SE518789C2 - System för matning av flis till flisfickor - Google Patents

Description

518 789 å. l US,A,4927312 visas en annan variant där inmatningen till flisfickan förses med svängdörrar vilka regleras så att en viss mängd flis ligger ovanpå svängdörrarna för att förhindra att giftiga gaser når till omgivningen. l US,A,5766418 visas ytterligare en lösning där en fysisk restriktion i inloppet skall verka mot flisen så att en plugg utbildas. l US,A,6143134 visas ännu en variant där ett pluggbildande inlopp förses med avlänkningsplattor vilka styrs individuellt så att flisen kan lämna proppen i olika radiella riktningar över flisfickans inre.

Den kända tekniken har identifierat problemet med att man önskar minimera läckage av skadliga/giftiga gaser som uppstår vid förbasningen med varm ånga. Dock kvarstår stora mängder luft i den flis som matas in till flisfickan, vilket skapar stora volymer på de skadliga gaser som måste tas hand om. l de kända flisfickorna där ånga blåses igenom flisen, genereras stora mängder svaggaser, krävs antingen mycket ren ånga eller speciella system som klarar av att hantera dessa gaser. Svaggaserna har den egenheten att de lätt får en mycket explosiv sammansättning. Vid 10% halt av TRS så erhålles en mycket explosiv gas om syret har en andel om 15-20%. Normalt vid förbasning i flisfickor erhålles restgaser med syreandelar om 18-20%, varför man antingen måste sträva till att ha mycket högt flöde av ren ånga(för att hålla nere TRS halten), vilket genererar stora volymer av dessa svaggaser, alternativt behandla dessa gaser med stora aktsamhetskrav. l det senare fallet kan inga utsläpp tolereras från flisfickan, då de erhållna svaggaserna är direkt skadliga för personer som arbetar vid flisfickan.

En annan lösning för att minimera volymerna av svaggaser är att kontrollera flödet av flis genom flisfickan så att ett stabilt pluggflöde erhålles genom flisfickan, och där ångtillsättningen till flisfickan sker kontrollerat så att endast flisen i fickans nedre del uppvärmes. Denna teknik kallas för "cold-top" kontroll och tillämpas i system som marknadsföres av Kvaemer Pulping AB under namnet DUALSTEAMTM bin. 0 1 1 8SEb.doc 20 25 30 518 789 3.

Ett flertal mycket kostnadskrävande lösningar har framtagits för att reducera svaggasemas explosivitet samt giftighet. I exempelvis WO 96/32531 samt US6.176.971 visas olika system där man från kokaren avdragen koklut genererar ren ånga från vanligt vatten. Genom att använda helt ren ånga till förbasningen av flisen så minskas TRS innehållet i svaggaserna, då använd ånga är helt fri från något TRS innehåll.

Dessa system medför dock oundvikligen energiförluster samt fördyrande processutrustning. inte i något känt system för matning av flis till flisfickor så har förslag presenterats som verksamt reducerar den fria samt bundna mängden luft som dras med, samt medger ett tätt system kan erhållas. Att använda flispluggar som proppar för att förhindra läckage av gaser är i realiteten en omöjlighet med tanke på flisens packningsgrad samt egenskaper, där minst 1/3 av flisen själv utgöres av luft.

Redan i SE,C,63003 från 1924(uppfinnare T.Molin) visades ett system för förträngning av flisfukten(vedens primära vatten). Detta hade dock inte beaktat dess potential som användning inloppet till ångbasningen. Istället angavs att detta vätskelåsliknade förträngningssystem skulle föregås av förvärmning med ånga, och är således inte något förslag på att lösa aktuellt problem. Istället identifieras väl behovet av att fördriva bort flisfukten från flisen inför flisens kokning.

Förvånande nog har inte något bättre system än flispluggsbildande matningssystem till flisfickan presenterats. istället har man försökt komma runt problemen med skadliga gaser genom att försöka generera renare ånga från kokprocessen, vilket skett till höga investeringskostnader samt reducerat utnyttjande av värrnekapaciteten.

Uppfinningens syfte och ändamål Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att erhålla en flisficka för förbasning av flis där riskerna med läckage av svaggaser är minimerade och som inte är förenat med känd tekniks nackdelar.

