SE445232B

SE445232B - PROCEDURE FOR IMPROVING HEAT ECONOMY OF A MANUFACTURING PROCESS

Info

Publication number: SE445232B
Application number: SE8103456A
Authority: SE
Inventors: M Aario
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1986-06-09
Also published as: SE8103456L; FI59628B; BR8103481A; AU7127281A; DE3120927A1; CA1157305A; FI59628C

Description

8103456-5 temperatur påverkar fíbreringen så, att när temperaturen av spritsvattnet är högre, är de avskilda fibrerna enhetligare och längre. Tack vare fibrernas längd är hållfasthetsegenskaperna hos papper, som tillverkats av dessa fibrer, bättre än om vid slipningen hade använts lägre temperaturer på spritsvatten och papper hade tillverkats av på detta sätt producerade fibrer. Provresultaten visar att betydelsen av varmt spritsvatten i normal slipning är relativt liten. 8103456-5 temperature affects the fibrillation so that when the temperature of the spray water is higher, the separated fibers are more uniform and longer. Due to the length of the fibers, the strength properties of paper made from these fibers are better than if lower temperatures on spray water had been used in the grinding and paper had been made from fibers produced in this way. The test results show that the significance of hot spray water in normal grinding is relatively small.

Tidigare är även känt att slipa under tryck (finska utläggningsskriften 69880, finska patenten 57979 och 57980, samt svenska publicerade ansökningen 7411949-6, svenska patenten 318178 och 336952), varvid slipningen sker i ett under tryck försatt sliprum.' ' Veden matas in i det tryckunderkastade sliprummet till exempel med hjälp av ovanpå slipmaskinens slipfickor anordnade tryckutjämningskammare. Det av matningsluckor och massatråget begränsad sliprummet försätts under tryck lämpligast medelst luft eller tryckånqa.It has also previously been known to grind under pressure (Finnish application 69880, Finnish patents 57979 and 57980, and Swedish published application 7411949-6, Swedish patents 318178 and 336952), whereby grinding takes place in a pressurized grinding chamber. ' The wood is fed into the pressure-subjected grinding chamber, for example by means of a pressure equalization chamber arranged on top of the grinding pockets of the grinding machine. The grinding space limited by feed hatches and the pulp tray is most preferably pressurized by means of air or pressure steam.

Fibrering av veden sker nu på samma sätt som i normal slipning genom att trycka träkubbar medelst en hydraulkolv mot slipstenen. Den av slipstenen förorsakade vibrationen och friktionsvärmet tillsammans med spritsvatten sepa- rerar fibrerna från trämaterialet.Fibration of the wood now takes place in the same way as in normal grinding by pressing wooden blocks by means of a hydraulic piston against the grindstone. The vibration and frictional heat caused by the grindstone, together with spray water, separate the fibers from the wood material.

