SE511850C2 - Sätt och anläggning för kontinuerlig kokning av fibermaterial - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 511 sso 2 material- och kostnadsbesparingar och att därigenom skapa förutsättningar för ett bättre utnyttjande av kokvätskan.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas av att, som en första del, mindre än 100%, företrädesvis mindre än 95% och mer föredraget mindre än 90% av den vätska som avskiljes från fibermaterialet i överföringscirkulationen återföres för att användas som överföringsvätska för det impregnerade fibermaterialet.

Anläggningen enligt uppfinningen kännetecknas av att den innefattar en förbindelse, som sträcker sig fràn separa- torns vätskekammare till en återvinningsanläggning, för ävdragning av en andra del av den av separatorn avskilda vätskan från koksystemet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen matas blandningen av fibermaterial och impregneringsvätska genom hela impregneringskärlet utan att vätska avdrages från kokprocessen via impregneringskärlet, varjämte en andra del av den i separatorn avskilda vätskan överföres till àtervinning. Vidare kan en tredje del av den i sepa- ratorn avskilda vätskan matas till toppen av impregne- ringskärlet.

Det föredrages att den andra delen av avdragen vätska flashas före àtervinningen.

Den andra delen av avdragen vätska kan lämpligen utgöra högst 20 m3/ADMT massa och minst 0,5 m3/ADMT massa, före- trädesvis minst 2 m3/ADMT massa och mer föredraget minst 4 m3/ADMT massa. Det är lämpligt att vätska avskiljes fràn fibermaterialet i en kontrollerad mängd så att fibermaterialet innehåller minst 0,5 m3 fri vätska/ADMT maSSa . 10 15 20 25 30 35 3 511 850 Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av upp~ finningen tillsättes kokvätska till separatorn efter avskiljning av vätska för att intimt blandas med det vätskefattiga fibermaterialet under inverkan av en i riktning uppåt matande skruv hos toppseparatorn.

Den nämnda andra delen av vätska avdrages lämpligen från nämnda returledning via en grenledning direkt eller indi- rekt utanför fibermaterialet till återvinningen utan att någon väsentlig del därav återföres till kokaren.

Uppfinningen kommer att förklaras närmare i det följande genom ett exempel med hänvisning till ritningarna.

Figur l visar schematiskt en anläggning för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Figur 2 visar schematiskt den övre delen av kokaren hos anläggningen enligt figur l.

Uppfinningen beskrives i samband med framställning av sulfatmassa utgående från vedflis som råvara, men den är givetvis tillämpbar för framställning av andra massatyper och utgående från vilka som helst lämpliga råvaror av cellulosahaltiga fibermaterial.

Den i figur l schematiskt visade anläggningen innefattar ett vertikalt basningskärl l, ett horisontellt bas- ningskärl 2, ett vertikalt impregneringskärl 3 och en vertikal kokare 4, som arbetar enligt ång-vätskefasprin- cipen. Det horisontella basningskärlet kan undvaras om så önskas. Flisen matas genom en ledning 5 till det verti- kala basningskärlet 1, till vilket lågtrycksånga alterna- tivt flashånga tillföres genom en ledning 6 för att upp- värma flisen och minska dess innehåll av luft. Avdriven luft kan avlägsnas genom en ledning 7, som är ansluten till det horisontella basningskärlet 2. Denna förbasning 511 850 4 10 15 20 25 30 35 utföres vid atmosfärtryck. Den värmda flisen doseras med en flismätare, som är anordnad i en förbindelse 8 mellan de två basningskärlen l, 2, vilken förbindelse 8 dessutom innehåller en lågtryckskik 9, som slussar flisen in i det horisontella basningskärlet 2, i vilket trycket är 1-1,5 bar övertryck. Från tryckbasningskärlet 2 faller flisen ner i ett stup 10, i vars nedre del en högtrycks- kik ll är monterad. En bestämd vätskenivå upprätthålles i stupet 10.