Ett annat syfte är att samtidigt minimera den mängd luft som dras med ned i flisfickan och som måste drivas bort vid förbasningen. Om denna mängd fria 01 18SEb.doc vinn» 20 25 30 51.8 789 H och i flisen bundna luften kan reduceras så reduceras volymema av svaggaser kraftigt. Ännu ett syfte är att samtidigt kunna förtränga bort flisfukten från flisen, vilken flisfukt inte är önskvärt i den efterföljande kokprocessen. Om större mängd flisfukt kan drivas bort redan i inmatningen tiil flisfickan så behöver inte ångtillförseln styras av detta krav och kan göras effektivare. Om istället flisfukten kan ersättas med nyttiga behandlingskemikalier så kan dessa lämnas kvar i flisen. Ännu ett syfte är att möjligöra användning av den ånga som erhålles direkt efter tryckavlastning av avdragen koklut från kokaren, även om denna ånga innehåller mycket NCG-gaser. Om man kan garantera tätheten på flisfickan samtidigt som förbasning sker utan genomblåsning av ånga, med så kallad ”cold-top” reglering, så kan detta energioptimala sätt att återanvända värme från kokprocessen användas under kontrollerade former och med minsta möjliga risker.

Ytterligare ett syfte är att kunna medge en förebehandlande Impregnering av flisen med lämpliga behandlingskemikalier.

Ritningsförteckning Figur 1, visar schematiskt ett uppfinningsenligt system för matning av flis till flisfickor vid framställning av cellulosamassa i kontinuerliga kokare; Figur 2, visar en variant av uppfinningen med två vätskelås i serie i inmatningen till flisfickan; Figur 3 visar en tredje variant med snedställd matningsskruv; Figur 4 visar schematiskt ungefärliga volymmässiga proportioner av flisens beståndsdelar (icke komprimerat).

Detaljerad Beskrivning av föredragna utföringsformer I figur 1 visas schematiskt en flisficka 1 till vilken huggen flis föres med hjälp av ett transportband 2 från ett flisupplag(icke visat). Flisen vid detta skede har en temperatur motsvarande omgivningen, allt från nägra minusgrader till 20- 30°C(under varma årstiden). Normalt sker en uppvärmning av flisen i flisfickan 0118SE.doc 11:-; -ifaø 20 25 30 518 789 5 till en nivå över 80°C, företrädesvis runt 100°C, vilket kräver betydande mängder ånga. Uppvärmningen med ånga tjänar flera syften, dels att höja temperaturen på flisen men även för att driva ut luft, samt värma upp bunden flisfukt och i viss mån driva av denna flisfukt.

I figur 4 visas schematiskt volymandelama av det som normalt medföljer flisen till flisfickan om flisen ej komprimeras aktivt. Den fria luften, d.v.s. den luft som ligger runt och mellan flisbitarna, utgör så mycket som 2/3-delar. Även om aktiv komprimering av flisen kunde erhållas så kan endast en mindre reduktion av den fria luften erhållas. I själva flisbiten, som utgör resterande 1/3-del, utgör vedinnehållet 1/3-del, flisfukt 1/3-del samt i flisbiten bunden luft 1/3-del.

Uppvärmningen i flisfickan 1 sker med ett antal fördelningsanordningarför ångtillsättning. l den visade utföringsformen användes ett nedre fördelningsrör 4b samt ett flertal övre fördelningsdysor 4a anordnade runtom flisfickans nedre del. Mängden ånga som tillföres regleras via ventilen 5 i beroende av detekterad temperatur i flisfickan, mätt via mätanordningen 6. Genom rätt styrning kan en så kallad "cold-top" reglering erhållas så att en successiv uppvärmning av flisen erhålles ner genom flisfickan. Flisen i flisfickans övre del kan då hållas vid en temperatur väsentligen under 80°C, företrädesvis under 50°C.

Då uppvärmning sker av flisen i flisfickan, oavsett om ren eller NCG-haltig ånga användes, genereras skadliga gaser främst innehållande terpentin, men även andra skadliga NCG-gaser. I syfte att hantera dessa frigjorda gaser användes ett system med avluftning via pump 20, samt reglerat tillflöde av frisk luft via reglerventilen 21. Reglerventilen 21 är lämpligen en envägsventil som öppnar för friskluft vid ett visst undertryck i flisfickan. På detta sätt kan ett visst kontrollerat ventileringsflöde, s.k. "sweep air", erhållas i flisfickans övre del. l vissa system kan även en övertryckskontroll vara installerat där övertryck i flisfickan kan ventileras bort via ett säkerhetssystem eller i vissa fall till ett utlopp på anläggningens tak. Normalt kan denna bortledning av övertryck ske via ett rörsystem anslutet på sugsidan av pumpen 20, vilket 0118SE.doc »visa naiv: 20 30 hanterar de överskjutande gasmängder som inte pumpen 20 har kapacitet att klara. I alla normala driftsituationer är dock pumpen 20 så dimensionerad att den klarar av att leda erhållna gasmängder till ett destruktionssystem. Med kontrollerad "cold-top" reglering av flisfickan så skall dock alltid pumpen klara av de luftmängder som ventilerar flisfickan.

