SE522877C2

SE522877C2 - Process for operating a continuous cellulose pulp cooker and a cooker

Info

Publication number: SE522877C2
Application number: SE9903470A
Authority: SE
Inventors: Richard Laakso; C Bertil Stromberg; Kaj O Henricson
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2004-03-16
Also published as: SE9903470L; JP2000154486A; SE9903470D0; JP3461311B2; FI19992099A; JP3898160B2; FI122630B; CA2285714C; CA2285714A1; JP2003328286A

Abstract

A cellulose pulp continuous digester (e. g. for producing kraft pulp) is operated so that it has an inverted top separator and is hydraulically filled to above the level of the inverted top separator, and may be substantially completely hydraulically full. A plurality of different liquor flows may be extracted from the inverted top separator, and an in-line drainer may be provided in a conduit through which liquid is extracted.

Description

25 30 35 ;§22,a77 2 flisen typiskt genom att utsätta ﬂisen för ånga. Denna ånguppvärmning utförs typiskt då flisen inmatas i den ångfyllda zonen i toppen av kokaren. 25 30 35; §22, a77 2 chips typically by exposing ﬂ ice to steam. This steam heating is typically performed when the chips are fed into the steam-filled zone at the top of the digester.

Förutom vad uppvärmningsmetoden beträffar, skiljer sig den hydrauliska och ångfaskokaren från varandra med avseende på sättet att övervaka och reglera ﬂis- och vätskenivån i kokarkärlet. Emedan den hydrauliska kokaren är helt fylld med vätska, behöver endast ﬂisnivån övervakas. Flisnivån i en hydraulisk kokare övervakas typiskt genom att använda mekaniska paddlar vilkas böjning detekteras medelst elektroniska töjningsmätare eller liknande anordningar. Typiskt är två eller flera, företrädesvis tre eller ﬂera, sådana elektromekaniska anordningar anordnade på den hydrauliska kokarens inneryta. Närvaron eller frånvaron av ﬂis på paddelns nivà bestäms på grundvalen av den av ﬂisen förorsakade graden av böjning eller rörelse av paddeln. Paddelns rörelse detekteras av töjningsmätarna och en ungefärlig ﬂisnivå i den hydrauliska kokaren, uttryckt i procent, bestäms genom en matematisk algoritm. Maskinskötaren kan variera ﬂisﬂödet genom att ändra inmatningen av ﬂis eller utmatningen av massa från den hydrauliska kokaren. l en ángfaskokare måste två nivåer övervakas och regleras: ﬂisnivån, såsom i den hydrauliska kokaren, och vätskenivån. Flisen i en ángfaskokare är till skillnad från den hydrauliska kokaren inte nedsänkt i vätska i toppen av kokaren. På grund av ångfaskokarens natur, som kräver att ﬂisen direkt utsätts för ånga för uppvärmning, beﬁnner sig ﬂisnivån i en ángfaskokare ovanför vätskenivån. Den ovanför vätskenivån liggande flisnivån (som utsätts för ånga) detekteras typiskt medelst en gammastrålningssändare/detektor som är anordnad i sidan av kokarkärlet. detekteras medelst en konventionell Vätskenivån i en ángfaskokare vätsketrycksgivare, t.ex. en s.k. dp-cell.In addition to the heating method, the hydraulic and steam phase boilers differ from each other in the way of monitoring and regulating the ﬂ ice and liquid level in the boiler vessel. Because the hydraulic digester is completely filled with liquid, only the ﬂ ice level needs to be monitored. The chip level in a hydraulic digester is typically monitored using mechanical paddles whose bending is detected by electronic strain gauges or similar devices. Typically, two or more, preferably three or more, such electromechanical devices are provided on the inner surface of the hydraulic digester. The presence or absence of ﬂ ice at the level of the paddle is determined on the basis of the degree of bending or movement of the paddle caused by the ﬂ ice. The movement of the paddle is detected by the strain gauges and an approximate ﬂ ice level in the hydraulic digester, expressed as a percentage, is determined by a mathematical algorithm. The operator can vary the ﬂ ice ﬂ fate by changing the av ice input or the mass output from the hydraulic digester. In a steam boiler, two levels must be monitored and regulated: ﬂ the ice level, as in the hydraulic boiler, and the liquid level. Unlike the hydraulic boiler, the chips in a steam boiler are not immersed in liquid at the top of the boiler. Due to the nature of the steam boiler, which requires the ice to be directly exposed to steam for heating, the ice level in a steam boiler is above the liquid level. The chip level above the liquid level (which is exposed to steam) is typically detected by means of a gamma radiation transmitter / detector arranged on the side of the boiler vessel. detected by a conventional liquid level in a vapor phase boiler liquid pressure sensor, e.g. and s.k. dp-cell.