Mellan högtryckskiken 11 och impregneringskärlet 3 finns en toppcirkulation, som innefattar en inmatningsledning 12 för en blandning av flis och impregneringsvätska och en returledning 13 for avskild impregneringsvätska, var- vid en nedåtmatande toppseparator 14 är anordnad i toppen av impregneringskärlet 3 för matning av flisen in i impregneringskärlet under samtidig avskiljning av en del av impregneringsvätskan, som pumpas med en pump 15 genom returledningen 13 tillbaka till hogtryckskiken ll. Hög- tryckskiken 11 är försedd med en rotor med fickor, varvid en ficka alltid är i làgtrycksposition för att stå i öppen förbindelse med basningskärlet 2 och en ficka alltid samtidigt är i högtrycksposition för att stå i öppen förbindelse med impregneringskärlet 3 via inmat- ningsledningen 12, som är ansluten till toppen av impreg- neringskärlet. När en med flis fylld rotorficka kommer i högtrycksposition, dvs. i direkt förbindelse med toppcir- kulationen, spolas den ren av vätskan fràn returledningen 13, och suspensionen av flis och impregneringsvätska matas in i toppen av impregneringskärlet 3 via inmat- ningsledningen 12. Vätska i en med en pump 16 försedd cirkulationsslinga 17 matar samtidigt flis från stupet 10 in i en av fickorna hos högtryckskiken så att denna ficka fylls med flis. Cirkulationsslingan 17 är via en ledning 18 förbunden med en nivåtank 19, som i sin tur via en ledning 20 är ansluten till toppcirkulationens retur- ledning 13. lO 15 20 25 30 35 5 511 sso Toppcirkulationen tillföres lämplig impregneringsvätska, som kan innefatta svartlut och vitlut och eventuellt andra kemikalier. Svartlut tillföres genom en ledning 21 och vitlut genom en ledning 22, vilka två ledningar är anslutna till returledningen 13 via ledningen 20.

I enlighet med föreliggande uppfinning är vid den visade utföringsformen själva impregneringskärlet 3 fullständigt fritt från en anordning för avdragning av vätska från koksystemets impregneringsfas vid en punkt mellan impreg- neringskärlets 3 inlopp 23 och utlopp 24. Impregnerings- kärlet 3 uppvisar följaktligen ett lángsträckt cylind- riskt rör, som är helt fritt fràn en fördyrande avdrags- sil för avdragning av vätska fràn impregneringsfasen och avlägsnande av denna vätska från koksystemet.

Mellan impregneringskärlet 3 och kokaren 4 finns en över- föringscirkulation, som innefattar en inmatningsledning 25 för blandningen av impregnerad flis och vätska och en returledning 26 för avskild vätska. Inmatningsledningen 25 är med sin ena ände ansluten till en utloppsände 27 av impregneringskärlet 3, vilken utloppsände 27 således innefattar nämnda utlopp 24, och med sin andra ände till en toppseparator 28, som är anordnad i toppen av kokaren 4 för avskiljning av vätska från den inmatade flis-vätske-blandningen.

Såsom närmare framgår av figur 2 har toppseparatorn 28 en vertikalt anordnad skruv 29, som drivs av en motor 30, och en cylindrisk kropp, i vilken skruven 29 roterar och som har en nedre sildel 31 och en därpå följande, övre ogenombruten del 32, som uppvisar en fri övre kant 33.

Sildelen 31 omslutes av en koncentrisk ogenombruten vägg 34 för bildning av en vätskekammare 35 däremellan för uppsamling av vätska, som utpressäs genom sildelen 31 under skruvens 29 inverkan. Ett ringformat tillförselrör 511 850 10 15 20 25 30 35 36 är anordnat runt skruven 29 inom området av den ogenombrutna delen 32, varvid hål 37 är anordnade i röret 36 och den ogenombrutna delen 32 för tillförsel av vitlut och eventuell annan vätska till flisen, som rör sig uppåt i skruvutrymmet 38 och från vilken strax innan en stor del av den fria vätskan pressats ut genom sildelen 31.

