SE450005B - Behandling av torv som er suspenderad i vatten till en slurry - Google Patents

Description

20 25 30 35 450 005 nering, kan enligt känd teknik genomföras mekaniskt på ett antal olika sätt, t ex med bågsil, centrifug, s k Float-wash-teknik m m. Genom dessa kända metoder är det i och för sig möjligt att höja koncentra- tionen hos en pumpbar torvsuspension till en TS-halt av storleks- ordningen 10 Z. Dessa tekniker förutsätter emellertid att inkommande torv är fri från is, vilket begränsar utnyttjandetiden hos anlägg- ningarna. Det är inte heller ekonomiskt rimligt att komplettera anläggningarna med utrustningar för uppvärmning av råtorven för att smälta is. En kontinuerlig produktion oberoende av årstiden är därför inte möjlig, vilket är en avsevärd begränsning i systemen.

Det är även sedan länge känt att torven utgör ett kolloidalt system med stark affinitet till vatten, och att det vatten som är kolloidalt bundet till torven lättast kan avlägsnas genom förbehandling med olika elektrolyttillsatser. I synnerhet är det vatten som finns i torvens kolloidala finfraktion som är bundet på detta sätt, varför det bedömts som angeläget att finna enklare metoder eller tillsatser, så att även denna del av fraktionen mekaniskt kan avvattnas. Polyelektrolyttill- satsen innebär emellertid en avsevärd kostnadsfaktor. I synnerhet gäller detta då torven innehåller en hög andel finfraktion, vilket är fallet vid torvtyper med hög humifieringsgrad och/eller om man i systemet återcirkulerar en del av finfraktionen, så att koncentra- tionen av finfraktion i inkommande råtorv höjs.

Genom pressning kan TS-halten enligt kända metoder höjas till cirka 30 Z. Flera typer pressar har enligt nämnda resultatrapport NE l981:5 testats, bland annat en så kallad multibeltpress i kombination med en valspress. Genom denna kända teknik kan man uppnå en TS-halt av cirka 30 Z. De ekonomiska kalkyler som gjorts baserade på genomförda press- försök tyder på att pressningen ej bör drivas längre än till denna TS- halt. För att nå högre TS-halt krävs långa presstider, varvid kapa- citeten sjunker påtagligt. Härigenom blir kostnaden besvärande hög.

Därför måste ytterligare ett avvattningssteg tillgripas, nämligen torkning. Torkning av torv med så hög fukthalt som 70 Z är emellertid kostsamt. Önskvärt är därför att TS-halten före torkningen kan ökas, 10 15 20 25 30 35 450 005 vilket inte är ekonomiskt möjligt med kända tekniker. Man kan därför inte säga att kända pressningsmetoder samverkar med de andra anlägg- ningarna i systemet på ett för hela systemet synergistiskt sätt. Även för torkningsdelen har ett flertal metoder och apparaturer utvecklats. En metod beskrivs exempelvis i SE p.ans 78 10558-2. Mate- rialet torkas enligt denna metod i ångtork, där materialet omges av vattenånga under övertryck. Ängan genereras i en särskild ångpanna, som väsentligt fördyrar systemet och gör det orealistiskt åtminstone för mindre eller medelstora anläggningar. En i detta avseende mer fördelaktig metod beskrivs i SE p.ans 78 06720-4, som dock förutsätter en apparatur som arbetar enbart med direkt torkning vid atmosfärs- tryck, vilket ej ger en hög verkningsgradÄ REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att erbjuda förbättringar i en eller flera av följande faser, nämligen brytning, förbehandling, avvattning och torkning av torv, vilka faser kan ingå i ett integrerat system i vilket de olika avdelningarna eller faserna kan samverka med varandra på ett för hela systemet synergistiskt sätt.

Syften med uppfinningen är även att erbjuda nya lösningar på ovan nämnda problem och nackdelar hos kända metoder för brytning, förbe- handling, avvattning och torkning av torv och/eller, när det gäller åtminstone den senare delen, av andra biomassor.