Flisen inmatas vidare i de två typerna av kokare genom att använda olika mekaniska anordningar. Vedﬂisen eller annat finfördelat cellulosahaltigt ﬁbermaterial matas typiskt till en kontinuerlig kokares inlopp genom att använda ett separat matarsystem. Matarsystemet inbegriper typiskt utrustning för avluftning, uppvärmning, trycksättning och inmatning av koklut i ﬂisen innan suspensionen av flis och lut överförs till kokaren. l en hydraulisk kokare inmatas suspensionen av ﬂis och lut i en nedåtriktad transportör av skruvtyp, dvs. en så kallad» "toppskruv". l ångfaskokaren, där suspensionen inmatas i ett gasutrymme, matas suspensionen av flis och lut uppåt i en transportör av skruvtyp, där ﬂisen och luten strömmar över 10 15 20 25 30 35 _s22 s71 3 transportörens övre ända och faller fritt ned i den àngfyllda atmosfären. Denna uppåtriktade strömning och överströmning av flis och lut lämpar sig ytterst väl för ångfaskokaren, emedan den förhindrar läckage av gas då suspensionen inmatas i kokarkärlet och tillhandahåller en överfallsreservoir för avlägsnande av överflödig vätska. Denna anordning kallas inom branschen "omvänd toppskruv". Båda anordningarna avlägsnar överloppsvätska från suspensionen så att den kan returneras till matarsystemet (t.ex. en konventionell högtrycksmatare) som en källa till suspensionsvätska. Anordningarna har samma funktion, men de är avsedda för var sin typ av kokare.The chips are further fed into the two types of boilers by using different mechanical devices. The wood ice or other finely divided cellulosic material is typically fed to the inlet of a continuous boiler using a separate feed system. The feeder system typically includes equipment for venting, heating, pressurizing and feeding cooking liquor into the ice before the suspension of chips and lye is transferred to the digester. In a hydraulic boiler, the suspension of ﬂ ice and lye is fed into a downward-facing screw-type conveyor, ie. a so-called »" top screw ". In the steam phase boiler, where the suspension is fed into a gas space, the suspension of chips and liquor is fed upwards in a screw-type conveyor, where the ice and the liquor flow over the upper end of the conveyor and fall freely into the steam-filled atmosphere. This upward flow and overflow of chips and liquor is extremely suitable for the steam phase boiler, as it prevents leakage of gas when the suspension is fed into the boiler vessel and provides an overflow reservoir for removing excess liquid. This device is called in the industry "reverse top screw". Both devices remove overflow fluid from the suspension so that it can be returned to the feed system (eg, a conventional high pressure feeder) as a source of suspension fluid. The devices have the same function, but they are intended for different types of boilers.