Inmatningsledningen 25 är ansluten till botten av topp- separatorn 28. Returledningen 26 är ansluten till vätske- kammaren 35. Medeltrycksånga tillföres via en ledning 39 till kokarens övre àngutrymme i toppen av kokaren 4 i anslutning till toppseparatorn 28 för att uppvärma den flis som inmatas av skruven 29 och som faller ned över fria kanten 33 av den ogenombrutna delen 32.

Inom sitt mittre parti har kokaren 4 en avdragssil 40 för avdragning av svartlut via en ledning 41, som är ansluten till en första avspänningscyklon 42, vilken står i för- bindelse med en andra avspänningscyklon 43 via en ledning 44. Effluent från den andra avspänningscyklonen 43 ledes via en ledning 45 helt eller delvis till en återvinnings- anläggning (ej visad). Den i avspänningscyklonerna 42, 43 bildade àngan kan användas på olika ställen i kokpro- cessen, t.ex. för basningen i basningskärlen l, 2. För- utom topp- och mellancirkulationer i kokaren finns en bottencirkulation, som innefattar en avdragssil 46 och en med en pump 47 och värmeväxlare 48 försedd cirkulations- ledning 49, som innefattar ett centralrör 50 som utmynnar vid avdragssilen 46. Tvättvätska tillföres kokarens 4 bottendel via en ledning 51. Den kokta flisen utmatas genom ett utlopp i kokarens 4 botten och avledes via en ledning 52 för fortsatt behandling.

Toppseparatorn 28 är dessutom med sin vätskekammare 35 förbunden med den andra flashcyklonen 41 via en förbin- delse 53, som vid den visade utföringsformen innefattar returledningen 26 och en grenledning 54 till denna. Genom denna förbindelse 53 avdrages en förutbestämd mängd lO 15 20 25 30 35 511 850 vätska från koksystemet, vilket således sker med en befintlig silanordning, nämligen toppseparatorn 28 i kokaren som därmed får en ytterligare funktion i och med att den övertar funktionen hos den konventionella avdragssilen i impregneringskärlet. Vid en alternativ utföringsform ledes den avdragna vätskan direkt till återvinning utan att passera flashcyklonen.

Vitlut tillföres toppen av kokaren 4 via en ledning 55, som passerar en värmeväxlare 56. Alternativt kan denna värmeväxlare undvaras. En ledning 57 förbinder retur- ledningen 26 med ledningen 55 för vitlut för tillförsel av avdragsvätska från toppseparatorn 28, när så önskas.

Alternativt kan denna ledning 57 undvaras. Vidare är en ledning 58 ansluten till ledningen 55 för vitlut för tillförsel av tvättvätska, när så önskas. Värmeväxlaren 56 kan arbeta med lågtrycksángä, medeltrycksånga eller flashånga.

I stället för att avdraga vätska från en silsektion i impregneringskärlet utföres således nödvändig avdragning av vätska via lutsidan av överföringscirkulationen.

En fördel med uppfinningen är att överföringscirkula- tionen inte behöver värmas, vilket innebär att den från impregneringskärlet 3 utmatade flisen kan hålla en lägre temperatur än tidigare, t.ex. l30°C mot tidigare 145°C, vilket i sin tur har en gynnsam effekt på massakvali- teten. Dessutom kommer den lägre temperaturen på över- föringscirkulationen att minska risken för de problem som kan uppstå i toppseparatorn vid de tidigare använda höga temperaturerna.