Enligt en första aspekt på systemet föreslås sålunda ett nytt till- vägagångssätt vid torvbrytningen. Enligt uppfinningen slammas torven upp till en pumpbar slurry eller suspension som leds till en avvatt- ningsanläggning. Uppfinningen kännetecknas härvid av att från avvatt- ningsanläggningen återförs varmt bakvatten, som används för att upp- värma råtorven i anslutning till brytningsstället, företrädesvis för att uppvärma den innan den bryts. Lämpligen sprids det varma bak- vattnet ut över mossen på länmligt avstånd från torvgraven för att åtminstone delvis genom förträngning av det kallare mossvattnet värma torven och för att användas för beredning av slurryn, medan det kal- 10 _15 20 25 30 35 450 005 lare mossvattnet företrädesvis avleds till den utbrutna torvgraven.

Bakvattnet innehåller härvid även en i avvattningsanläggningen av- skiljd finfraktion, som sprids ut över mossen tillsammans med det varma bakvattnet, så att den fina torvfraktionen blandas med det grövre materialet i mossens övre skikt. Efter hand återbördas huvud- delen av den på mossen utspridda finfraktionen till torvgraven, efter det att finfraktionens partiklar kan ha passerat genom mossens rå- torvlager och/eller avvattningsanläggningen en eller flera gånger. För att förhindra att väsentliga mängder av det utspridda vattnet rinner direkt ut i torvgraven utan att passera genom dettas djupare partier kan en vall av utbruten torv läggas mellan torvgravens kant och det område på mossen där vattnet sprids ut. En speciell fördel med att integrera torvbrytningen med en efterföljande avvattning är även att det varma bakvattnet vintertid kan användas för att smälta frusen torv, så att denna kan brytas och slammas upp till en suspension.

Uppfinningen innebär sålunda en möjlighet till verklig året-runt- brytning. Företrädesvis innehåller det varma bakvattnet även torvaska, som dels inverkar nedbrytande på torvens kolloidala bindningar, dels höjer pH-värdet på det vatten som avleds till torvgraven tillsammans med finfraktionen. Härigenom skapas förbättrade förutsättningar för återanvändning av den utbrutna mossen till skogsodlingar eller jord- bruk. Som komplement eller alternativ till torvaska kan även andra kemikalier tillsättes för att bryta torvens kolloidala bindningar på sätt som är i och för sig känt.

För själva brytningen kan såväl konventionella som nyutvecklade ut- rustningar tänkas. Både grävnings- och hydrotorvprincipen kan ut- nyttjas. Används grävare, bör denna vara fjärrstyrd, obemannad och stubbokänslig.

Ett syfte med uppfinningen är även att erbjuda en förbehandling av den suspenderade torven, vilken förbehandling på ett fördelaktigt sätt kan integreras såväl med den nyss beskrivna torvbrytningen som med en fortsatt avvattning genom pressning till hög koncentration. Ett syfte med förbehandlingen är härvid även att förbättra dränageförmågan hos torven samt att höja koncentrationen. Enligt denna aspekt på upp- 10 15 20 25 30 35 450 005 finningen avvattnas torv-vattensuspensionen i ett antal seriekopplade avvattningsapparater, samtidigt som en andel av torvens finfraktion avlägsnas med bakvattnet, varvid avvattningsapparaternas sildukar renspolas med varmare spolvatten. Som spolvatten används lämpligen varmare bakvatten från en efterföljande apparat. I den sista av de seriekopplade avvattningsapparaterna kan användas varmt bakvatten från en efterföljande slutpressningsanläggning.

Genom att använda varmt spolvatten förbättras torvens dränageförmåga.

För att ytterligare förbättra dränageförmågan på i och för sig känt sätt tillsättes lämpliga kemikalier, i synnerhet som elektrolyter verksamma metallföreníngar (positiva metalljoner) för att genom en kombination av kemisk, termisk och mekanisk behandling bryta en del av torvens kolloidala system. Företrädesvis utgörs nämnda kemikalier helt eller delvis av torvaska, som kan erhållas i en i systemet in- gående torkníngsdel. Den mekaniska bearbetningen innefattar bland annat homogeniseríng mellan å ena sidan den avvattnade torvkaka som erhålls i var och en av apparaterna och å andra sidan varmare bakvat- ten från efterföljande apparat. Lämpligen används slutna avvattnare.