Därtill är den hydrauliska kokarens och ångfaskokarens konstruktion och verkningssätt traditionellt tydligt awikande från varandra. En fackman skulle inte komma på idén att använda kokaren av den ena typen på samma sätt som den andra, åtminstone inte utan att utföra stora ändringar i kokaren. Ångfaskokaren har t.ex. typiskt inte samma antal ringforrnlga silar eller vätskecirkulationer som krävs för uppvärmning i en hydraulisk kokare. Den hydrauliska kokaren har inte någon anordning för detektering av ﬂisnivàn ovanför vätskenivån, vilket ångfaskokaren däremot behöver. De två typerna av toppskruvar är vidare av olika konstruktion och verkningssätt. Ångfaskokaren har ﬂera nackdelar jämfört med den hydrauliska kokaren. Att utsätta vedflisen för direkt ånga kan t.ex. vara skadligt för ﬂisens ﬁbrer. Den typiskt plötsliga temperaturhöjningen i en ﬂispartikel som utsätts för ånga kan förorsaka en ojämn behandling av denna. Om ﬂispartikeln t.ex. inte blir jämnt impregnerad med kokkemikalie, kan den ökade temperaturen förorsaka en icke-homogen reaktion av kokkemikalierna med ﬂisens cellulosa- och icke-cellulosakomponenter. Detta kan yttra sig i en sämre massakvalitet, t.ex. förorsaka minskad styrka hos papperet eller en icke-homogen deligniﬁering. Den jämnare uppvärmning och behandling som den vätskefyllda hydrauliska kokaren erbjuder är mindre ägnad att förorsaka ojämn behandling av ﬂisen som är nedsänkt i lut. Ångfaskokaren är även känsligare för variationer i de relativa ﬂis- och vätskenivåerna. Emedan den huvudsakliga omständigheten som inverkar på uppvärmningen av ﬂisen till koktemperatur är uppehållstlden i ångatmosfären, betyder varje minskning av uppehållstiden en minskning av uppvärmningen.In addition, the construction and mode of operation of the hydraulic boiler and the steam phase boiler are traditionally clearly different from each other. One skilled in the art would not come up with the idea of using the boiler of one type in the same way as the other, at least not without making major changes to the boiler. The steam cooker has e.g. typically not the same number of annular strainers or fluid circulations required for heating in a hydraulic digester. The hydraulic boiler does not have a device for detecting the ﬂ ice level above the liquid level, which the steam phase boiler, on the other hand, needs. The two types of top screws are further of different construction and mode of action. The steam phase boiler has ﬂ your disadvantages compared to the hydraulic boiler. Exposing wood chips to direct steam can e.g. be harmful to ﬂ ice ﬁ brer. The typically sudden rise in temperature of a vapor-exposed ice particle can cause its uneven treatment. If the ice particle e.g. does not become evenly impregnated with cooking chemical, the increased temperature can cause a non-homogeneous reaction of the cooking chemicals with the cellulose and non-cellulose components of the ice. This can manifest itself in a poorer pulp quality, e.g. cause reduced paper strength or non-homogeneous delignification. The smoother heating and treatment offered by the liquid-filled hydraulic digester is less likely to cause uneven treatment of the ice immersed in lye. The steam phase boiler is also more sensitive to variations in the relative ﬂ ice and liquid levels. Since the main factor influencing the heating of the ice to boiling temperature is the residence time in the steam atmosphere, any decrease in the residence time means a decrease in the heating.

Flisnivån i en àngfaskokare måste därför alltid hållas tillräckligt mycket ovanför 10 15 20 25 30 35 ssgz 377 4 vätskenivån för att säkerställa korrekt uppvärmning. En minskad uppehållstid i ångatmosfären resulterar i minskad uppvärmning av ﬂisen, vilket yttrar sig i en ökad mängd okokta ﬂispartiklar eller rejekt i den framställda massan. Av denna orsak måste vätskenivån i förhållande till ﬂisnivån i ångfaskokaren kontinuerligt övervakas och regleras. Detta problem förekommer inte i en vätskefylld hydraulisk kokare där värmnlngen sköts med vätskecirkulationer.The chip level in a steam phase boiler must therefore always be kept sufficiently above the liquid level to ensure correct heating. A reduced residence time in the steam atmosphere results in reduced heating of the ice, which manifests itself in an increased amount of uncooked ice particles or rejects in the mass produced. For this reason, the liquid level in relation to the ﬂ ice level in the vapor phase boiler must be continuously monitored and regulated. This problem does not occur in a liquid-filled hydraulic boiler where the heating is controlled by liquid circulations.

