SE502081C2 - Förfarande vid återvinning av terpener - Google Patents

Description

502 081 10 15 20 25 30 35 serar terpenema i vattnet, varigenom de kommer att följa med vattnet ut genom pumpen, varefter det terpenhaltiga vattnet som avges från vakuumpumpen omhändertas för separation av vatten och terpener, vilka bildar en emulsion i vakuumpumpen. Företrädes- vis används som vakuumpump en vattenringpump. Bland andra i princip tänkbara pumpar som arbetar med vatten som tätningsvätska kan nänmas ejektorpumpar. En nackdel med dessa är dock att vattenmängden blir mycket stor. Det är även möjligt att använda vakuumpumpar som arbetar torrt, dvs utan vatten och att vid högre tryck kondensera terpenema i den utsugna gasen genom indirekt kylning eller genom att bringa den utsugna terpenhaltiga gasen i kontakt med vatten i ett eñer pumpen anordnat kontaktkärl.

Separationen mellan vatten och terpen kan utföras på i princip flera olika sätt, t ex genom dekantering, extraktion och adsorption.. De båda senare kräver dock ett extra separa- tionssteg och därmed även extra kostnader. Dekanteringsprincipen har stora fördelar men är svår att utnyttja då terpenema är findispergerade i en terpenvattenemulsion. Olika tekniker kan tänkas för att öka sedimenteringshastigheten och därmed möjligheterna att utnyttja dekanteringsprincipen. Ett sätt att öka sedimenteringshastigheten är att öka droppstorleken, vilket kan ske genom koalescens, som innebär sammanslagning av dispergerade droppar till större aggregat. Denna teknik är därför att rekommendera vid förfarandet enligt uppfinningen, som enligt en aspekt på uppfinningen kännetecknas av att separationen av vatten och terpener i nämnda emulsion sker genom en telcnik som innefattar koalescering av dispergerade droppar av terpener genom utnyttjande av en koalescensfilterutrustning.

Ytterligare aspekter och kännetecken på samt fördelar med uppfinningen framgår av de efierföljande patentkraven samt av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsforrn kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer som utgör ett flödesscherna för en pilotarrläggriing som använts för testningen av uppfinningen.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning till ritningsfiguren betecknas en vakuumtork med siffran l. I torken 1 finns trä 2 som skall torkas under vakuum, eller rättare sagt vid ett undertryck. Vidare finns i vakuumtorken icke visade uppvärmningsorgan som kan vara av känt slag.

Vakuumtorken l består i princip av en herrnetiskt tät behållare med en utsugningsledning 10 15 20 25 30 35 502 081 3. Utsugningen sker intermittent med hjälp av en vakuumpump 4. Mellan utsugnings- periodema råder undertryck i torken 1, varvid en ventil 5 i utsugningsledningen 3 är stängd.

En kondensor är allmänt betecknad 7. Utsugsledningen 3 leder till kondensom 7 och vidare till valcuumpumpen 4 via ledningspartiet 8. Kondensom 7 genomströmmas av kylvatten, som inleds i kondensorn via en kylvattenledning 9. En avledning för kondensat är betecknad 10.

Vakuumpumpen 4 utgörs enligt den föredragna utforingsforrnen av uppfinningen av en vattenringpump. Då pumpen 4 är igång under utsugningsperioderna matas den med vatten genom en ledning 11. Utloppsledningen 12 fiån vakuumpumpen 4 går till en cyklon 13. En gasavledning från cyklonen 13 är betecknad 14. Pumpen 4 är sparkopplad, vilket innebär att en vätskereturledning 15 på i och for sig känt sätt leder fiån cyklonen 13 tillbaka till pumpen 4, varigenom behovet av tätningsvatten minskar.

Efier cyklonen 13 följer en mellantank 17 med nivåavkännare 18, som styr en ventil 19 i en ledning 20. På motsvarande sätt finns en andra och eventuellt ytterligare mellantankar 17' for terpenhaltig vätska från andra vakuumtorkar som betjänas av den separations- utrustning som allmänt betecknats 21.