Vid den visade anläggningen är det möjligt att använda flashånga för att värma kokaren 4 i stället för medeltrycksànga. Detta förbättrar förbrukningen av medeltrycksånga hos ett två-kärlskoksystem med ångvätske- 511 850 lO l5 20 25 30 35 faskokare i förhållande till ett med hydraulkokare utan att öka installationskostnaden. Flashånga kan nämligen användas effektivare, eftersom temperaturen på vätskan som ledes in i värmeväxlaren är lägre jämfört med konven- tionella koksystem med avseende på vätskeavdragningen.

Genom att tillföra vitluten till fibermaterialet i anslutning till toppseparatorn 28 nedströms stället för separeringen av vätskan, dvs. nedströms sildelen 31, blir denna tillförsel av vitlut helt skild från överförings- cirkulationen så att hela mängden vitlut normalt kan utnyttjas i kokaren 4. Inloppet för vitluten är företrä- desvis beläget inne i toppseparatorn i en blindzon 32, som omsluter skruven 29 och som är belägen ovanför själva sildelen 31. Härigenom säkerställes en god blandning mellan flis och vitlut med hjälp av skruvens 29 inverkan innan flisen och vitluten matas ut ur skruven och faller ned i kokarens ångutrymme. Det är fördelaktigt att flisen innehåller åtminstone en liten mängd fri vätska, då den lämnar sildelen 31 och matas upp i blindzonen 32, för att på så sätt förhindra att vitlut sugs ner till sildelen och pressas ut till vätskekammaren.

Förhållandet mellan vätska och ved vid inloppet till impregneringskärlet kan t.ex. vara 3,5/l, men uppfin- ningen gör det möjligt att använda större vätskemängder såsom t.ex. upp till 6/l. Trycket i impregneringskärlet kan t.ex. vara lO bar övertryck och temperaturen kan t.ex. hållas vid 115-l20°C vid toppen eller lägre såsom angivits ovan, t.ex. 90-lOO°C. Någon förträngning av vätska genom avdragning av vätska från koksystemet sker således inte i impregneringskärlet.

Vitlut tillsättes till toppen av kokaren i en mängd som är tillräcklig för att erhålla önskad delignifiering av flisen. Den impregnerade flisen tillgodogör sig vitluten 10 511 850 genom diffusion. Ånga tillföres så att koktemperaturen inställes till önskat värde, t.ex. inom 140-l70°C.

Den vätska som utpressas av skruven 29 och uppsamlas i vätskekammaren 35 kan fördelas på lämpligt sätt med avseende på överföringsvätska, som matas till impregne- ringskärlet via returledningen 26, kompletterande vätska till vitluten som avledes via ledningen 57, och vätska som avdrages ur koksystemet via förbindelsen 53, dvs. ledningen 26 och grenledningen 54. Förhållandet kan i nämnd ordning vara 20-30 m3/ADMT massa (till impregne- ringskärlet), O-4 m3/ADMT massa (via ledningen 57) och 0,5-10 m3/ADMT massa (via grenledningen 54).

Claims (10)

P4 lfl 20 30 35 511 850 10 P A T E N T K R A V

1. Sätt vid kontinuerlig kokning av cellulosahaltigt fibermaterial, omfattande impregnering av fibermaterialet med impregneringsvätska i ett impregneringskärl (3) och kokning av det impregnerade fibermaterialet i en kokare (4), varvid impregneringskärlet (3) och kokaren (4) är förbundna med varandra medelst en överföringscirkulation, som dels via en inmatningsledning (25) matar fibermate- rialet fràn en utloppsände (27) av impregneringskärlet (3) till toppen av kokaren (4) för avskiljning av fri vätska fràn fibermaterialet i en separator (28), dels via en returledning (26) matar avskild vätska fràn toppen av kokaren (4) till utloppsänden (27) av impregneringskärlet (3) för att användas som överföringsvätska för det impregnerade fibermaterialet, varjämte vätska, som inne- fattar kokvätska, tillföres fibermaterialet i anslutning till toppen av kokaren (4) nedströms nämnda avskiljning av vätska, varvid en första del, mindre än 100%, före- trädesvis mindre än 95% och mer föredraget mindre än 90%, av den vätska som avskiljes frán fibermaterialet i över- föringscirkulationen àterföres för att användas som över- föringsvätska för det impregnerade fibermaterialet, kännetecknat av att kokvätska tillsättes till separatorn (28) efter avskiljning av vätska för att intimt blandas med det vätskefattiga fibermaterialet under inverkan av en i riktning uppàt matande skruv (29) hos toppsepara- torn (28).