Flishögen ovanför vätskenivån i en ångfaskokare åstadkommer en ojämn tryckfördelning och sålunda en icke-homogen vertikal rörelse av flisen i kokaren, dvs. den åstadkommer en "ﬂispelarrörelse". Då ﬂisen är nedsänkt i vätska motverkas ﬂisens vikt i viss mån av vätskans bärande kraft. En ﬂishög som inte är nedsänkt i vätska utövar en icke-motverkad belastning på ﬂisen under denna som är beroende av fördelningen av ﬂisen över kokartvärsnittet. Då ﬂisen typiskt inmatas i närheten av kokarens mittlinje uppstår en konisk hög som utövar en större nedàtriktad belastning i mitten av ﬂispelaren än vid kokarens vägg. Denna större belastning i mitten tillsammans med den av kokarens vägg förorsakade friktionen åstadkommer en rörelse av ﬂisen nedåt längs kokarens mitt, dvs. kanalisering. Denna icke-homogena rörelse av ﬂisen förorsakar en ojämn behandling av ﬂisen. Detta kan resultera i ökad rejektmängd och minskad styrka hos papperet samt ökad förbrukning av kokkemikalier och sämre kontroll över kokarens funktion. Den vätskefyllda hydrauliska kokaren är inte lika benägen för dylika variationer i pelarbelastningen eller ojämnheter i ﬂisens rörelse.The chip pile above the liquid level in a steam phase boiler causes an uneven pressure distribution and thus a non-homogeneous vertical movement of the chips in the boiler, i.e. it produces an "ice player movement". When the ice is immersed in liquid, the weight of the ice is counteracted to some extent by the load-bearing force of the liquid. An ice mound that is not immersed in liquid exerts a non-counteracting load on the ice below it, which depends on the distribution of the ice over the boiler cross section. When the ice is typically fed near the center line of the digester, a conical pile arises which exerts a greater downward load in the center of the ice column than at the wall of the digester. This greater load in the center together with the friction caused by the wall of the digester causes a movement of the ice downwards along the center of the digester, i.e. channeling. This non-homogeneous movement of the ice causes an uneven treatment of the ice. This can result in increased rejection volume and reduced strength of the paper as well as increased consumption of cooking chemicals and poorer control over the function of the cooker. The liquid-filled hydraulic digester is not as prone to such variations in the column load or irregularities in the movement of the ice.

Förmågan att åstadkomma en nedàtriktad kraft när så erfordras kan emellertid vara en fördel. Då ﬂishögens nedåtriktade rörelse förhindras kan en icke-nedsänkt ﬂishög bidra med en extra nedàtriktad belastning, t.ex. vid stömingar, vilket främjar ﬂispelarens nedàtriktade rörelse. Att kunna variera ﬂishögens nivå i förhållande till vätskenivån enligt önskan kan ge maskinskötaren extra ﬂexibilitet för reglering av kokaren. Denna möjlighet står ej till förfogande i konventionella hydrauliska kokare på grund av deras natur. Denna funktion är väsentligen utesluten i konventionella ångfaskokare på grund av den kritiska erforderliga uppehållstiden i ångfaskokarens àngzon. Att åstadkomma en kokare med en dylik förmåga är sålunda någonting nytt.However, the ability to provide a downward force when required can be an advantage. When the downward movement of the ice mound is prevented, a non-submerged ﬂ ice mound can contribute with an extra downward load, e.g. in case of disturbances, which promotes the downward movement of the ice player. Being able to vary the level of the ice pile in relation to the liquid level as desired can give the operator extra ﬂ flexibility for regulating the digester. This possibility is not available in conventional hydraulic boilers due to their nature. This function is essentially excluded in conventional steam phase boilers due to the critically required residence time in the steam phase boiler steam zone. Achieving a boiler with such an ability is thus something new.

