SE442307B - Sett att ur biomassa, bestaende av torv och vedmaterial, utvinna en for tillverkning av en pappersmassaprodukt lemplig fibermassa samt en brensleprodukt - Google Patents

Description

s2u6sz1-4 Ze Uppfinninfcn Leskrives~närmare i anslutning till bifogade ritning, som mycket schematiskt åskådliggör de olika behandlingsstegen i det nya sättet.

Från en icke visad torvtäkt bortschaktas såsom inled- ningsvis nämnts ett övre skikt av biomassa innehållande torv och grovt och fint vedmaterial. Vedmaterialet varierar och kan sålunda innehålla fällda trädstammar, rötter, buskar, fina kvistar etc. I biomassan ingår vanligtvis ochså små mängder av helt obrukbart material såsom stenar.

Biomassan får eventuellt ligga och torka på naturlig väg eller avvattnas partiellt mekaniskt, exempelvis genom pressning. Om biomassan innehåller grov ved, exempelvis trädstammar kan dessa lämpligen kapas i mindre stycken för att underlätta transporten av bíomassan till den på ritningen åskådliggjorda bearbetningsanläggningen och lämpligen reduceras trädstammar till längder om c:a H meter eller mindre för den efter- följande mekaniska behandlingen i trummor av exempelvis den typ, som beskríves i svenska patentansökningen 81 07559-0.

Efter det att biomassan, som på ritningen betecknas l erhållit en torrhalt av åtminstone 10 % trans- porteras den till upparbetningsanläggningen och inmatas till den roterande renstrumman 2. Renstrumman 2, som är cylindrisk och som drives av här icke visade drivorgan har på sin mantelyta hål och(eller slitsar 2'. Slitsarna som kan vara fasta eller inställbara har exempelvis en längd av 20-890 mm och en bredd av 3-60 mm. Vid trummans 2 inlopp A har biomassan en torrhalt av minst 10 %. Under biomassans behandling i den roterande trumman 2 tillföres tryckvatten medelst ett eller flera munstycken 3. Vattnet, som sprutas direkt in i trummans inre har högt tryck för att en direkt mekanisk påverkan av den hopfiltade biomassan skall åstadkommas. Genom denna till- sats av vatten erhålles en utspädning av materialet till en tjockflytande suspension med en torrhalt av 0,5 ~ 6 % och företrädesvis mellan 1 - H %. Vid biomassans tumlande rörelse i renstrumman 2 kommer det fina materialet, dvs torv och fint vedmaterial, grus etc att passera genom'bummans slit- sar 2' under det att det grova vedmaterialet utmatas genom 3 8206331-4 trummans 2 utlopp B. Det fina materialet består i första hand av torvfibrer och kolloñala torvpartíklar och i rínya del av vedmaterial och det grova vedmaterialet av stora vedstycken, stutbar etc. På grund av den mekaniska bear- betningen i trumman 2 kommer en effektiv avbarkning av det grövre vedmaterialet att erhållas. Enligt uppfinningen matas det grövre materialet till en krcss 22 av i och för sig känt slag för sönderdelning av veden till små stycken eller flis, vilken såsom nedan beskrives bildar utgångs- materialet för framställning av lignocellulosafibrer för tillverkning av mekanisk massa, s.k. raffinörmassa, eller termomekanisk massa eller kemimekanisk massa såsom CTMP- massa. Det antages i det följande att raffinörmassa skall tillverkas. Flisen har en längd av 10-90 mm och företrädesvis 8-H0 mm och en tjocklek av 2-26 mm.