Det är uppenbart att spritsvattnets temperatur är av större betydelse för fibreringen vid tryckslipning än vid slipning under atmosfäriskt tryck, Ju varmare spritsvattnet är, desta längre och enhetligare är fibrerna som avskiljes från vedmaterialet, och desto större hållfasthet har papperet som tillverkats av dessa febrer. Ju varmare spritsvattnet som förs tillbaka till slipmaskinen är, desto gynnsammare är detta för tryckslípningen. D -I Efter fibreringen förs massasuspensionen ut från sliprummet genom ett rör, i vilket massasuspensionen ingående stickor och större trästycken sönder~ malas medelst en stickkross före volymreglering av massaströmmen. Temperaturen hos massan som ledes ut från sliprummet är normalt över 1000 C. Beroende på spritsvattnets temperatur och övertrycket i sliprummet kan massans temperatur i praktiken stiga upp till 1á5° C. Då måste inmatningstemperaturen hos sprits- vattnet vara 130-1350 C och övertrycket i sliprummet vara 3 bar. Massasuspen- sionens värmeenergi frigöras i form av ånga i en cyklon, i vilken trycket redu- ceras till atmosfärtrycket. Från cyklonen kan massan föras direkt till en ur- vattnare, i vilken det heta sprílsvattnet separeras från massan för att ledas tillbaka till sliprbmmet. Från cuklpnen kan massan också tömmas till en mellan- behållare, varifrån den kan ledas till olika sorteringar: trycksilning och' Vlvirvelrening före inmatning till urvattnaren,_i-vilken det heta spritsvattnet 8103456-3 separeras från massan. Också silningsrejekterna kan behandlas på normalt sätt: urvattnas, malas och silas innan de föres till urvattnaren för tillvarataghing av spritsvattnet. Från urvattnaren avlägsnas massan med en koncentration på 10 - 33 %.It is obvious that the temperature of the spray water is of greater importance for the fiberization during pressure grinding than during grinding under atmospheric pressure. The hotter the spray water, the longer and more uniform the fibers separated from the wood material, and the greater the strength of the paper made from these fibers. The hotter the spray water that is returned to the grinder, the more favorable this is for the pressure grinding. D -I After fibrillation, the pulp suspension is discharged from the grinding chamber through a pipe, in which the pulp-containing sticks and larger pieces of wood are ground by means of a crusher before volume control of the pulp stream. The temperature of the pulp that is led out of the sanding room is normally above 1000 C. Depending on the temperature of the spray water and the overpressure in the sanding room, the temperature of the pulp can in practice rise up to 1á5 ° C. Then the feed temperature of the spray water must be 130-1350 C be 3 bar. The heat energy of the pulp suspension is released in the form of steam in a cyclone, in which the pressure is reduced to atmospheric pressure. From the cyclone, the pulp can be fed directly to a dewaterer, in which the hot spray water is separated from the pulp to be led back to the grinding chamber. From the bucket the pulp can also be emptied into an intermediate container, from which it can be led to different sorts: pressure screening and vortex cleaning before feeding to the dewaterer, in which the hot spray water is separated from the pulp. The sieving rejects can also be treated in the normal way: dewatered, ground and filtered before being taken to the dewaterer for recovery of the spray water. The mass is removed from the dewaterer at a concentration of 10 - 33%.

Nackdelen med detta kända system är att med den utgående massan avgår från systemet också 2-10 Z av det varma spritsvattnet. Denna vattenmängd måste ersättas med nytt vatten, vars temperatur ofta är mycket lägre, vanligen 50- 60°C. Detta svalare tiiläggsvatten sänker också temperaturen hos det i slip- rummet insprutade vattnet 2 - 5°C.The disadvantage of this known system is that with the outgoing mass, 2-10 Z of the hot spray water also leaves the system. This amount of water must be replaced with fresh water, the temperature of which is often much lower, usually 50-60 ° C. This cooler supplemental water also lowers the temperature of the water injected into the sanding room by 2 - 5 ° C.

Dessutom måste massatanken ofta dimensioneras stor, vilket medför stora avkylande ytor och stor värmeförlust. Också temperaturen hos massan som avgår från urvattnaren är menligt hög, 90-10006, varvid massan lätt blir mörk vid upplagring samt svår att biekas till exempel medelst peroxidblekning. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande som undviker ovannämnda nackdelar och förbättrar värmeekonomín av en tillverk- ningsprocess för träslipmassa medelst tryckslipning, och gör den från urvatt- naren avgående slipmassan lämpligare för upplagring och blekning. Detta ända- mål uppnås medelst förfarandet enligt uppfinningen, som kännetecknas därav, att slipmassan som skall förtjockas besprutas med vatten med en temperatur som är lägre än slipmassans temperatur, och att åtminstone en del av detta vatten används såsom ersättningsvatten för spritsvattnet för sliprummet.In addition, the pulp tank often has to be dimensioned large, which results in large cooling surfaces and large heat loss. The temperature of the pulp that leaves the dewaterer is also dangerously high, 90-10006, whereby the pulp easily becomes dark during storage and is difficult to beekeep, for example by means of peroxide bleaching. The object of the present invention is to provide a method which avoids the above-mentioned disadvantages and improves the thermal economy of a manufacturing process for wood abrasive pulp by means of pressure grinding, and makes the abrasive mass leaving the dewaterer more suitable for storage and bleaching. This object is achieved by means of the method according to the invention, which is characterized in that the abrasive mass to be thickened is sprayed with water at a temperature lower than the temperature of the abrasive mass, and that at least a part of this water is used as replacement water for the abrasive water.

