SE521068C2 - Process och utrustning vid kausticering för framställning av vitlut - Google Patents

Description

. É 521 068 2 Enligt känd teknik användes även vakuumfilter i kausticeringspro- cesser. Vakuumfilter är emellertid även behäftade med nackdelar.

De måste arbeta med högt vakuum för att ge en bra tvätteffekt och hög utgående massatorrhalt. Erforderligt vakuum sätter gräns för temperaturen hos den suspension som skall filtreras och som inte gärna får överskrida 70°C. I kausticeringsprocesser kända utrust- ningar för separering av mesa och vitlut och för uttagande av Avitlut ur processen, tubfilter och vakuumfilter, är således då- ligt lämpade för en effektiv filtrering under tryck och vid hög temperatur. I tubfiltren kan man ej heller effektivt genomföra en tvättning av mesan och vakuumfiltren kan endast användas med ett begränsat differenstryck och medför stora värmeförluster.

För avskiljning av slam från grönlut i nuvarande kausticerings- _ processer användes grönlutklarnare. En grönlutklarnare är mycketv utrymmeskrävande och drar stora investeringskostnader samt även stora kostnader i_samband med tömning för invändigt underhåll av klarnaren. Dessutom erhålles slam med låg torrhalt.

Ovannämnda nackdelar har medelst föreliggande uppfinning i hög grad kunnat elimineras genom att i kausticeringsprocessen för åt- minstone vitlut- och mesasepareringen och företrädesvis även slam- separeringen såsom filter använda roterande skiv- eller trumfilte; som arbetar under övertryck (20 kPa och uppåty och vilka är an- ordnade i ett slutet system. Användandet av skiv- eller trumfil- ter i enlighet med uppfinningen ger exempelvis följande fördelar 1 jämförelse med kand teknik; - medger kontinuerlig drift, - ger hög utgående torrhalt, - ger stor filteryta och högt utbyte, - ger mindre grad av oxidering och minskar därmed inkrusterings- bildningar, f - medger effektiv förträngningstvätt av mesan även vid höga tem- peraturer, ' .- medger obegränsat högt tryck, - ger varmare vitlut och mesa, - medför minskning av cirkulerande lutmängder, - kräver förhållandevis litet utrymme och ger god ekonomi; . I - . v v 521 068 3 Det som härvid kännetecknar uppfinningen framgår av efterföljande patentkrav.

Uppfinningen är i det följande närmare beskriven_i schematiskt Å visade utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritning, varvid ' fig. 1 illustrerar ett exempel på en kausticeringsprocessf fig. 2 visar i sidovy, delvis uppskuren, ett exempel pa ett filter ingående i kausticeringsprocessen enligt uppfin- ningen, ' ' fig. 3 visar en ändvy av filtret enligt fig. 2, fig. 4 visar en delvy av.en i filtret enligt fig. 1 och 2 ingå- ende avtagningsanordning, I fig. 5 visar i.en vy motsvarande figi 2 ett annat utföringsexem- pel på ett filter ingående i'en kausticeringsprocess en- ligt uppfinningen, fig. 6 visar en ändvy av filtret enligt fig. S, och fig. 7 visar en ändvy av ytterligare ett utföringeexempel på ett filter ingående i en kausticeringsprocess enligt uppfin-_ ningen. ' Pig. 1 illustrerar schematiskt en kausticeringsproceee med däri ingaende aktuella filter för separerinq ur processen av vitlut; mesa och slam. I kalksläckare 30 reagerar klarnat grönlut 44 med brand kalk 45 och bildar en blandning 46 av meea (kalcium- karbonat) och vitlut (natriumhydroxid). Reaktionen fullbordas . 1 kausticeringskärl 31 och ledes sedan till_filter 32, där klar vitlut 47 separeras från mesa 48 och en del kvarvarande vitlut.

