SE429874B - Sett och anordning vid framstellning av fibermassa an lignocellulosahaltigt material - Google Patents

Description

829~fi943-2 10 15 20 25 30 35 under malprocessen, speciellt under dennas inledande skede.

Mitflamellerna är till stor del sammansatta av lignin, som vid uppvärmning och stigande temperatur successivt uppmjukas och övergår från ett fast till ett relativt flytande till- stånd. Detta förhållande utnyttjas vid ett flertal massa- framställningsprocesser för reducering av härför erforderlig elenergi, varvid materialet före sönderdelningen upphettas medelst direkt tillförd färsk, eller under sönderdelnings- processen genererad ånga.

Genom att omsluta malorgan av ett trycktätt hus, möjliggöres sönderdelning eller malning av tillfört i för- väg upphettat material under bibehållande av för processen gynnsamma och förhöjda tryck och temperaturbetingelser. Den vid sönderdelningen framställda fibermassan utmatas från det trycksatta malhuset till ett mottagningsdon, vari, likaså, upprätthålles ett övertryck som är lika med än det i malhusets utloppszon upprätthâllna. eller något lägre Mottagningsdonet i vilket separeras fibermassan och densamma från maldonet med- följande ånga, är försett med anordning för utmatning av fiber- massan ur mottagningsdonet med bibehållande av ångtrycket i detsamma, och utan större samtidig utströmning av ånga med fibermaterialet. g Den i mottagningsdonet separerade ångan har tidigare använts för materialets förvärmning vid atmosfäriska beting- elser upp till ca 100°C före materialets trycktäta inmatning i den till maldonet direkt anslutna och under tryck arbetande förvärmaren. Man har åstadkommit upphettningen av materialet genom tillsats till förvärmaren av färsk tryckânga, eller vid mer elenergikrävande sönderdelningsprocesser med tillbaka- strömmande ånga från maldonets inloppszon.

Uppfinningen har till uppgift att vid en malningsmetod av inledningsvis känd art (se t.ex. svenska patentet 413.601) kunna genomföra malningen under gynnsamt högt tryck och temperatur och att samtidigt kunna återvinna den härför till- förda el- resp. ångenergin för förvärmning av materialet i förvärmaren till högsta möjliga temperatur. Detta ernås väsentligen därigenom att materialets överföring icke endast till förvärmaren utan även från den senare till malapparaten 10 15 20 25 35 8200943-2 sker genom en ângtät transportör och att ett högre äng- resp. gastryck skapas i maiapparaten än i förvärmaren på så sätt att den från mahppmetmitiii mottagningsorganet av- gående ångan med hjäip av detta högre tryck överföres vidare tiii förvärmaren och där svarar för förvärmning tiii över 1000 av materiaiet. Uppfinningen omfattar även en för sättets genomförande iämpad anordning. f Samtidigt som mainingen eniigt uppfinningen kan genom- föras under gynnsammaste tryck- och temperaturbetingeiser återvinnes den vid mainingen aistrade eiier tiiiförda ång- energin i förvärmaren med en mycket väsentiig reduktion av energiåtgången för processens genomförande. Genom den reia- tivt höga temperatur, för viiken fibermateriaiet utsättes är uppfinningen särskiit tiiiämpbar vid tiiiverkning av porösa och hårda fiberskivor, s.k. board, där kraven på vithet hos fibermassan är mindre. Samtidigt behöver fibrernas sönder- deining under friiäggande av fibriiier vid dyiika produkter ej drivas så iângt och processen biir i sin heihet mindre energikrävande i maiapparaten. Detta medför återigen att tiiiskott av energi i form av färsk tryckânga erfordras i maiorganet för att uppnå den avsedda tryckfördeiningen för ångöverföringen i systemet och den höga förvärmnings- temperaturen i förvärmaren. Eniigt uppfinningen reduceras den kostbara angtiiisatsen ti11 ett minimum, genom att heit eiier deivis utnyttja den tryckânga, som kan återvinnas från mottagningsdonet.

Det inses att det tryck, som erhåiies från maidonets utioppszon med eiier utan tiiïsats av mindre mängd färskänga vid det separerade maidonets inioppszon kan genom maidonens turboeffekt och vid sönderdeiningen tiiiförd e1enenergi,trots motstånd och tryckföriuster i iedningar, ventiier och regu- iatorer, bringas tiii en sådan nivå att temperaturen och be- handiingsgraden pä tiil maldonet från den separerade för- värmaren tiiifört materiai, är densamma eiier endast oväsent- iigt avviker frän vad som tidigare åstadkommits med tiiisats av färskänga i tiil maidonet direkt (öppet) ansiutna förvärm- ningsdon.