Efter det att flisen värmts upp till lämplig temperatur och större delen av luften samt flisfukt drivits av matas flisen ut från flisfickans botten med lämplig utmatningsanordning 10, företrädesvis en matarskruv, och vidare till en lågtryckskik 11 (slussanordning) ingående i ett matningssystem till högtryckskiken 12. Lågtryckskiken matar flisen till ett fallrör där flisen uppblandas med en förberedande transport-/kokvätska. Flisblandningen matas sedan till en konventionell högttryckskik (även benämnd pocket feeder) vilken är försedd med fickor vilka under rotation kan fyllas med flisblandningen(normalt uppifrån) från lågtryckssystemet, och efter rotation 90 grader exponerar den med flisblandningen fyllda fickan för högtryckskretsen 13, vilken matar flisblandningen under högt tryck till en toppseparator 15 anordnad i toppen på en kontinuerlig kokare 16. I toppseparatorn separeras flisen från transportvätskan, vilken transportvätska återledes till högtryckskikens inloppssida i högtryckskretsen.

I det visade systemet så erhålles ånga för flisfickans uppvärmning genom att varm svartlut vid eller nära koktemperatur, typiskt 140-160°C, dras av fràn kokaren via en avdragssil 17, varefter den tryckavlastas i en cyklon 18. Ångan 19 tappas från cyklonens topp och svartluten BL vidareledes till indunstningen på sedvanligt sätt. Ångan kan dock produceras på andra sätt, exempelvis genom att värma upp rent vatten via en värmeväxlare, så att ren ånga för flisfickan kan erhållas.

Med ett tätt system i flisfickan så kan dock den energimässigt gynnsammare ångan som erhålles direkt vid tryckavlastningen av svartluten användas, utan att belastas av energiförluster. 0118SE.doc i-unp 10 20 25 30 518 789 3 I enlighet med uppfinningen så är anordnat åtminstone ett vätskelås 30 mellan flisinmatningen 2 och flisfickans övre del. Flisen matas ner till vätskelåset och bildar en fiisnivå över en första vätskeyta 33 i vätskelåset 30. På grund av flisens egenvikt matas flisen mot vätskelåsets botten. vätskelåset i figur 1 är U-format med en matarskruv 35 driven av en motor 36 anordnad i den andra utioppsskänkeln. Matarskruven fångar upp den flis som flispelaren i inloppsskänkeln matar fram, och under rotation från matarskruven matas flisen upp mot och förbi den andra vätskeytan 34 i vätskelåset. Efter det ett flisen dränerat av vätskan från vätskelåset trillar flisen ner till flisfickan 1 via fallröret 37.

Vätskelàset medför att i all fri luft omkring och mellan flisbitarna kan drivas av samtidigt som viss del av den iflisen bundna luften kan drivas av innan flisen når flisfickan, och detta utan att någon komprimering motsvarande lösningen i US,A,4096027 behöver användas, vilken senare lösning endast i bästa fall kan nå 20-30% av vattenlàsets förmåga att driva bort luft.

I figur 2 visas en variant med två vätskelås i serie. Med flera lås i serie kan en successiv uppvärmning användas, men 50 gradig vätska i det sista låset och vätska med lägre temperatur, eventuellt bara 5-10 grader högre temperatur än flisen, i det första låset. Lämplig vätska kan vara svartlut eller tunnlut vilken ger en första impregnering av flisen. Dà mest flisfukt drives av i första vätskelåset så kan även vätskan i vätskelåset cirkuleras i motström mellan vätskelåsen.

Andra vätskor än svartlut kan givetvis användas i kokprocesser där detta kan vara gynnsamt. Exempelvis kan impregneringsvätskor med viss andel polysulfid, antrakinon, vitlut eller svavel användas. lfigur 3 visas ytterligare en variant med vätskelås med snedställd matarskruv(endast axeln visad).