Uppfinningen baserar sig på tanken att mellan slipmassan som skall ur- vattnas och det kalla ersättningsvattnet som skall tillföras spritsvattnet åstadkommes en_värmeväxling för att överföra värme från slipmassan till er- sättningsvattnet. På detta sätt uppvärms det kalla ersättningsvattnet och tem- peraturen hos spritsvattnet för tryckslipningsprocessen förblir hög, då däre- mot massan som avgår från urvattnaren avkyls. U _ Enligt den enklaste tillämpningsformen av förfarandet sprutas på slip- massan som skall urvattnas bara så mycket vatten, som behöves för att erhålla tillräckligt mycket varmt ersättningsvatten, men det är emellertid fördelaktigt att spruta på slipmassan som skall urvattnas så mycket vatten, att slipmassan avkyls till en temperatur som är lämplig för upplagring och/eller blekning.The invention is based on the idea that between the abrasive mass to be dewatered and the cold replacement water to be supplied to the spray water, a heat exchange is effected to transfer heat from the abrasive mass to the replacement water. In this way, the cold replacement water is heated and the temperature of the spray water for the pressure grinding process remains high, as the mass leaving from the dewaterer cools down. According to the simplest application of the method, only as much water as is needed to obtain a sufficiently hot replacement water is sprayed on the abrasive mass to be dehydrated, but it is advantageous to spray on the abrasive mass to be dewatered so much water that the abrasive mass cools. to a temperature suitable for storage and / or bleaching.

På detta sätt avkyls slipmassan medelst det sprutade vattnet tillräckligt med hänsyn till efterbehandlingen.In this way, the abrasive mass is cooled by means of the sprayed water sufficiently with regard to the finishing.

En tíllämpningsform av förfarandet kännetecknas därav, att vattnet sprutas i två delar, varav den ena väsentligen motsvarar mängden av ersättnings- 8103456-3- vatten som behövs för spritsvattnet för sliprummet, och den andra motsvarar mängden av vatten som utöver den första delen behövs för att avkyla slipmassan till nämnda avkylningstemperatur. På detta sätt kan mängden av erforderlig ersättningsvatten för spritsvattnet för tryckslipprocessen och mängden av vatten som behövs för avkylning av slipmassan regleras oberoende på varandra.One form of application of the method is characterized in that the water is sprayed in two parts, one of which substantially corresponds to the amount of replacement water needed for the spray water for the grinding chamber, and the other corresponds to the amount of water needed in addition to the first part to cool the abrasive mass to said cooling temperature. In this way, the amount of replacement water required for the spray water for the pressure grinding process and the amount of water needed for cooling the abrasive mass can be regulated independently of each other.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifog- ade ritning som visar schematiskt tryckslipprocessen enligt uppfinningen. _Ritningens figur 1 visar en slipmaskin 1, som omfattar en roterande slipsten 2, som är anbringad i ett under-tryck försatt sliprum 3. l anslutning till sliprummet finns två slipfickor Å, ovanpå vilka anordnats í och för sig kända, av matningsluckor tillslutna tyrckutjämningskammare 5. På motsatta sidor av slipstenen finns hydraulkolvar 6 för att trycka mot slipstenen trä- kubbar som matats in i slipfickorna. I sliprummet har anbringats ett antal spritsrör 7 för att spruta varmt spritsvatten på slipstenen. För uppsamling av slipmassan har i sliprummet anordnats ett massatråg 8.The invention is described in more detail in the following with reference to the accompanying drawing which schematically shows the pressure grinding process according to the invention. Figure 1 of the drawing shows a grinding machine 1, which comprises a rotating grinding stone 2, which is arranged in a pressurized grinding chamber 3. In connection with the grinding chamber there are two grinding pockets On opposite sides of the grindstone there are hydraulic pistons 6 for pressing against the grindstone wooden blocks which are fed into the grinding pockets. A number of spray pipes 7 have been fitted in the grinding room to spray hot spray water on the grinding stone. A pulp tray 8 has been arranged in the grinding room for collecting the abrasive mass.