»Denna mesa blandas med varmvatten 49 och homogenieerae vidare i mesacistern 33. Blandningen 50 tillföras filter 34, där mesan tvättas med varmvatten 49 och avvattnas samt separera: (pil 52), TO 521 068 4 medan.filtrat i form av svaglut 51 ledes till svaglutcistern 35 och vidare till sodalösare 36. I sodalösaren blandas smälta 42 från-sodapanna med svagluten 53 och en tillsats av vatten 54 till en grönlut 43 av lämplig styrka. Den oklara grönluten 43, som in- nehåller ett finfördelat svart slam, går via utjämningscistern 3 37 till ett filter 38, där separering sker till slam 55 och klar grönlut 44. Den klara grönluten 44 ledes via en förrådscistern ' 39 till kalksläckaren 30, medan slammet 55 med en del kvarvarande grönlut ledes via pumpsystem 40 till ett filter 41. Slammet tvät- tas med varmvatten 49 och filterkaka i form av avvattnat slam bil- das genom filtreringen och avledes ur processen (pil 57), medan - filtrat 56 bestående av tvättvatten och grönlut ledes till svag-“ lutcisternen 33 för vidare recirkulation. A I stället för tidigare använda filter är för erhållande av de in! ledningsvis angivna fördelarna insatta i kausticeringsprocessen tryckfilter i slutet system, åtminstone för något eller nagra av filtren och speciellt filtren 32 och 34, Exempel på dylika filter a: visade 1 fig, 2-7. ' F19- 2 och-3 visar härvid ett filter bestående av i ett tryck- kärl 7 roterbart anordnade skivor 1 monterade radiellt på-en axel 2. Varje skiva består vanligtvis av tva däck 3 av perfo-, rerade plåtar överklädda med en filterduk. Mellan däcken bil- das filtratkanaler 4 för bortledande av filtratet till i axeln (~ befintliga kanaler, som leder till axelns ena ände och mynnar ut' i ett avledningsrör 5 och en filtratavskiljare 6. Såsom fram- går av fig. 3 är filterskivorna 3 sammansatta av ett antal skivsektorer 12, vilka t.ex. kan vara utformade såsom visat i ~ svensk patentansökan 8300697-3. Skivorna lr till cirka 50! ned-- sänkta i mesasuspensionen som pumpas in i tråget.under övertryck.

Tryckkärlet 7 som omsluter hela filtret möjliggör övertryck. Den gas, som medföljer vätskan till filtratavskiljaren 6 och där I avskiljes, återföres till tryckkärlet 7 via en kompressor 8, t.ex. en blåsmaskin. Filtret är således anordnat i ett slutet system. id 521 068 §æå:;3?ÜÅÄT¿ä¥š vid skivornas rotation ner i tråget tryckas suspensionen mot filterduken. Mesan fastnar som ett skikt på duken och vitluten ledes via kanalerna 4 ut ur filtret. När mesan vid~skivornas rotation lämnar vätskenivån fortsätter vitluten i mesan på du- ken att tryckas in mot duken, varvid mesans torrhalt väsentli- gen ökar. Mesan kan sedan medelst någon lämplig avtagningsan- ordning avtagas från skivorna och lämna filtret via en utmat- ningsanordning 9 och sluss 10-för vidare transport i enlighet med fig. 1. Lämpligen kan s.k. precoat-filtrering användas, dvs en filtrering genom såväl en på filterduken belagd mesakaka som genom'själva filterduken, varvid lämpligen s.k. vandrande schabrar kan användas som utöver den på precoat-heläggningen fastnade mesan öven_skrapar av ett stycke per varv av precoat- beläggningen. I fig. 4 är eremplifierat visade dylika schabrar, vilka manövreras av excentrar 13. Alternativt eller i kombination kan mesan även tvättas på filterduken medelst härför lämpade sprits dysor 11. I fig. 3 är även visat ett stup 14, i vilket nedfaller avtagen mesa till utmatningsanordningen 9.

I stället för ett under tryck arbetande skivfilter enligt fig. 2 och 3 kan användas ett trumfilter som arbetar under övertryck och likaledes är anordnat i ett slutet'system. Ett dylikt trumfilter ar visat i fig. s och s. frn trumna 15 ar_ae1via neaaanxt i ett tråg 16 innehallande suspensionen. 'Vid rotation enligt pilen fastnar mesan på filterduken runt trummans periferi -och filt- ratet tryckes in i trummans inre för bortledning; Tråget 16 tillsammans med kåpan 17 är utformade som ett tryckkärl'och. möjliggör ett övertrvck under filtreringen. När mesan_kommer upp ur suspensionen torkas_den genom att filtret tryckas in il trumman via filterduken och den perforerade yttermanteln 18 samt vidare via filtratkanalerna 19, avledningsröret 20 och filtratavskiljaren 21 ut ur filtret.. Den gas som medföljer finn: :in fiitratavgxiijaren 21 ateriai-evi :in filtret via kompressorn 22 för bibehållande av övertrycket i filtret. I samband med att mesan på truman börjar torka kan den tvättas .med varmvatten från spritsdysor 23, innan den borttages, t.ex. med en avskrapningsanordning i form av en schaber 24. Den avskrapade mesan lämnar filtret via en utmatnings- ' 521 068 6 anordning 25 och sluss 26. Filtret kan vidare vara försett med en tryckutjämningsanordning bestående av ett rör 27 från kåpan 17 till en roterande koppling 28 och ett rör 29 in i trumman. Ännu ett i detta sammanhang med fördel använt skivfilter som ar- betar under övertryck och är anordnat i ett slutet system är vi- sat i fig. 7. Ett dylikt skivfilter och varianter av detta är beskrivet och visat i en samtidigt härmed inlämnad patentansökan nr 8502123-6, hänvisas till denna patentansökan. Det för detta filter speciellt kännetecknande är att filterelementen för varje varv genomlöper(-. och för en närmare redogörelse av detta filter en filtreringscykel bestående av filtreringszoner i vätskefas och gasfas, var och en med separata filtratutlopp, varvid organ förefinnes för reglering av differenstrycket'över filterelemen- fy ten i varje filtreringszon oberoende av varandra. I fig. 7 är visade tre filtreringszoner A, B och C och styrda reglerventiler R1 och R2 i filtratutlopp.