Den suspension som matas till den första av de seriekopplade avvatt- ningsapparaterna har normalt en koncentration av max 5 Z, lämpligen en TS-halt av 2-3 Z, och en temperatur av 10-30°C, medan den slurry som lämnar den sista avvattningsapparaten kan ha en koncentration av S-12 Z, lämpligen en TS-halt av 6-10 Z, dvs. ungefär samma TS-halt som i den obehandlade råtorven i mossen, och en temperatur av 40~ 80°C, lämpligen 50-70°C. Kemikalierna, företrädesvis torvaska, till- sätts lämpligen till ett buffertlager före den första avvattnings- apparaten. Ännu ett syfte med uppfinningen är att erbjuda en pressningsmetod, vilken inte kräver långa presstider, vilket innebär att hög kapa- a citet kan uppnås. Den i sammanhanget korta presstiden kan uppnås genom att torven befriats från en väsentligtdel av finfraktionen, genom att de kolloidala bindningarna brutits genom tillsats av nämnda kemikalier, företrädesvis torvaska, och genom att pressningen ut- förs vid förhöjd temperatur. Mer bestämt är temperaturen högre än i 10 15 20 25 30 35 450 005 de inledande avvattningsapparaterna, lämpligen över 90°C. Ett spe- ciellt kännetecken på uppfinningen är att vattnet i torvkakan före- trädesvis förträngs med hjälp av varmare vatten under succesivt ökat tryck. Normalt sker förträngningen av vattnet i torvkakan medelst varmare vatten i vätskefas, men man kan även tänka sig att förträng- ningen av vattnet i torvkakan utförs medelst ånga, dock utan för- ångning av vattnet i torvkakan.

För att utföra pressningen kan ett flertal olika apparater tänkas.

Lämpligen används dock en apparat som i princip utgörs av en sluten tvättpress, i vilken torvkakan utsätts för urvattning, tvättning eller förträngning medelst varmare vatten och därmed uppvärmning samt vals- pressning. Det specifika trycket i valspressnypet bör uppgå till lägst 300 bar, företrädesvis lägst 400 bar och lämpligen mer än S00 bar.

Flera sådana pressar kan användas, varvid man dock normalt icke i den sista pressen förtränger vattnet i turvkakan medelst varmare bakvat- ten. Bakvattnet från den första pressen används som spolvätska i den sista av de inledande avvattningsapparaterna. För uppvärmning av torvkakan samt för förträngning av vattnet i den eller de pressar där tvättning eller förträngning sker, används lämpligen kondensat från en efterföljande torvtork. Ännu ett syfte med uppfinningen är att erbjuda en förbättrad torkme- tod, som även kan användas för andra biomassor än torv, exempelvis finfördelad bark, sågspån, skogsavfall m m. Enligt denna aspekt på uppfinningen torkas massan i åtminstone två steg, varvid man i ett första steg torkar massan med hjälp av heta rökgaser i en värme- växlare i en ångfas med högre ångtryck än i ett efterföljande steg, och att den härvid genererade ångan efter separering från massan an- vänds för värmning i nämnda efterföljande steg. Företrädesvis torkas massan i det första steget i en tubvärmeväxlare i vilken den eller de tuber, i vilka biomassan transporteras, värms av beta rökgaser.

Lämpligen blandas den delvis torkade biomassan från det första steget därefter med de från nämnda första värmeväxlare avgående rökgaserna, så att rökgaserna genom direkt torkning ytterligare torkar massan genom att vatten övergår till ånga, samtidigt som massan kyler ner 10 15 20 25 30 35 450 005 rökgaserna, varefter massan separeras från rökgaserna. Den förtor- kade bíomassan kan därefter ledas genom tuber, kanaler eller mot- svarande i en andra värmeväxlare, företrädesvis en tubvärmeväxlare utformad som kolonn som genomströmas av ånga som erhållits genom avfuktning av bíomassan i det första steget med hjälp av värme från rökgaserna, vilken ånga har högre temperatur än massan och ångan i nämnda tuber eller kanaler, så att massan genom indirekt värmning ytterligare torkas på i och för sig känt sätt genom energiavgâng från ånga med högre temperatur till ånga med lägre temperatur i de tuber eller kanaler som transporterar bíomassan i nämnda andra värmeväxlare.