Från slipmaskinens massatråg leder ett rör 9 för slipmassan A genom en stickkross ID till en cyklon 11 som försetts med ett avloppsrör l2. Från cyk- lonen utgår ett rör 13 för att föra slipmassan B, som avlastats från tryck, till en massatank lä. Från massatanken leder ett rör 15 genom en pumpen 16 och V en trycksil 17 till en urvattnare 18 för slipmassan C. Urvattnaren har försetts med ett avlopp 19 för den förtjockade slipmassan D.From the pulp tray of the grinding machine, a pipe 9 for the sanding mass A leads through a crusher ID to a cyclone 11 which is provided with a drain pipe 12. From the cyclone, a pipe 13 emerges to carry the abrasive mass B, which has been relieved of pressure, to a pulp tank shelter. From the pulp tank, a pipe 15 leads through a pump 16 and V a pressure screen 17 to a dewaterer 18 for the abrasive mass C. The dewaterer has been provided with a drain 19 for the thickened abrasive mass D.

Urvattnaren är försedd med två spritsrör 20 och 21 genom vilka sprutas kallt vatten på massabanan som skall urvattnas. I urvattnaren finns en bassäng 22 för både från slipmassan C avlägsnat vatten F och från det första sprits- röret sprutat vatten Ei och en annan bassäng 23 för från det andra spritsröret sprutat vatten E2. Från bassängen 22 leder ett rör ZÅ till en vattentank 25 och från bassängen 23 ett rör 26 till en kylvattentank 27. Från vattentanken 25 leder ett rör 28 genom en pump 29 till de i sliprummet befintliga spritsrören 7 för att leda varmt spritsvatten G till dessa spritsrör.The dewaterer is provided with two spray pipes 20 and 21 through which cold water is sprayed on the pulp web to be dewatered. In the dewaterer there is a basin 22 for both water F removed from the abrasive mass C and water E1 sprayed from the first spray pipe and another basin 23 for water E2 sprayed from the second spray pipe. From the basin 22 a pipe ZÅ leads to a water tank 25 and from the basin 23 a pipe 26 to a cooling water tank 27. From the water tank 25 a pipe 28 leads through a pump 29 to the spray pipes 7 in the grinding room to lead hot spray water G to these spray pipes .

Vid tillverkning av träslipmassa cirkulerar spritsvattnet kontinuerligt genom ett av rören 9,l3,2Ä,28 bildat cirkulationssystem. En del av spritsvatt- en förs bort tillsammans med den förtjockade slipmassan och till följd av andra förluster av vatten från processen, avgående ånga osv., måste till cirku- lationssystemet tillsättas mera ersättningsvatten än vad som avgår från ur- vattnaren tillsammans med massan. Såsom ersättningsvatten används härvid _vatten El som sprutats från spritsröret 20 på slipmassabanan som skall urvattnas. 99°c + 5o°c 8103456-3 Detta vatten uppvärms samtidigt som det avkyler massan. På detta sätt upp- värms ersättningsvattnet medelst slipmassans värme, vilket förbättrar värme- ekonomin av tillverkningsprocessen. Slipmassans ytterligare avkylning för upp- lagring eller blekning utförs medelst kylvatten E2 som sprutas från spritsröret 21.In the manufacture of wood abrasive pulp, the spray water circulates continuously through a circulation system formed by the pipes 9, 13,2Ä, 28. Some of the spray water is removed together with the thickened abrasive mass and as a result of other losses of water from the process, departing steam, etc., more replacement water must be added to the circulation system than what leaves the dewaterer together with the mass. As replacement water, water E1 sprayed from the spray pipe 20 on the abrasive web to be dewatered is used. 99 ° c + 50 ° C 8103456-3 This water is heated at the same time as it cools the mass. In this way, the replacement water is heated by means of the heat of the abrasive mass, which improves the heat economy of the manufacturing process. The additional cooling of the abrasive mass for storage or bleaching is carried out by means of cooling water E2 which is sprayed from the spray pipe 21.