Ehuru ej visat, kan lämpligen filtren vara utformade eller för- sedda med organ eller medel för att oavsett suspensionskoncent.' ration eller smutshalt i gasmedier garantera fullgod kontinuer- lig filtrering i de slutna tryckfiltren. Detta kan t.ex. gälla att förhindra igensättning av_mesa i avtagningsanordningen, spe- ~ ciellt stupet, vilket skulle äventyra driften. Ett dylikt medel kan vara inre beklädnad eller en dubbelmanten för kylning av in-I nermantel och bildande av kondens på insidan av den inre manteln.

Vidare kan tryckmediet, ånga, som recirkuleras via kompressorn och innehåller gaser härrörande från andra ämnen ingående i ( suspensionen förorsaka problem med inkrusteringar i rör och kompressor. Materialval, kemisk eller mekanisk rensning el- ler en kombination av nämnda åtgärder men även en speciell ut- formning av kompressorn utgör exempel på lösningar av inkruste- ringsproblemet. En viss sedimentering i suspensionen kan före- komma i filtren, men även för detta eventuellt förekommande prob- lem finns nu framtagna förbättrade lösningar.

Genom att i en kausticeringsprocess enligt uppfinningen använda tryckfilter anordnade i ett slutet system i stället för tidigare _20 521 ' 068 7 använda filter eller apparatur uppnås följande väsentliga förde- lar.

Genom att genomföra kausticeringsprocessen under ett övertryck och därigenom tillgodogöra sig reaktionsvärmet bibehålles detta övertryck enligt föreliggande uppfinning vid utfiltreringen av mesan och där så är lämpligt också vid tvättningen av mesan och den efterföljande filtreringen. Trycket avlastas då först i sam- band med uttagandet av mesan från det sista filtret. Den erhåll- na mesan uppnår genom detta förfarande en högre torrhalt och en högre temperatur än genom konventionell teknik, vilket utgör en väsentlig fördel vid den efterföljande mesabränningen i mesa- ugnen. Även den avskilda vitluten, som skall användas i kokning- en av massavedflisen, får en högre temperatur och en högre kon- centration än vid konventionell teknik. T.ex._är ett såsom filter 32 insatt tryckskivfilter så effektivt, att det utan försämring av tvättresultatet ersätter båda de tubfilter som användes för vitlutseparation och för första mesatvättning i en konventionell anläggning.' ' I ' : A' W Medelst ett under övertryck och kontinuerligt arbetande filter en- ligt föreliggande uppfinning erhålles följande väsentligt förbätt- rade värden jämfört med t.ex. ett konventionellt tubfilter, för- utom det faktum att tubfilter vanligen icke arbetar kontinuerligt utan filtreringsprocessen måste med jämna intervaller avbrytas.