Slutligen kan bíomassan sluttorkas i en roterande, dubbelmantlad trumma i vilken utrymmet mellan yttermanteln och innermanteln genom- strömmas av ånga med högre temperatur än i trummans inre. Blandningen av ånga och luft från trummans inre kan användas som förbränningsluft i den eldstad där nämnda rökgaser alstras. 1 Ytterligare syften med samt kännetecken på systemet samt de olika delar som ingår i systemet komer att framgå av följande beskrivning av en utföringsform av det integrerade systemet samt av de efterfölj- _ ande patentkraven.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsform av det integrerade systemet komer att hänvisas till bifogade ritningsfigu- rer, av vilka Fig. 1 visar en schematísk plan av en torvmosse med anläggningar för upptagning, avvattning och torkning av torv, Fig. 2 visar ett flödesschema för en förbehandlings- och press- ningsanläggning, Fig. 3 schematiskt illustrerar funktionen hos en avvattnings- apparat som är avsedd att användas vid förbehandlingen för inledande avvattning och fraktionering av torv, 15 20 25 30 35 450 005 Pig. 4 schematiskt illustrerar en apparat avsedd att användas vid pressning av torven, och Fig. 5 visar ett schema över en torkningsanläggning.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Den anläggning som i det följande skall beskrivas med hänvisning till ritningsfigurerna är en projekterad anläggning. Det skall inses att de värden på temperaturer, koncentrationer och tryck som är angivna i ritningarna eller som nämns i texten i allmänhet utgör kalkylerade värden, och att det är naturligt att i praktiken erhållna värden kom- mer att avvika från de kalkylerade värdena på grund av omständigheter som är svåra att förutse på projekteringsstadiet. De angivna siffer- värdena skall därför inte tilldelas en begränsande innebörd med av- seende på uppfinningens principer utan endast ses som en idêillustra- tion till uppfinningen.

Med hänvisning först till Fig. 1 betecknas en torvmosse med siffran 1 och en utbruten torvgrav med siffran 2. Torvgravens 2 kant har be- tecknats 3. Anläggningens huvuddelar utgörs av en torvgrävare 4, en fabrik 5 vid torvgravens kant för avvattning och torkning samt led- ningar 6 och 7 för transport av torvslurry till fabriken 5 respektive för återtransport av bakvatten till området för brytningsstället.

Torven brytes till fullt djup med hjälp av torvgrävaren 4, som lämp- ligen är fjärrmanövrerad och obemannad, finfördelas och silas på brytstället och transporteras sedan i cirka 2.5 Z koncentration till ett buffertlager 8 i fabriken 5. Torvgrävaren 4 är lämpligen band- gående, varvid en växlingsstation 9 är anordnad mellan torvgrävaren 4 och fabriken 5 för att ta upp överskottsslang, medan slangpartierna mellan växlingsstationen 9 och fabriken 5 lämpligen är förlagda på frostfritt djup i mossen 1. Suspensionen eller slurryn pumpas genom ledningen 6 till fabriken 5, och genom returledningen 7 återförs bak- vattnet som håller en temperatur av cirka SOOC. Det varma bakvattnet innehåller en finfraktion av torven, vilken avskiljts i fabriken 5, samt torvaska som tillsatts i fabriken 5 för att bryta de kolloidala 10 15 20 25 30 35 450 005 bindningarna i torv-vattensuspensionen..Detta bakvatten sprids ut på torvmossen bakom torvgrävaren 4 på lämpligt avstånd från kanten 3.

Något färskvatten tillsätts ej i systemet. Bakvattnet som sålunda sprids ut på mossen tränger ned genom mossens råtorvlager och för- tränger i väsentlig grad befintligt, kallare mossvatten, som filtreras ut i torvgraven 2. Punkten för utspridning av bakvattnet har beteck- nats 10, varvid avståndet mellan punkten 10 och kanten 3 väljs så att det utspridda vattnet inte i väsentlig grad rinner ned över kanten 3 utan i stället tränger ned i mossen 1. Det sålunda bevattnade området har schematiskt beteeknats 11 i Fig. 1. För att ytterligare säkerställa att detta vatten inte i väsentlig grad rinner ned över kanten 3 läggs lämpligen en vall 12 av uppbruten torv upp mellan kanten 3 och det bevattnade området 11. öenom att det kallare mossvattnet sålunda förträngs kommer bakvattnet att med god verkningsgrad värma upp torven.