Separationsutrustriingens 21 huvudkomponent består enligt den valda utfóringsforrnen av en dekantör av speciellt slag, nämligen en koalescensor 22 med ett i denna anordnat koalescensfilter 23. En pump for inledning av det terpenhaltiga vattnet in i koalescens- filtret 23 har betecknats 24.

Koalescens innebär sammanslagning av dispergerade droppar, t ex i en emulsion.

Droppar som är mindre än 100 um koalescerar inte spontant. En dispersion med en droppdiameter som kan vara mindre än 10 um är mycket stabil. Ett sätt att få sådana små droppar att koalescera är att använda sig av ett koalescensfilter. Koalescensom 22 kan användas även for koalescering av så kallade sekundära dispersioner, i vilka droppdia- metrarna kan vara mindre än 10 pm, såsom är fallet i den dispersion som bildas i vattenringpumpen 4. I koalescensom 22 sitter själva koalescensfiltret 23 som består av en eller flera ñlterpatroner anordnade vertikalt i koalescensom. Materialet i filterpatronen föreligger i fiberform. I stort sett alla material som kan bilda fibrer kan användas som koalescensfilter, t ex galvaniserat stål, rostfritt stål, aluminium, polypropylen, mm.

Genom val av rätt filter växer - koalescerar - dropparna tills de når en storlek som kan 502 081 10 15 20 25 30 35 separeras genom gravitation. Terpenema som har lägre densitet än vatten flyter då upp till ytan, medan vattnet bildar en nedre fraktion i koalescensom 22. Därefier kan den fortsatta separeringen ske genom dekantering. Vattnet kan avledas genom en nedre utloppsledning 25, i vilken finns en ventil 26, som styrs av en nivåavkännare 27, medan terpenema kan avledas genom en övre ledning 28 till en lagertank 30.

Den beskrivna utrustningen fiingerar enligt följande. Vid torkningen i vakuumtorken 1 avger trät fónitom ånga även terpener. Under utsugningsperioderria, då ventilen 3 är öppen och pumpen 4 är igång, sugs gasblandningen in i kondensom 7. Terpenerna kondenserar inte vid de låga tryck som valcuumtorkning innebär och som även råder i kondensom. Däremot kondenserar vattnet i ångan i kondensom. Detta vatten, som innehåller mycket låg terpenhalt, kan avledas till en recipient genom ledningen 10. De avkylda restgasema, som innehåller huvuddelen av terpenema, leds genom ledningen 8 in i vattenringpumpen 4, till vilken även inleds vatten genom ledningen 11. I vattenring- pumpen 4 ökar trycket - vid den aktuella pilotariläggningen mer bestämt till atmosfars- tryck - vilket tillåter terpenema att kondensera och bilda emulsion med vattnet i vattenringpumpen. Terpenerna kommer därför ut med vattnet från vattenringpumpen 4 i ledningen 12.

Vattenringpumpen 4 arbetar med en sparkoppling. Detta innebär att efier pumpen sitter en avskiljare - cyklonen 13 - som separerar gas och vätska. För att spara tätningsvätska âterfors en viss mängdvätska till pumpen. Icke kondenserade restgaser avleds till luft genom ledningen 14. Vatten-terpenemulsionen, som bildades i vattenringpumpen 4, leds till mellantanken 17 och fiån denna eñerhand via pumpen 24 till koalescensfiltret 23 i koalescensom 22. Hur denna arbetar har beskrivits i det föregående. Genom dekantering i koalescensom 22 avleds terpenema genom ledningen 28 till en lagertank 30, medan vattnet kan ledas genom utloppet 25 till recipienten.