Det genom trummans 2 slitsar 2' avgående fina materialet, som väsentligen innehåller torvfibrer och kolloidala torvpar- tiklar matas till en sedimenterings- och fraktionerings- enhet 6, som här visas bestå av en tank uppdelad i tvâ avdelningar 7 respektive B medelst en mellanvägg H, som bildar ett skibord. Det genom slitsarna 2' eller hålen i trummans 2 mantelyta avgående materialet uppdelas i enheten 6 så, att grus och andra partiklar med stor densitet, exempelvis grus, lagras på bottnen hos avdelningen 7 medan lättare material flyter över skibordet H till avdel- ningen eller utrymmet 8. Detta lättare material bestående av klenare vedpartiklar, torvfiber och kolloidala torv- partiklar pumpas via en ledning 9 till en vibratíonssil l0 av konventionell typ, exempelvis en Jönsson-sil. I denna sil avskiljes större partiklar, exempelvis partiklar med en storlek överstigande 8 mm, eftersom i det aktuella fallet síIens häldiameter var 8 mm och rejektet, dvs partiklar med en storlek överstigande 8 mm överföras via en ledning ll till det grovmaterial från trumman 2, som sönderdelas såsom nedan beskrivits. Finmaterialet från silen 10 över- föres till en tank 12 av samma typ som tanken 6, dvs en tank uppdelad i tvâ kamrar. 8206331-4 =.

I den vänstra kammaren 12' på figuren uppsâmlfiß det lättaste materialet från silen 10 och pumpas via en ledning 13 till en virvelrenare lä. Rejektet 15 från detta renar- steg överfördes till en damm 16 före slutlig deponering.

Det tyngre materialet bestående av vedfibrer i tanken 12 kan lämpligen matas via en ledning till lignocellulosafiberlir-jer» 22-314- Det medelst virvelrenaren lä renade materialet, dvs acceptet matas via en ledning 17 till en sil 18 för separering av torvfibrer från det kolloídala torvmaterialet. fibrerna matas via en ledning 37 till en uppsamlingstank 19. Det kolloidala torvmaterialet överföres medelst en ledning 38 till en sedimen- teringsanordning 20 och uttages från denna för att torkas eller pressas i vått tillstånd till exempelvis briketter, dvs för bildandet av ett högvärdigt bränsle.

Torvfibrerna från virvelrenaren ln och silen 18 matades, såsom nämnts via ledningen 37 till en uppsamlings- tank 19, där en blandning av torvfiber och lignocellulosa- fiber åstadkommes. Lignocellulosafibern som lämpligen har en koncentration av H-30 % tillföres tanken 19 via ledningen 21 och härrör från det grova vedmaterialet från trumman 2 och från det från silen 10 avskilda rejektet. Det grova vedmaterialet från trumman 2 matas efter en utsortering av eventuell sten, som göres manuellt eller med i och för sig kända anordningar till den nämnda krossen 22, varvid de grova trästyckena reduceras till mindre bitar eller flis. Dessa mindre bitar överföres till en tank 23 från vilken bitarna pumpas över via ledningen 2u till en s.k. skrotfälla 25, i vilken avskiljes grus, stenar och sand.

Dessa icke önskvärda partiklar föres via ett avlopp 26 till en uppsamlingsbehållare e.d. Acceptet från skrotfällan, dvs i princip rena vedpartiklar pumpas genom ledningen 27 från skrotfällan 25 till en tank 29, vilken är uppbyggd på samma sätt som tanken 6, dvs med tvâ kamrar. Det inström- mande materialet når först den vänstra kammaren 29', varvid ev. kvarvarande grus avskiljes och träflis eller små trä- stycken flyter över till en högra kammare 29" i figuren och från denna via ledningen 30 till en konventionell ____ ...ïíí-wí-a-q-wfi- 8206331-4 skruvurvattnare 31 med cylixdrisk silplåt 32, genom vilkens perforeringar överskott av vatten avföres. Såsom nämnts till- föras även via ledningen ll torvrejekt från silen l0. Efter avvattning i skruvurvattnaren 31 erhålles ett förtjockat mate- rial med en torrhalt av 2G-A02. Detta förtjockade fiber- material matas medelst en skruvtransportör 33 till en skiv- raffinör 3fi av känd konstruktion, exempelvis en skivraffinör av märket CELLWOOD. Från raffinören erhölls en stark mekanisk massa. Typiska egenskaper har sammanställts i tabell l nedan och en jämförelse har gjorts gentemot motsvarande värden för den i dag starkaste mekaniska massan, nämligen s.k. termo- mekanisk massa.