Huvuddelen av det bakvatten som sprids ut på torvmossen återanvänds för beredning av suspensionen, vilket innebär att även en väsentlig del av den i fabriken 5 avskiljda och genom ledningen 7 returnerade finfraktionen komer att återcirkulera tillsammans med slurryn i ledningen 6. Normalt är torvmossens djupare lager mer humifierade än de övre skikten som innehåller grövre material. Genom att det finfrak- tíonhaltiga bakvattnet sprids ut på mossen i det grövre materialet fås därför viss homogenisering med avseende på grövre och finare fraktioner.

Systemet innebär även att suspensionen i ledningen 6 sedan ett jämvikts- förhållande uppnåtts kommer att innehålla en högre andel finfraktíon än den opåverkade råtorven i mossen 1, men genom att torvaska leds ut med bakvattnet på torvmossen inleds redan på brytningsstället den kemiska behandlingen av torven. Detta innebär att nedbrytningen av de kolloidala bindningarna initieras redan i mossen och i slurryledningen 6, vilket väsentligen kompenserar den högre finfrakcionsandelen.

Torvaskan som innehåller en hög andel CaO höjer även mossvattnets pH, vilket är gynnsamt då den utbrutna mossen skall återanvändas för skogsodling eller jordbruk.

Förutom en hög andel CaO, exempelvis 40 Z CaO, innehåller torvaskan även andra oxidiska metallföreningar såsom oxider av natrium, kalium, 10 20 25 30 35 450 005 10 järn, magnesium och kisel. Av dessa har två- och trevärda positiva joner betydelse för dekoagulering av kolloiderna, det vill säga för att bryta kolloidbindningarna. Exempel på metallförekomster i torv- askan som ger upphov till verksamma elektrolyter är kalcium (Ca 2+), järn (Fe 3+) och aluminium (Al 3+) etc. Torvaskan tillsätts i buffert- lagret 8. Lämpligen tillsätts den i överskott så att den verksamt kan bidraga till nedbrytningen av kolloidbindningarna i alla delar av systemet, inklusive i mossen 1. Man kan även tänka sig att torvaska tillsätts i returledningen 7. Fabriken 5 inrymmer utöver buffertlagret 8 en förbehandlings- och pressningsavdelning 13, en torkningsanlägg- ning 14 samt en torvsílo 15. En anslutningsväg till fabriken 5 har betecknats 16 och ett avloppsdike från torvgraven 2 har betecknats 17.

I Pig. 2 visas schematiskt utformningen av förbehandlings- och press- ningsavdelningen 13, Fig. 1. Denna består i sin tur av en förbehand- língsavdelning 18 och en pressningsavdelning 19. Förbehandlingsav- delningen 18 innefattar fyra seriekopplade avvattningsapparater 20, 21, 22 och 23. Från buffertlagret 8, i vilket torvaskan tillsätts och fördelas i slurryn från torvgrävaren 4, matas slurryn till den första avvattningsapparaten 20 i en koncentration av 2.5 Z och vid en tempe- ratur av cirka 3006. I den första avvattningsapparaten 20 ökas TS- halten till 3.8 Z och temperaturen till 35°C och i de följande appa- raterna 21, 22 och 23 :in 4.9 z och 42°c, 6.2 z och so°c, respektive 8 Z TS och 6006. Från den sista apparaten 23 erhålls sålunda en TS- halt som ungefär överensstämmer med TS-halten i råtorven i mossen I.

Från den första avvattningsapparaten 20 avskiljs en finfraktion motsvarande cirka 0.6 0/oo TS och i de därefter följande avvattnings- apparaterna 21-23 en finfraktion motsvarande 0.4 0/oo TS i bakvattnet.

Det bakvatten som återleds i ledningen 7 innehåller sålunda en TS-halt av cirka 0.5 0/oo i form av finfraktion.

Pig. 3 illustrerar schematískt funktionen hos de fyra seriekopplade avvattningsapparaterna 20-23. Torvsuspensionen inleds i ett inlopp Zb i utrymmet 25 mellan en yttermantel 26 och en roterande siltrumma 27 som på i och för sig känt sätt täcks av en silduk. Trycket PS på 10 15 20 25 30 35 450 005 11 insidan av siltrumman 27 är lägre än ingångstrycket Pi på trummans utsida. Vatten jämte en finfraktion sugs sålunda in genom silduken, som kan ha en täthet av mesh 130, och genom siltrumman 6 och avleds lämpligen axiellt. Efter hand blir massan i utrymmet 25 allt tjockare.