Utmärkande för uppfinningen kan även sägas vara att 82-00943-2 10 15 20 25 30 _råmaterialet före dess, medelst ett i princip tryckavskil- jande matningsdon, överförande till det under förhöjt tryck och temperatur arbetande maldonet, utsättes för en förvärm- ning till en temperatur överstigande 10000, men ej översti- gande den i maldonets utloppszon upprätthâllna, varvid den för denna förvärmning erforderliga ångmängden i huvudsak via ett under tryck arbetande fiberavskiljande don tillföres från maldonets utloppszon.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas under hän- visning till å bifogade ritningar som exempel visad ut- föringsform.

I fig. delvis i sektion, av en anläggning för genomförande av 1 visas mer eller mindre schematiskt en sidovy, sättet enligt uppfinningen.

I fig. 2 visas den i anläggningen ingående malapparaten och till denna ansluten tryckavskiljande transportör, i större skala och i vertikalsektion. Å ritningarna betecknar 10 en inloppstratt för rå- materialet, såsom träflis, som av en skruvstransportör 11 inmatas till en förvärmare 15. Materialet komprimeras där- vid av transportörens skruv 12, som drives av en rotor 19, och bildar en ånga ej genomsläppande materialplugg. Graden av kompression regleras medelst ett pneumatiskt mottrycks- 'don 13 arbetande med en konisk ventilkägla 14 vilande mot den inmatande materialpluggen.

Vid passagen av denna ventilkägla upplöses material- pluggen och materialet faller ned i den vertikala för- värmaren 15, där en materialnivå upprätthålles, som ger önskad uppehållstid i förvärmarkärlet. Denna materialnivå upprätthâlles genom att en nivâregulator 16 påverkar inmat- Det i förvärmningskärlet 15 uppvärmda materialet utmatas i för- ningsskruvens 12 varvtal medelst driftdonet 19. värmarens botten medelst en transportör 18 via ett tätt överföringsrör 20 till inloppet av en materialet komprimeran- de transportör 22 för åstadkommande av en i princip ångtät överföringav materialet från förvärmaren 15 till malapparaten eller skivraffinören 24. 10 15 20 25 35 8200943-2 Transportören 22 omfattar på samma sätt som inmatnings- transportören ll i utföringsexemplet ett invändigt i material- strömmens riktning koniskt avsmalnande rör, i vilket arbetar Till rörets utloppssida om så erfordras för processens genomförande, ett mottrycks- en skruv 26 av samma form. anslutes, organ27 Lex.i form av en rörstuds,i vilken är lagrade klaf- far 28, som pâverkas av kolvservomotorer 30, så att de kan svängas in i studsens inre kanal 32, vilken bildar en lämpli- gen cylindrisk fortsättning av den materialet komprimerande skruvmatarens utloppsarea och vid ingrepp sålunda minskar denna kanals genomströmningsarea.

Därigenom kan kompressionsgraden av det till maldonet 24 tillförda och förvärmda materialet varieras_i önskad grad under samtidig utpressning av materialet medföljande vätska (vatten) genom perforeringar 31 i kompressionsröret till ett detta rör trycktätt anslutet hölje 35, varifrån den avpressade vätskan avledes via en rörledning 90 till en behållare 92, vars övertryck är lika med eller nära det ängtryck som upp- rätthalles i tilloppsröret 20, genom att en rörledning 94 förbinder behållaren 92 med tilloppsröret 20. Vätskenivân i behållaren 92 kontrolleras av en nivâavkännare 100 och därav styrd regulator 98 för en i avloppet 96 från behålla~ ren anbragt ventil 97.

Malapparaten eller defibrören 24 omfattar i ett hus 36 inneslutna malskivor, vid utföringsexemplet en stillastående malskiva 38, som är fast förenad med huset, och en malskiva 40 som uppbäres av en av en motor 42 driven axel 44.

Sedan utgångsmaterialet komprimerats i transportören 22 resp. mottrycksorganet 27 fortsätter det vidare genom ett invändigt lämpligen cylindriskt rör 70 vars fria ände är belägen nära intill den roterande malskivan 40. Detta rör är därvid excentriskt anordnat relativt malskivans 40 rotationsaxel för att underlätta den i hög grad komprimerade materialpluggens isärslagning innan materialet införes i spalten 48 mellan malskivorna. Pluggens sönderslagning kan lämpligen ske mot en eller flera vingar 72 pâ malskivan 40 mittför det excentriska rörets 70 mynning. Genom en ledning 74 8290943-2 10 15 20 25 30 35 kan vatten tillföras materialet då det införes i malspal- ten 48 som ersättning för det i transportören avpressade vattnety En transportör av nu beskriven art är känd genom den svenska patentskriften 419.659.