TABELL 1 Termom. Massa enl. massa uppf.

Dragindex Nm/g 38 28 Sprängindex kPa m2/g 1,9 1,6 Rivindex mN m2/g 6,8 5,1 Det framgår av ovanstående tabell att en massa, lämpad för framställning av en pappersmassaprodukt erhållits. Värdena enligt tabellen har när det gäller massan enligt uppfinningen upptagits från en massa enligt den bearbetning som åskådlig- göres på ritningen och sålunda har exempelvis vedmaterialet före defibreringen i raffinören 3H icke uppvärmts med ånga eller underkastats någon annan kostnadskrävande behandling, såsom är fallet vid framställning av den som jämförelseobjekt använda termo-mekaniska massan. Lika väsentligt är att energi- âtgângen vid raffineringen ligger väsentligen under de belopp som konventionellt gäller. Skillnaden i energiförbrukning kan uppskattas till 600-1800 kWh/ton beroende på humifie- ringsgraden hos den bearbetade biomassan, men oberoende av humifieringsgraden är det uppenbart att en väsentlig energibesparing göres. -çtfili fl w M of: s' s” k. 8206331-4 .- Den från skivraffínören 3H erhållna av lignocellulosa- fiber och torvfiber bestående massan matas via ledningen 21 till en uppsamlings- och blandningstank l9. Andelen fiber från skivraffinören 3U beräknades till c:a 10 %, vilket innebär att andelen fiber utvunnen från ïrummafl 2 blev Cia 90 ä. Fiberblandningen i tanken 19 pumpades via ledningen till en pappersmaskin 36. På denna pappersmaskin 36 framställdes en kartongliknande produkt med en arkvikt av 230 g/m2. Denna produkt skars upp till ark med storleken 80 x 60 cm och arken buntades i balar om 180 kg/st.

Ett mindre parti av torvfiber-lignocellulosafibermassan uppsamlades i rullar.

Vid utvärdering av egenskaperna hos de framställda produkterna framgick att densiteten var extremt låg och uppgick till exempelvis 2M7 kg/m3 hos ett hårt pressat material. Fortsatta försök visade att en inblandning av konventionell massa medförde en överraskande styv produkt vid framställning av wellpapp. Den ytterst överraskande effekten är att den genom uppfinningen framställda massan blir betydligt billigare än konventionell av enbart Ved framställd massa och att helt nya överraskande egenskaper, exempelvis den låga densiteten erhålles.

En pappersmassaprodukt i arkform enligt uppfinningen har visat sig synnerligen lämplig som jordtäckningsmedel för odling av grönsaker, varvid jorden täcks med längder av en produkt framställd såsom ovan beskrivits. Produktens låga densitet medförde dels en god värmeisolering och dels en god luft- tillförsel och visade sig efter odlingssäsongens slut kunna plöjas ner och helt destrueras i jordlagret. Vidare har produkten överlägsen förmåga att bevara markens fukt relativt konstant.

I det fall en pappermassaprodukt enligt uppfinningen skall användas för framställning av exempelvis kartong kan det vara lämpligt att i den framställda massan blanda in förstärkningsfibrer, exempelvis fibrer av plast e.d. Möjlig- het att armera en massa enligt uppfinningen med exempelvis konventionell mekanisk massa, sulfat och sulfitmassa finns givetvis även. Det är även lämpligt att blanda.in stråväxterji såsom halm och bagass. u 7 8206351-'4 Det kolloidala eller partikelformiga torvmaterial. swn _ T* måste avlägsnas f-* a torvfiber-1ignocellulosafibermessan skall få de utmärlta egenskaper som redovisats ovan och som i icke obetvclig utsträckning motiverar ett ekonomiskt gynnsamt utnyttjande av den biomassa, som hittills betraktats som en ur miljösynpunkt besvärande avfallsp;odukt matas från tanken 23 medelst en skruvpress M0. I skruvpressen HO blandas i detta fall det sedimenterade, kolloidala materialet med i skruvur- vattnaren 31 förtjockad grovfibersuspension och denna suspension matas via ledningen 39 till skruvpressen. Blandningen av sedi- mentet från tanken 20 och det grova fibernaterialet från skruv- urvattnaren 32 visade sig vara överraskande lätt att bringa till hög torrhet. Sålunda erhölls efter skruvpcessen 40 ett bränsle- material med en torrhalt av UU-H5 procent, vilken torrhalt är an- märkningsvärt hög med tanke på det höga innehållet av kolloi- dalt material, som i detta fall uppgick tflll 50 % torrvikt.