De gammastrålssändare/detektorer som typiskt används för att övervaka och reglera flispelarens nivå i en ångfaskokare är vidare inte önskvärda. En strålningssändande apparat är inte önskvärd i en fabrik med tanke på säkerheten och behovet av 10 15 20 25 30 35 s22_s11 5 kvaliﬁcerad personal för att sköta och underhålla denna. En kokare som ej kräver en dylik apparat, såsom en hydraulisk kokare, föredras av fabriksledningen och underhållspersonalen.Furthermore, the gamma ray transmitters / detectors typically used to monitor and regulate the level of the chip player in a vapor phase boiler are not desirable. A radiation emitting device is not desirable in a factory in view of the safety and the need for qualified personnel to maintain and maintain it. A boiler that does not require such an apparatus, such as a hydraulic boiler, is preferred by the factory management and maintenance personnel.

En hydraulisk kokare kan erbjuda en effektivare och jämnare uppvärmning av ﬂisen.A hydraulic boiler can offer a more efficient and even heating of the ice.

En hydraulisk kokare med en motströmsvärmecirkulation har visat sig fördela värme och kokkemikalier till ﬂispelaren effektivare och jämnare. En hydraulisk kokare som utnyttjar Lo-Solidsqkokning, som marknadsförs av Ahlstrom Machinery och beskrivs i US-patenten 5,489,363; 5,547,012 och 5,536,366, kan ha en ström av uppvärmd kok- och spädlut som, då de förs i motström genom en nedàtströmmande ﬂismassa, åstadkommer en jämnare uppvärmning av ﬂispelaren och en jämnare fördelning av lut till ﬂispelaren. En kokare som ursprungligen konstruerats som en ångfaskokare kan ombyggas så att den väsentligen fungerar som en hydraulisk kokare med en motströmsvärmecirkulation som ersätter och förbättrar uppvärmningen och fördelningen av kemikalier som åstadkoms genom den ursprungliga ångfaskonstruktionen. Att uppvärma ﬂis genom att direkt utsätta denna för ånga är inte ett effektivt sätt att utnyttja àngenergi varigenom, förutom att cellulosaﬁbrerna skadas, systemet även tillförs extra vätska. Den extra väskan, dvs ångkondensatet, späder ut vätskan som behövs i ﬂisen. Denna extra vätska är en följd av att ﬂisen utsätts direkt för ånga. Direkt utsättning för ånga ökar vätske/vedförhållandet med 0,1 - 0,3 enheter i en ångfaskokare jämfört med en hydraulisk kokare. Denna extra vätska medför inga fördelar i utan indunstningsbehovet i återvinningssystemet. Vännemediet, dvs. denkondenserade kokningsprocessen, ökar endast ångan, går dessutom förlorat för den återstående delen av massatillverkningssystemet. Detta är i motsats till indirekt ånguppvärmning där värmemediet väsentligen blir kvar och återcirkuleras i ångkretsen och kan användas någon annanstans eller återanvändas för att alstra ånga. I enlighet med vad som beskrivs häri undviks denna ineffektiva användning av energi och vätska.A hydraulic boiler with a countercurrent heat circulation has been shown to distribute heat and cooking chemicals to the ice player more efficiently and evenly. A hydraulic boiler utilizing Lo-Solid cooking, marketed by Ahlstrom Machinery and described in U.S. Patents 5,489,363; 5,547,012 and 5,536,366, may have a stream of heated boiling and dilute liquor which, when countercurrently passed through a downflowing ice mass, provides a more even heating of the ice column and a more even distribution of liquor to the ice column. A boiler originally designed as a steam phase boiler can be rebuilt to function essentially as a hydraulic boiler with a countercurrent heat circulation that replaces and improves the heating and distribution of chemicals produced by the original steam phase construction. Heating ice by directly exposing it to steam is not an efficient way of utilizing steam energy, whereby, in addition to damaging the cellulose fibers, the system is also supplied with extra liquid. The extra liquid, ie the steam condensate, dilutes the liquid needed in the ice. This extra liquid is a consequence of the ice being directly exposed to steam. Direct exposure to steam increases the liquid / wood ratio by 0.1 - 0.3 units in a steam phase boiler compared to a hydraulic boiler. This extra liquid does not bring any benefits without the need for evaporation in the recycling system. The friend medium, ie. the condensed boiling process, only increases the steam, is also lost for the remaining part of the pulp production system. This is in contrast to indirect steam heating where the heating medium essentially remains and is recirculated in the steam circuit and can be used elsewhere or reused to generate steam. In accordance with what is described herein, this inefficient use of energy and fluid is avoided.