Mellan motorn 42 och den roterande malskivan 40 är på känt sätt anbragt en servomotor 45, vilken såsom t.ex. fram- går av patentet 179.337 medelst en axiellt förskjutbar men icke roterbar tryckkolv överför trycket hos ett hydrauliskt medium via axellager till den roterande axeln 44 för alstran- de av det erforderliga höga maltrycket för det i spalten 48 mellan malskivorna mot varandra vända malytor radiellt utåt strömmande malgodset. Till malskivehuset 36 är ansluten en avloppsledning 50, genom vilken den i malapparaten fram- ställda fibermassan vid bibehållet övertryck överföres resp. blåses över till en mottagningsbehållare 80 företrädesvis av cyklontyp, i vilken fiber och ånga separeras från varandra.

Den separerade fibern utmatas vid utföringsexemplet av en i princip trycktät roterbar ventil 82 till en mottagnings- transportör 84, där fibermassan medföljande fukt förångas 89 för eventuellt ut- nyttjande inom någon annan under atmosfärstryck arbetande och avledes genom en uppsamlingskâpa del av i anläggningen ingående enheter. 1 Trycknivån i mottagningsbehâllaren 80 regleras till önskat värde medelst en differentialregulator 85, vilken genom avkännande don 54 och 55 via ledningar 81 resp. 83 avkänner trycket i såväl malapparatens hus 36 som i mottag- ningskärlet 80 och automatiskt upprätthåller en tryckdif- ferens däremellan, vid utföringsexemplet vanligen 0,1 ~ 0,7 kg/cmz. Ångtrycket i malhuset kan uppgå till 7-12 kg/cm Temperaturen hos ångan vid utloppet från malhuset kan vara 115 ä 125 till 150 ä 17000 till vilken alltså materialet upphettas i förvärmaren bortsett från de oundvikliga tryck- och temperaturfallen under vägen till förvärmaren.

En ventil 52 kan vara anbringad i ledningen 50 mellan maldonet 24 och mottagningskärlet 80. Med denna ventil kan utgângshastigheten på fibermaterialet från malhuset regleras med hänsyn till ledningens 50 totala längd.

Det till förvärmaren 15 tillförda materialet upphettas 2. 10 15 20 25 30 35 8-200943-2 medelst från mottagningskärlet 80 genom en ledning 86 av- ledd ånga, vilken har en trycknivå understigande det i mal- huset upprätthällna endast med det tryckfall, som erfordras för transport av det behandlade fibermaterialet från mal- huset 36 via mottagningskärlet 80, fram till förvärmaren 15, vanligen 0,1 - 2,0 kg/cmz.

Malskivehuset 36 tillföres genom ledningar 120, 124 resp. 122 färskânga före och eventuellt efter malgodsets passage genom malspalten 48 mellan malskivorna. Färskångan har till uppgift att i malhuset upprätthålla ett för pro- cessen erforderligt tryck. Detta tryck avväges medelst en regulator 110, som påverkar en i ledningen 122 sittande ventil 112 och avkänner trycket invid malhusets avlopp via en ledning 114. Den tillförda färskångan överföres till- sammans med under malningen av tillförd elenergi genererad ånga till förvärmaren 15 med endast en minimal sänkning av tryck och temperatur.

Fördelningen av ängtillförseln genom de båda led- Led- ningen 122 behöver endast inkopplas vid extremt låg ång- generering mellan malskivorna för att då kunna upprätthålla Led- ningarna 122, 124 regleras medelst ventiler 123, 125. önskat tryck resp. förvärmningstemperatur i kärlet 15. ningen 122 kan i många fall undvaras.

Arrangemanget med separerade tryckkärl, d.v.s. för- värmare 15, malhus 36 resp. mottagningskärl 80, möjliggör sålunda att det till processen tillförda materialet kan upphettas till en temperatur i förvärmaren 15, som nära sammanfaller med det i malskivehuset såsom dess inlopp upp- rätthâllna, med utnyttjande av endast från processen äter- vunnen tryckånga.