Temperaturen hos slipmassan C som kommer till urvattnaren är 99-i00°C och temperaturen hos den förtjockade massan är cirka 70°C, när den avgår från urvattnaren. Temperaturen hos vattnet som leds till spritsrören 20,21 är högst 60°c.The temperature of the abrasive mass C coming to the dewaterer is 99-100 ° C and the temperature of the thickened mass is about 70 ° C, when it leaves the dewaterer. The temperature of the water that is led to the spray pipes 20,21 is at most 60 ° c.

Om slipmassan till exempel kommer till urvattnaren med en temperatur på 9906 och avgår med en konsistens på 15 Z, är ersättningsbehovet 6,7 Z av hela spritsvattnet. Om temperaturen hos detta ersättningsvatten är SOOC, blir spritsvattnets medeltemperatur 0,067 x 5006 + 0,933 X 99°C = 95,7OC- ' Om man använder förfarandet enligt uppfinningen och ersättningsvatten med en.temperatur på 5000 sprutas i jämstora satser på massabanan i urvattnaren och antalet spritsrör är ett, blir temperaturen hos den avgående massan och ersättningsvattnet: = 74,500 Om det finns två spritsrör, blir ersättningsvattnets medeltemperatur: 99°c + 0,5 X 50°c 1,5 + 0,5 X 50°c 99°c + 0,5 X 50°c + 1.5 1,5 och den avgående massans temperatur 71,7oC. )= 2 = 77,2°c Med förfarandet enligt uppfinningen blir alltså cirkulationsvattnets cotaltemperatur 0,067 X 77,2°c + 0,933 X 99°c = 97,5°C och den avgående massans temperatur 7l,7oC.For example, if the abrasive mass reaches the dewaterer with a temperature of 9906 and leaves with a consistency of 15 Z, the replacement need is 6.7 Z of the entire spray water. If the temperature of this replacement water is SOOC, the average temperature of the spray water will be 0.067 x 5006 + 0.933 X 99 ° C = 95.7 ° C. spray pipe is one, the temperature of the leaving mass and the replacement water will be: = 74,500 If there are two spray pipes, the average temperature of the replacement water will be: 99 ° c + 0.5 X 50 ° c 1.5 + 0.5 X 50 ° c 99 ° c + 0.5 X 50 ° C + 1.5 1.5 and the temperature of the leaving mass 71.7oC. ) = 2 = 77.2 ° c With the process according to the invention, the total temperature of the circulating water thus becomes 0.067 X 77.2 ° C + 0.933 X 99 ° c = 97.5 ° C and the temperature of the leaving mass 71, 7 ° C.

Ritningen och beskrivningen avser bara att åskådliggöra uppiinningens princip. Till sina detaljer kan förfarandet variera betydligt inom ramen för patentkraven.The drawing and description are only intended to illustrate the principle of origin. In detail, the procedure may vary considerably within the scope of the claims.

Claims

8103456-3 Patent claims:

1. A method for improving the thermal economy of a wood sanding pulp production process, according to which the wood is ground by means of a rotary sanding means (2) in a pressurized sanding chamber (3), hot water (G) is injected into the sanding chamber, the sanding mass (C) thickened to remove water (F) from the pulp and the thickened pulp (D) is stored and / or bleached after its cooling, characterized in that the abrasive pulp (C) to be thickened is sprayed with water (E) at a temperature which is below the temperature of the abrasive mass and that at least a part (E1) of this water is used as a replacement water for the spray water for the abrasive chamber.

2. A method according to claim 1, characterized in that so much water (E1, E2) is sprayed on the abrasive mass (C) to be thickened that the abrasive mass cools to a temperature suitable for storage and / or bleaching.

3. A method according to claim 2, characterized in that the water (E) is sprayed in at least two parts (E1, E2), of which the first part (E1) substantially corresponds to the amount required as a replacement water for the spray water of the grinding room (3). (G) and the second part (EZ) correspond to the amount of water which, in addition to the first part (E1), is needed for cooling the abrasive mass (C) to said temperature.