom det ovannämnda är att även begränsa de skador som kan uppstå vid sådan felmanöver i anläggningen att explosion, trots ovan beskrivna åtgärder för uteslutande av explosionsrisk, inträffar. Vötskan som ledes in i vätskelåset 62 bräddar till en uppsamlingscistern varifrån den kan återanvändas.

Gasernafsom leds bort från lagringsbehållaren 3 transporteras bort för ev destruktion av en fläkt eller pump 63 som reglerar trycket i lagringsbehållaren 3 med hjälp av ett tryckreglerorgan 64. Då gaser- OU vid omstart av anläggningen eller felmanöver momentant kan bli '7soss97-s *explosiva skall trunsportanordningen vara så konstruerad att gnist- bildning i gasströmmen ej kan förekomma.

Claims (6)

q . 7308897-s P a t e n t k r a v

1. Sätt vid framställning av kemisk massa genom kontinuerlig kokning av cellulosamaterial enligt vilket materialet inmatas i en lagringsbe- hållare (3) för förvdrmning varefter materialet via ett basningskörl (9) införes i en kontinuerlig kokare (12), varvid kokvötska avdrages från kokaren och expanderas i två eller°flera steg, varvid en del av expansionsångan utnyttjas för basning av materialet i basningskörlet varifrån ånga/gasblandning leds till terpentinutvinning, k 6 n n e- t e c k n a t av att en annan del av expansionsångan införes i nedre delen av materialbödden i lagringsbehållaren (3) för förvärmning av materialet så att ångan strömmar upp genom bödden varvid ångflödet reg- leras så att en uppvärmd zon upprötthålles i bödden, vilken zon be- finner sig under böddens överyta varvid ångans terpentininnehåll adsor- beras av-cellulosamaterialet samt att övriga ej kondenserade, illaluk- tande och giftiga gaser som utvecklas i samband med framställningen av massan och som innehåller terpentinångor införes i lagringsbehållaren (3) där de avkyls av cel1u1osamaterialet_så att terpentinet adsorberas av materialet och att i lagringsbehållaren ( 3) ej kondenserade gaser uppsamlas och avleds från behållaren.

2. Sött enligt kravet 1, k ö n n e t e c k n a t av att ej kon- denserade gaser med låg temperatur men innehållande terpentinånga, illaluktande och giftiga gaser införes i lagringsbehållaren (3) på en nivå som ligger ovanför den uppvärmda zonen men under materialböddens överyta.

3. Sött enligt krav 1 eller 2, k G n n e t e c k n a t av att luft som medföljer cellulosamaterialet förhindras komma in i lagrings- behållaren (3) av de ej kondenserade gaserna som avleds från behålla- ren.

4. Sött enligt något av föregående krav, k ö n n e t e c k n a t av att de ej kondenserade gaserna, som avleds från lagringsbehållaren (3) eventuellt blandade med luft, destrueras, lämpligen genom förbrän- ning. '- °

5. Sött enligt något av föregående krav, klö n n e t e c k n a t av att en del av den terpentinhaltiga ångan erhålles genom ovdriv- ning av terpentinhaltiga kondensat med ånga i en terpentinavdrivar- kolonn (19). _

6. Sätt enligt krav 5, k Ö n n e t e c k n a t av att terpentin- avdrivningen sker med så liten ångmöngd att all eller huvuddelen av terpentinmöngden avdrives samtidigt som huvuddelen av metanol och or- ganiska svavelföreningar stannar i kondensaten.. 7808897-8 10 Z. Sätt enligt krav 5 eller 6, k U n n e t e c k n c t av att terpontinovdrivníngen ske: i en terpentinovdrivorkolonn (19) med ett få- tal destillotionsbottnor för att gynna terpantínovdxivningen samtidigt som hovuddelen av metanol och organiska svovelfözeningor stanna: i kon- densoten. a