I slutet av utrymmet 25 finns på känt sätt en utloppsplåt 28 och en schaber 29 i området för en utloppsledning 30. Från insidan av den roterande siltrumman 27 riktas spolvätska mot siltrummans insida i utrymet mellan utloppsplåten 9 och schabern 8. Spolvatteninloppet har betecknars 31. Spolvattnet som på detta sätt trycks genom siltrumman 27 erhålls från efterföljande silapparater, såsom schematiskt visas i Fig. 2. Den erhållna torvkakan lossas sålunda med hjälp av schabern 8 under inverkan av det varmare spolvattnet 31, varefter det varmare spolvattnet och torvkakan homogeniseras med hjälp av en rotor. Detta medverkar mekaniskt till kolloidernas nedbrytning, så att den fort- satta avvvattningen och fraktioneringen ytterligare underlättas i efterföljande apparater, vilket utgör en av effekterna med serie-- koppling av flera apparater jämfört med en enda stor apparat. Även den efterhand allt högre temperaturen effektiviserar kolloiduppbrytningen liksom inverkan av den i buffertlagret B tillsatta torvaskan.

Betydelsen av den högre temperaturen på dränagehastigheten och därmed avvattníngsförmågan bestäms av Darcy's ekvation: d V A ' A p .___ ~ ____________ , där d t u - L ' cv V = filtratvolym = pressarean Åp = tryckdifferansen u = viskositeten hos vätskan = tjockleken på torvkakan cv = dränagemotståndsfaktorn Genom den högre temperaturen sänks u-värdet, dvs viskositeten, var- igenom dränagehastigheten ökar. 10 15 20 25 30 35 450 005 12 Genom att upprepa förtjockningen i de fyra seriekopplade avvattnings- apparaterna 20 - 23 ökas graden av fraktionering, dvs avskiljning av den finaste torvfraktionen. Förhållandet mellan ingående och utgående koncentration regleras genom trummans 27 hastighet och genom dif- ferenstrycket mellan inlopp för suspensionen (Pi) och utlopp för filtratet (Ps). Returspolflödet, dvs. flödet av det varmare bakvatten som tillföras genom ledningen 31, tillföras i tillräcklig mängd för att få önskad koncentration i ledningen 30, dvs. i inloppet till nästa urvattnarsteg. Genom att tillföra varmt vatten i retur som spolvätska ersätter man i processen efterhand kallare inkommande suspensions- vätska med varmare, vilket utgör ett led i att optimera den fortsatta avvattningsprocessen.

Som apparat för pressoperationerna i avdelningen 19 används två serie- kopplade pressar, som kan utgöras av modifierade tvättpressar. Dessa har betecknats 33 och 34 i Fig. 2. Mer bestämt används lämpligen pres- sar av en typ som kan avvattna biomassan vid en temperatur av 90 - 130°C och även vid överatmosfäriskt tryck. Den första av dessa båda pressar, pressen 33, utför samtidigt de tre operationerna: urvattning, tvättning eller förträngning och valspressning. En härför lämpad press visas schematiskt i Fig. 4. Pressen, som kan vara utformad som en tvättpress för cellulosamassa, består av en mantel 35, en siltrumma 36 som roterar i pilens 47 riktning, en pressvals 38 och en avdragnings- schaber 39 för torvkakan 40.

Urvattningen i pressen 33 bygger på samma grundprincip som de ovan be- skrivna slutna avvattningsapparaterna 20 - 23. Torvmassan eller mot- svarande biomassa matas in genom en ledning 41 till ett avsmalnande utrymme 42 mellan manteln 35 och siltrumman 37, vilken i likhet med de tidigare avvattningsapparaterna täcks med en silplåt på känt sätt.