FÖRSÖK I en försöksanläggiiing vakuumtorkades 1/3 m3 rått fiiru till en fiiktkvot på 17 % under 77 timmar vid trycket 200 mbar och temperaturen 70°C. Under torkningen avdunstade monoterpener från virket tillsammans med vattnet. Gasblandningen avkyldes till ca 20°C i en kondensor vid trycket 200 mbar. Vattnet kondenserades men icke terpenema.

Terpenhalten i kondensatet var icke mätbar. Den icke kondenserade restgasen innehöll huvuddelen av de vid torkningen avdunstade terpenema. Då denna gas passerade genom vakuumpumpen, som utgjordes av en vattenringpump, kondenserades terpenerna vid kontakten med vattnet vid atmosfarstryck. Terpen-vattenblandningen pumpades in 502 081 genom ett koalescensfilter och de båda faserna separerades. Halten monoterpener i vattnet före respektive efter koalescensfiltret analyserades.

Försök Terpenhalt in Terpenhalt ut Återvinningsgrad nr mg/dm' mg/dm' % 1 62,7 1,7 97,3 2 77,3 0,5 99,4 3 77,5 1,4 98,2 Försöket visar att uppfinningen ger en hög återvínningsgrad på ca: 98 %.

Claims (12)

502 081 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Förfarande vid återvinning av terpener ur trä vid torkning av trä i en torkanläggning, k ä n n e t e c k n a t av att den vid torkningen, ur trät avdunstade gasblandningen, som innehåller vatten jämte terpener och eventuellt även andra flyktiga ämnen avleds ur torkanläggningen (1) och nedkyls i en kondensor (7) vid ett tryck där vattnet men väsentligen icke terpenerna kondenserar, varefter restgasen, som innehåller huvuddelen av terpenema, utsätts för ett så väsentligt högre tryck att även terpenema kondenserar.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att torkningen av trät sker genom vakuumtorkning i en vakuumtork vid en temperatur överstigande 50°C och vid ett tryck i vakuumtorken som understiger 400 mbar.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen överstiger 60°C och trycket understiger 300 mbar.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda tryck, där vattnet men väsentligen icke terpenerna kondenserar, är väsentligen detsamma som i vakuumtorken.

5. Förfarande enligt något av lcraxren 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att man som vakuum- pump (4) använder en vakuumpump av en typ, vid vilken den gas som pumpas ut kommer i kontakt med vatten i pumpen, att terpenema följer med vattnet ut genom vakuumpumpen, varvid terpenema kondenserar i vattnet då trycket ökar och att det terpenhaltiga vattnet som avges från pumpen omhändertas för separation av vatten och terpener.

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att terpenerna och vattnet bildar en emulsion i vakuumpumpen.

7. Förfarande enligt något av kraven 5 och 6, k ä n n e t e c k n a t av att eñer vakuum- pumpen separeras gas och vätska. i h'

8. Förfarande enligt något av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a t av att man som vakuum- pump använder en vätskeringpump.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a t av att man som vakuum- pump använder en pump som arbetar torrt och att terpenema i den utsugna gasen, som 10 15 502 081 innehåller huvuddelen av terpenema, kondenseras vid högre tryck genom indirekt kylning eller genom att den terpenhaltiga gasen bringas i kontakt med vatten i ett efier pumpen anordnat kontaktkärl.

10. Förfarande enligt något av kraven 5-9, k ä n n e t e c k n a t av att den ur trät avdunstade gasblandningen, som innehåller vatten jämte terpener, avkyls till en tempera- tur under 30°C, innan den härvid icke kondenserade gasen bringas i kontakt med vatten vid nämnda högre tryck, varvid även terpenema kondenserar.

11. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att separation av vatten och terpener i nämnda emulsion sker genom koalescering av dispergerade droppar av terpener genom utnyttjande av en koalescensfilterutrustning.

12. Förfarande enligt lcrav ll, k ä n n e t e c k n a t av att koalescensfilterutrustningen betjänar flera vakuumtorkar.