Genom utnyttjande av malorganets 4D turboeffekt samt under sönderdelningen tillförd elenergi kan det tryck, som upprätthälles vid malhusets 36 utlopp, höjas till en nivå, som möjliggör att den till förvärmaren 15 âtercirkulerade angan bibringas ett tryck som är högre än ' det äng- tryck som upprätthälles i ffirvärm¿ren_ Det till maldonet 24 tillförda materialet kan således med detta arrangemang bibringas samma temperatur som vid 8290943-2 10 15 tidigare utföranden kunnat uppnås endast genom tiiiförsei av färsk ånga tiii förvärmaren, ett förhåiiande som medför avse- värd (40-80%) inbesparing av värmeenergi för materiaiets värmebehandiing.

Eventueiit överskott av tiiiförd eiier genererad ånga av- iedes genom en ângiedning 88, varmed det i systemet upprätt- håiina ângtrycket såiunda hâiies konstant, samtidigt som er- forderiig mindre tryckdifferens meiian maihus 36 och mot- tagningskäri 80 upprätthâiies på önskad nivå. I iedningen 88 är anbragt en ventil 99, vars instäïining kan övervakas av reguiatorn 85.

Uppfinningen är givetvis icke begränsad tiii den visade utföringsformen utan kan varieras i vidsträcktaste bemärkeise inom ramen av den grundiäggande idën. Såiunda kan en gas, såsom iuft inbiandas i ångatmosfären för âstadkommande av de avsedda tryck- och temperaturfördeiningarna i det siutna systemet.

Claims (4)

8-200943-2 Patentkrav

1. Sätt vid framställning av fibermassa av ligno- cellulosahaltigt råmaterial innefattande förvärmning av materialet i en förvärmare (15) medelst ånga, därefter mal- ning av det förvärmda; materialet under förhöjt âng- resp. gastryck mellan relativt varandra roterbara malorgan (38; 40) i en malapparat (24) till fibermassa, som från apparatens hus blåser med hjälp av ångan resp. gasen till ett separe- ringsdon (80) som likaledes står under ångtryck och i vilken ångan separeras från massan, k ä n n e t e c k n a t därav att materialets överföring icke endast till förvärmaren utan såväl från den senare som tillmalapparaten sker genom en mot övertryck ångtät transportör,-och att ett högre ångä resp. gastryck skapas i malapparaten än i förvärmaren på så sätt att den från malapparaten till mottagningsorganet avgående ångan med hjälp av detta högre tryck överföras vidare till förvärmaren och där svarar för förvärmning till över 1000 av materialet.

2. Sätt enligt patentkravet 1 k ä n n t e c k n a t därav att färskånga resp. gas tillföres materialet i mal- apparatens (24) hus före och eventuellt även efter materialets passage mellan malorganen (38, 40) varvid färskångan resp. gasen bibringas ett tryck resp. temperatur som säkerställer materialets upphettning i förvärmaren till över 10006, före- trädesvis 125 - 150%.

3. Anordning för genomförande av sättet enligt patent- kravet 1 vid framställning av fibermassa av lignocellulosa- haltigt råmaterial innefattande en förvärmare (15) som till- föres råmaterial genom ett under övertryck ångtätt överför- ingsorgan (11) samt ånga för materialets förvärmning, en skruvtransportör (22) för det förvärmda materialets över- föring till en malapparat (24) med i ett hus anbragta rela- tivt varandra roterbara malorgan (38, 40) och ett utåt av- tätat mottagningsdon (80), till vilket den malda fiber- massan blåses med hjälp av i malhuset förefintlig ånga, som i mottagningsdonet separeras från fibermassan, k ä n n e - 8200943--2 10 t e c k n a d därav att skruvtransportören är utformad för ångtät överföring under övertryck av materiaïet såväi från förvärmaren som tiil malapparaten, varvid överföringen från förvärmaren sker genom en trycktät urvattnare (31, 35) och vidare till maïapparaten via ett piuggbiïdande mottrycks- organ (27) och att mottagningsdonet är genom en iedning (86) förbundet med förvärmaren, så att då i maïapparaten aïstras resp. tiiiföres ånga resp. gas av högre tryck och temperatur än i mottagningsdonet och förvärmaren, denna ånga resp. gas överföras genom ïedningen tiïl förvärmaren och där svarar för materiaiets uppvärmning tili över 10000.

4. Anordning en1igt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a t därav att malapparaten (24) är anordnad att ti11föras färskånga resp. gas av sådant övertryck och temperatur att den åtminstone deïvis svarar för materiaiets förvärmning i förvärmaren (15) till den avsedda temperaturen före över- föringen ti11 maïapparaten.