Maøsaslurryn följer trumans 37 hastighet i det konvergerande utrymmet 42, varvid vatten långsamt pressas ut genom den perforerade ytan på trummln 37. Filtrâtet avlade från trummans insida. I slutet av det konvergerande utrymmet Q2 finns ett antal klaffar 43, 44 och 45. I utrymmet 46 mellan dessa klaffar och siltruman 37 pressas vatten med 15 20 25 30 35 450 005 13 hög temperatur, 90 - 130°C, och företrädesvis över 100°C, in och pressas genom massabädden mot trumman 37. Härvid förträngs den su- spensionsvätska som finns kvar i massan, så att nämnda vätska pressas in i trumman 37 genom perforeringarna i trumman och ersätts med renare och varmare vätska, vilket medger en avvattning till hög TS-halt i den efterföljande valspressoperationen.

I den sista delen av urvattningsförloppet i pressen 33 utsätts massa- bädden för högt tryck och avvattning i ett utsträckt pressnyp mellan pressvalsen 38 och siltrumman 37. Övergången till pressvalsen sker utan att trycket sänks, vilket förhindrar att massakakan krossas i valspressnypet och strömmar bakåt. I valspressnypet kan specifika trycket.höjas till 600 bar. I pressen 33 kan sålunda massakoncen- trationen snabbt höjas från cirka 8 Z TS i inloppet 41 till cirka 20 Z i avgående presskaka 40 genom kombinationen högt presstryck och god dränageförmåga på grund av ett effektivt utnyttjande av de möjlighe- ter som ryms i Darcy's ekvation, se ovan. I detta sammanhang skall även noteras att fjädringsmotståndet minskar p.g.a. den höga tem- peraturen så att kakans tjocklek kan pressas saman effektivare vil- ket också kan ha gynnsam inverkan på dräneringseffekten.

Filtratet från pressen 33 leds till en behållare 48 för att därefter användas i förbehandlingsavdelningen 18, såsom ovan beskrivits. Massa- kakan 40, som kan ha en temperatur av 110°C och en TS-halt av cirka 20 Z leds till ett retentionskärl 49, i vilket temperaturen på massan ytterligare höjs med ånga till cirka 130°C. Från retentionskärlet 49 förs massan till ytterligare en press 34 för att vid nämnda höga temperatur, cirka 130°C, ytterligare avvattnas till en TS-halt som kan uppgå till 40 Z. Pressen 34 kan vara av samma slag som pressen 33, dock att någon tvättning eller förträngning vid denna höga temperatur ej tillgrips. Filtratet leds till en behållare 50 för att användas dels för att späda massan från retentionskärlet 49, dels som för- trängningsvätska i pressen 33. Som förträngningsvätska i pressen 33 används dessutom kondensat från den efterföljande torkanläggningen 14. 10 20 25 30 35 450 005 14 Torkanläggningen 14 skall nu närmare beskrivas med hänvisning till Fig. 5. Värmen för torkningsprocessen genereras genom förbränning av en viss mängd av den sluttorkade torven eller motsvarande biomassa i en ugn 51. Härför åtgår cirka 10 Z av torkgodset. Ingående massa för torkning satsas i en tratt 52, passerar en sluss 53 och blandas med ånga i ledningen 54. Den finfördelade massan (fortsättningsvis benämns massan torv, ehuru även andra biomassor är tänkbara) blâses uppåt genom ett antal tuber (symboliskt betecknade 55) i en första tubvärme- växlarkolonn 56. Från ugnen S1 leds rökgaserna också upp genom ko- lonnen 56, varvid de heta rökgaserna omger tuberna 55 i kolonnen, så att fukten i torven delvis förångas genom indirekt upphettning med hjälp av rökgaserna i det utrymme 57 som omger nämnda tuber 55. Rök- gaserna kyls härvid ned från cirka 13oo°c :in 300 a soo°c. från detta första torkningssteg leds torven till en cyklon S8, där torven se- pareras från ångan som avleds genom ledningen 59. En del av ångan leds ned genom ledningen 54 för att blandas med inkommande torv, såsom redan nämnts, medan torven leds ned från cyklonen 58 genom en sluss 60 och en ledning 61 för att i ett störtrör 62 blandas med rökgaserna som avleds från kolonnen 56 genom ledningen 63. När rökgaserna sålunda möter torven i ledningen 62 har de en temperatur av 300 ä SOOOC.