Uppfinningen medför att flisen kan få en första uppvärmning till en måttlig temperatur redan i vätskelåset. Ångan behöver därför inte användas för att lyfta flisens temperatur från omgivningens temperatur (några minusgrader till 20-30°C) och ända upp till nödvändig temperatur runt 100°C. 01l8SE.doc aina: 20 25 518 789 få Normalt finns det på ett massabruk stora mängder svartlut hållet vid temperaturer runt 70-90°C, varför ett bättre totalt energiutnyttjande på massabruket erhålles. Ett av de viktigaste särdragen är dock att mängden luft som dras med flisen in till flisfickan reduceras till ett minimum.

Uppfinningen kan varieras på ett flertal sätt inom ramen för bifogade patentkrav. Exempelvis kan mätningen av flisen genom flisfickan ske genom flisens egentyngd, varigenom matarskruv kan undvaras.

Användes matarskruv utformas den lämpligen med dräneringskanaler och hål i sina gängflanker. Matarskruven kan även kombineras med dränerande väggar i vätskelåsets utloppsskänkel.

Matarskruvar kan även ersättas med andra transportanordningar, såsom öppna band/kedje transportörer med medbringare.

Tillförsel av ny vätska till vätskelåset kan lämpligen ske så att denna tillförsel samverkar med skiktningseffekter p.g.a. densitetsskillnader mellan utdriven flisfukt och vätskelåsvätska (svartlut), varvid kontinuerligt/intermittent avdrag av utdriven flisfukt från vätskelåset kan implementeras. l vätskelåsets utloppsskänkel så kan även olika former av pressanordningar finnas, i form av samverkande valsar eller fjäderbelastade luckor etc. , vilka hjälper till att dränera bort överskott av vätska i flisen innan flisen trillar nedåt i flisfickan.

Uppfinningen kan tillämpas med ånga av olika grader av NCG-innehåll, allt från helt ren ånga (producerad från upphettat rent vatten) till ångan som erhålles direkt vid tryckavlastning av kokvätska från kokare. 0118SE.doc

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 5 1 8 7 8 9 Ol PATENTKRAV . System för matning av flis till flisfickor vid framställning av cellulosamassa i kontinuerliga kokare, där flisfickan utgöres av behandlingskärl med en topp och en botten, där flisen inmatas i behandlingskärlets topp och utmatas via behandlingskärlets botten med lämpliga slussorgan, där fördelningsanordningar för tillsättning av ånga är anordnade i behandlingskärlet för uppvärmning av flisen till en nivå över 80°C, företrädesvis runt 100°C, vid utmatningen av flisen via behandlingskärlets botten k ä n n e t e c k n a t av flisen matas in till behandlingskäriet via åtminstone ett vätskelås och där behandlingskärlet i övrigt är avtätat och endast via kontrollerade ventilationssystem står i förbindelse med omgivningen. . System enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att vätskelåset har en första vätskeyta utbildat i en inloppskanal, mot vilken första vätskeyta obehandlad flis matas och passerar, varefter flisen transporteras genom den vätskefyllda inloppskanalen mot en andra vätskeyta genom vilken flisen passerar innan den vidareföres till flisfickans inre . . System enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att vätskelåset innefattar en tillförselledning för vätska för upprätthållande av en minsta nivå i vätskelåset. . System enligt krav 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d av att vätskelåset innefattar en nivåmätare vilken detekterar aktuell vätskenivå i vattenlåset och automatiskt larrnar när vätskenivån understiger en första förbestämd nivå och automatiskt kontrollerar tillförsel av ny vätska till vätskelåset om vätskenivån understiger en andra förbestämd nivå. . System enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att vätskan i vätsklåset utgöres av en behandlingskemikalie, företrädesvis svartlut. 01 18SE2.doc 10 15 518 789 tO . System enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att i vätskelåset är anordnat en matningsanordning som vidarebefordrar flisen genom vätskelåset. . System enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a d av att matningsanordningen är en snedställd matarskruv. . System enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att fördelningsanordningar för tillsättning av ånga är anordnade i behandlingskärlets botten, och att reglering av mängden ånga som tillsättes via reglerventiler styres av en kontrollanordning i beroende av kontrollanordningen detekterad temperaturi flisfickan, så att temperaturen på utgående flis ligger på en nivå över 80°C, företrädesvis runt 100°C, emedan temperaturen på flisen i flisfickans topp ligger väl under 80°C, företrädesvis under 50°C, varvid ångtrycket verkande på vätskelåset i flisfickans inmatning hålles på ett minimum. 01 1 SSEZ. doc