Efter avvattning av bränslematerialet revs detsamma i en grovrivare H1 och matades i form av flingor till en flingtork H2. I flingtorken H2 torkades materialet till en torrhalt av 83% och samlades sedan i en behållare H3. Den.erhållna bränsleprcdukten innehöll en överraskande låg askhalt. Sålunda visade analysen ett medelvärde av endast 0,7 % askhalt, vilket skall jämföras med 2-7 % hos vanlig bränsletorv, dvs den torv som upptages från en torvmosse efter det att biomassan, som behandlas enligt uppfinningen avlägsnats. Förklaringen till den låga askhalten torde vara att sand och grus avlägsnas i sedimenteringstankarna 6,l2,l6,23 och 29 och efter :andrensning i fällorna ln och 25, Det är naturligtvis även möjligt att torka sedimentet av kolloidala partiklar utan tillsats av grovmaterial från skruvurvattnaren 32, i vilket fall detta grovmaterial utnyttjas enbart för framställning av pappersmassaprodukten.

Den framställda massan kan användas för tfiflvendfixmtavlångl ÜHHOP, arkformade produkter, plattor, skivor, planteringskärl, täck- material för odling av växter etc och bränsleprodukten kan framställas i form av pulver, flingor, briketter e.d.

Claims (6)

8206331-4 s PATBNTSKRAV

1. Sätt att ur biomassa (1), bestående av torv och vedmate- rial utvinna en för tillverkning av en pappersmassaprodukt med låg densitet och hög hållfasthet lämplig fíbermassa samt en bränsle- produkt, varvid biomassan tillsättes vatten för erhållande av en flytande suspension, k ä n n e t e c k n a t därav, att torven i en första separeringsanordning (2) mekaniskt separeras från grovt vedmaterial i suspensionen, att torvens fibermaterial i en andra separeringsanordning (10) avskiljes från i torven ingående fint vedmaterial, att det grova vedmaterialet och det fina vedmaterialet defibreras för erhållande av vedfibrer, att i torvens fibermaterial ingående torvfibrer i en tredje separeringsanordning (18) separeras från kolloidalt torvmaterial, att torvfibrerna och vedfibrerna blandas för åstadkommande av en massablandning för tillverkning av pappersmassaprodukten samt att det kolloidala torvmaterialet avvattnas för bildande av en bränsleprodukt.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att en viss mängd av vedmaterialets fibrer tillsättes det kolloidala torvmaterialet och att den sålunda erhållna bland- ningen avvattnas ochtorkas.

3. , Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att biomassan tillsättes vatten i sådan mängd att torrhalten blir 0,5-6 %, företrädesvis 1-R %.

4. Sätt enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att det grövre vedmaterialet separeras från torven i en roterbar renstrumma (2).

5. Sätt enligt krav H, k ä n n e t e c k n a t därav, att det från trumman (2) avgående, grova vedmaterialet redu- ceras till flisbitar med en längd av 10-90 mm och företrädesvis 8-H0 mm och en tjocklek av 2-20 mm. 9 8206331-4

6. Sättenligtkravenllochå, kännetecknat därav, att erhållna flisbitar defibreras till mekanisk massa.