Härigenom förângas ytterligare en del av i torven kvarvarande fukt, samtidigt som torven kyler ned rökgaserna till cirka 10006, innan torv-rökgasblandningen når en andra cyklon 64. I cyklonen 64 separeras rökgaserna från torven. Rökgaserna förs till en skrubber 65, där de tvättas, innan de släpps ut i atmosfären. Tillsammans med rökgaserna avgår även en viss mängd vatten i form av ånga, vilket är den enda vattenförlusten i det integrerade systemet.

Från cyklonen 60 leds torven in i en cirkulerande ström av ånga via en ledning 66 till en andra tubvärmeväxlarkolonn 67. Torven blåses upp genom parallellkopplade tuber 68 i kolonnen 67, varvid nämnda tuber omges av nedåtströmmande ånga i omgivande utrymme 69. Den ånga som för upp torven i tuberna 68 har en lägre temperatur och tryck (100°C, 1 bar) än den nedåtströmmande ångan i det omgivande utrymmet 69, (150°C, 4-5 bar), så att den omgivande ångan genom indirekt värmning förângar ytterligare en del av fukten i torven. Kondensat från det omgivande a 10 20 25 30 450 005 15 utrymmet 69 avleds i kolonnens 67 nederdel för att användas som för- trängningsvätska i pressen 33, Fig. 4, ledningen 70. mantlad, roterande torktrumma 75. Ånga från cyklonen 72 leds dels genom en ledning 76 för att ingå i det cirkulerande ångsystemet, såsom beskrivits, medan en del leds till torktrumans 75 utmatningsände för I trumman 75 överförs värme från det yttre utrymmet 77 till trummans inre 78, så att den torv som efter hand matas fram i trumman 75 ytterligare avfuktas. I utmatningsänden omges trumnan 75 av en runt- luften till inmataren 74 för att blandas med torven. Luft-ångblandning från huven 79 förs genom en lednlng 85 till en värmeväxlare 86, där

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 450 005 16 P594 mi." PATENTKRAV

1. Behandling av torv, som är suspenderad i vatten till en slurry, i syfte att förbättra dränageförmågan och höja koncentrationen, ¿ k ä n n e t e c k n a d av att torv-vattensuspensionen avvattnas i ett antal seriekopplade avvattningsapparater (20-23), samtidigt som en andel av torvens finfraktion avlägsnas med bakvattnet, att till åtminstone en av de seriekopplade avvattningsapparaterna återleds varmt bakvatten från en efterföljande pressníngsanläggning, och att åtminstone en del av den till avvattningsapparaterna tíllförda torvens kolloidala system bryts genom en kombination av kemisk, termisk och mekanisk behandling, varvid den kemiska behandlingen åstadkommes genom tillsats av elektrolytiskt verksamma föreningar till torven.

2. Behandling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det varma bakvattnet återförs till åtminstone den sista av de seriekopplade avvattningsapparaterna.

3. Behandling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att torvens temperatur stegvis höjs i de seriekopplade avvattningsapparaterna, dvs att temperaturen på den torv som lämnar den andra avvattningsapparaten är högre än den torv som lämnar den första apparaten, och att temperaturen på den torv som lämnar den tredje apparaten är högre än den torv som lämnar den andra apparaten, osv.

4. Behandling enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kemikalier helt eller delvis utgörs av torvaska.

5. Behandling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den mekaniska beartetningen innefattar homogenisering mellan å ena sidan den avvattnade torvkaka som erhålls i var och en av apparaterna och å andra sidan varmare bakvatten från efterföljande apparat.

6. Behandling enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att det varma bakvattnet från den första avvattningsapparaten (20) jämte en fínfraktion och torvaska leds till torvtâkten där det varma vattnet_används för beredning av suspensionen vilken leds till m. 10 15 450 G05 17 avvattningsanläggningen, varvid suspensionen innehåller en viss mängd recirkulerande finfraktíon och torvaska.

7. Behandling enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att man använder slutna avvattnare.

8. Behandling enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att den i den första avvattningsapparaten ingående suspensionen har en koncentration av max 5 % TS och en temperatur av 10-3000, och att den slurry som lämnar den sista avvattningsapparaten (23) har en kon- centration av 5-12 %, lämpligen 6-10 % TS, och en temperatur av ao-so°c, lämpligen 5o-7o°c.