Med användande av t.ex. ett tryckskivfilter såsom filter 32 1 A processen erhålles en torrhalt på mesan av ca 75%, medan torr- _ halten från ett tubfilter är ca 30-35%. Mängden vitlut som med- följer mesan från tryckskivfiltret minskas med ca 75% jämfört 'med ett tubfilter. Vidare minskas mängden varmvatten 49 för tvätt- ning av mesan och svaglut 53 till sodalösaren 36 med ca 50%. Även mängden lut 43, 44, 46, från sodalösaren 36 till filtret 32 mins- kas till ca 85%. Dessutom kan apparatur och rörledningar minskas proportionellt med lutmängderna utan inskränkning i funktionen, vilket medför en stor ekonomisk fördel. n Vid avskiljning av slam från grönlut, 38 i fig. 1, användes vanligtvis en grönlutklarnare, och i ett senare steg vakuum- É21 068 8 filter (filter 41 i fig. 1). Grönlutklarnaren-är mycket ut- rymmeskrävande och drar stora investeringskostnader. Den ackumulerar stora mängder lut, ca 1000 - 2000 m3, som är svår- placerad i samband med tömning för invändigt underhåll av klarna- ren och som motsvarar en stor kostnad 1 form av bundet kapital.

Från klarnaren erhålles otvättad slam med låg torrhalt, ca 10%, Genom användande av ett under övertryck arbetande filter i ett slutet system enligt föreliggande uppfinning erhålles jämfört med en grönlutklarnare fdljande fördelar: ' - mindre utrymmeskrävande, -_ (~ - mindre investeringskostnader, - ackumulerar ingen nämnvärd lutvolym, - mindre oxidering av luten, - ger varmare grönlut och slam, A - ger hög utgående torrhalt, ca 40%, . - ger en minskning av mängd med slammet recirkulerad grönlut (till ca 20%), - ger möjlighet till slamtvättning 141 i fig. 1).

Jämfört med ett vakuumfilter erhålles_med ett under övertryck ar- betande filter i ett slutet system enligt föreliggande uppfinning följande fördelar: ' ' ' - ingen okidering av svagluten, mindre temperaturförluster, obegränsat differenstryck, mindre ytterdimensioner, ingen fallhöjd såsom vid vakuumfilter erfordras. ' (I

Claims (6)

10 15 20 25 30 521 068 “Y P A T E N T K R A V

1. Process vid kausticering innefattande stegen: 1) separering av grönlut och slam (38), 2) reaktion mellan klarnat grönlut och bränd kalk (30,3l), 3) separering av därvid uppkommen vitlut från mesa (32). k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone för separeringen av vitlut i steg 3) filtrering sker genom åtminstone ett av filterduk omslutet filterelement (l,l8), som roterande för varje varv genomlöper en filtre- ringscykel bestående av vätskefas och gasfas, varvid denna separering (32) sker under övertryck över filterduken, att vitlutsepareringen (32) sker i ett slutet system, i vilket _ vitlut separeras från gas och därefter gastrycket ökas av en kompressor innan gasen återföres till ett tryckkärl, som omsluter filterelementet, och att åtminstone stegen 2) ~ 3) i processen genomföres under ett övertryck och att trycket bibehàlles vid utfiltrering av mesan i ändamål att tillgodogöra sig reaktionsvärmet. av att den

2. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d även omfattar stegen: 4) att blanda mesan med varmvatten (49) och 5) homogenisera (33) blandningen, samt 6) att separera (34) mesan ur denna blandning. 3383 avb; 2002-06-07 10 15 20 25 30 521 068 IO

3. Process enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att även stegen 4) - 6) genomföres under sagda övertryck och att trycket avlastas först i samband med uttagandet av mesan från det sista filtret (34).

4. Process enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k ~ n a d av att åtminstone i steg 3) filtreringen sker i ett tryckskivfilter.

5. Process enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att steg 2) initieras i en kalksläckare (30) samt att reaktionen fullbordas i ett kausticeringskärl (31).

6. Utrustning för genomförande av en kausticeringsprocess enligt något av kraven 1 - 5 omfattande medel för 1) separering av grönlut och slam (38), 2) reaktion mellan klarnat grönlut och bränd kalk (30,3l), 3) separering av därvid uppkommen vitlut från mesa (32), k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone för separeringen av vitlut i steg 3) är inrättat åtminstone ett filterduk omslutet filterelement (l,l8), som roterande för varje varv genomlöper en filtreringscykel bestående av vätskefas och gasfas, varvid organ är inrättade så att separering (32) sker under övertryck över filterduken, att vitlutsepareringen (32) är anordnad att ske i ett slutet system, i vilket vitlut separeras från gas och därefter 3383 avb; 2002-06-07 10 521 068 H gastrycket ökas av en kompressor innan gasen àterföres till ett tryckkärl, som omsluter filterelementet, och att medel är arrangerade så att åtminstone stegen 2) - 3) i processen genomföres under ett övertryck och att trycket bibehålles vid utfiltreringen av mesan i ändamål att tillgodogöra sig reaktionsvärmet. 3383 avb; 2002-O6~07