2. Sätt enligt krav l, kännetecknat av att blandningen av fibermaterial och impregneringsvätska matas genom hela impregneringskärlet (3) utan att vätska avdrages fràn kokprocessen via impregneringskärlet.

3. Sätt enligt krav l eller 2, kännetecknat av att en andra del av den i separatorn (28) avskilda vätskan över- föres till återvinning, och att en tredje del av den i 10 15 20 25 30 35 11 511 850 separatorn (28) avskilda vätskan matas till toppen av impregneringskärlet.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att den andra delen av avdragen vätska utgör högst 20 ma/ADMT massa och minst 0,5 m3/ADMT massa, företrädesvis minst 2 ml/ADMT massa och mer föredraget minst 4 m3/ADMT massa.

5. Sätt enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att vätska avskiljes fràn fibermaterialet i en kontrollerad mängd sä att fibermaterialet innehåller minst 0,5 m1 fri vätska/ADMT massa.

6. Sätt enligt något av kraven 3-5, kännetecknat av att den nämnda andra delen av vätska avdrages fràn nämnda returledning (26) via en grenledning (54) direkt eller indirekt utanför fibermaterialet till átervinningen utan att någon väsentlig del därav àterföres till kokaren.

7. Anläggning för kontinuerlig kokning av cellulosa- haltigt fibermaterial, omfattande ett impregneringskärl (3) för impregnering av fibermaterialet med en impregne- ringsvätska, en kokare (4) och en överföringscirkulation, som har en inmatningsledning (25) för matning av fiber- materialet från utmatningsänden (27) av impregnerings- kärlet (3) till toppen av kokaren (4) för separering av fri vätska fràn fibermaterialet medelst en separator (28), som har en vätskekammare (35) för den avskilda vätskan, och en returledning (26) för àterföring av en första del av nämnda avskilda vätska till impregne- ringskärlet (3), samt en ledning (55) för tillförsel av kokvätska i anslutning till toppen av kokaren (28), var- jämte anläggningen innefattar en förbindelse (53), som sträcker sig fràn separatorns vätskekammare (35) till en àtervinningsanläggning, för avdragning av en andra del av den av separatorn (28) avskilda vätskan fràn koksystemet, kännetecknad av att separatorn (28) har en ogenombruten 10 15 20 br) (D 511 850 12 cylindrisk del (32), som är belägen ovanför en cylindrisk sildel varvid en i riktning uppàt matande skruv (29) samverkar (31), som omslutes av nämnda vätskekammare (35), med den ogenombrutna delen (32) och sildelen (31), och att nämnda ledning (55) för kokvätska är ansluten till separatorn (28) via ett ringformigt rör (36), som omslu- ter nämnda ogenombrutna del (32) och som via häl (37) i sig och i den ogenombrutna delen (32) kommunicerar med skruvutrymmet (38) för jämn tillförsel och intim inbland- ning av kokvätska i fibermaterialet.

8. Anläggning enligt krav 7, kännetecknad av att impregneringskärlet är fritt fràn silorgan för avdragning av vätska fràn koksystemet.

9. Anläggning enligt krav 7 eller 8, kännetecknad av att nämnda förbindelse (53) (43). innefattar en flashcyklon

10. Anläggning enligt något av kraven 7-9, kännetecknad av att nämnda förbindelse (53) innefattar nämnda retur- ledning (26) och en grenledning (54) till denna. 980206 Pl246SE.NKR