Kokaren som beskrivs häri har inte endast tydliga fördelar jämfört med ångfaskokare utan kan även användas för att modiﬁera eller ombygga en beﬁntlig ångfaskokare så att den fungerar effektivare på samma sätt som en hydraulisk kokare.The boiler described herein not only has clear advantages over steam phase boilers but can also be used to modify or rebuild a significant steam phase boiler so that it operates more efficiently in the same way as a hydraulic boiler.

Beﬁntliga ångfaskokare kan inte fungera som hydrauliska kokare på grund av de tydliga skillnaderna i utrustningen och verkningssättet. l synnerhet ångfaskokare kan typiskt inte fungera som hydrauliska kokare emedan ångfaskokare baserar sig på att 10 15 20 25 30 35 522 877" 6 ﬂisen utsätts direkt för ånga innan den blir nedsänkt i vätska. Såsom beskrivs häri är det emellertid möjligt att omvandla en ångfaskokare så att den fungerar som en hydraulisk kokare med alla dess funktions- och prestationsfördelar, varvid samtidigt en erforderlig fördelaktig mekanism för uppvärmning av ﬂisen tillhandahålls.Continuous steam phase boilers cannot function as hydraulic boilers due to the clear differences in the equipment and mode of operation. In particular, vapor phase boilers can not function as hydraulic boilers because steam phase boilers are based on the ice being directly exposed to steam before being immersed in liquid. However, as described herein, it is possible to convert a steam phase boiler so that it functions as a hydraulic boiler with all its functional and performance advantages, while at the same time providing the required advantageous mechanism for heating the ice.

Verkningssättet av ångfastyp har vissa fördelar. Det gasfyllda utrymmet ovanför ﬂis- och vätskenivàn kan minska variationerna i vätskeﬂöden till tryckreglering. l en vätskefylld kokare regleras trycket i kokaren genom att reglera kokaren för mängden lut som inmatas, t.ex. tvättﬁltrat som inmatas via en konventionell tryckregleringsventil. Under i övrigt varierande förhållanden kan detta leda till våldsamma variationer i det tryckreglerade ﬂödet. Trycket i en ångfaskokare regleras emellertid genom att reglera gastrycket i det gasfyllda utrymmet. Detta görs typiskt medelst tryckluft via ett inlopp i närheten av det gasfyllda utrymmet i toppen av kokaren. lnmatningen av gas i kokarens topp inverkar ej på vätskeströmmama eller pelarens rörelse nedtill. Ett dylikt gasfyllt utrymme innehållande ånga eller tryckluft dämpar sålunda variationerna och möjliggör ett stabilare lutﬂöde till kokaren.The steam phase type mode of action has certain advantages. The gas-filled space above the ice and liquid level can reduce the variations in liquid fate to pressure control. In a liquid-filled boiler, the pressure in the boiler is regulated by regulating the boiler for the amount of lye that is fed, e.g. washing filtrate fed through a conventional pressure regulating valve. Under otherwise varying conditions, this can lead to violent variations in the pressure-regulated ﬂ fate. However, the pressure in a steam phase boiler is regulated by regulating the gas pressure in the gas-filled space. This is typically done by means of compressed air via an inlet near the gas-filled space at the top of the boiler. The introduction of gas into the top of the digester does not affect the liquid flows or the movement of the column at the bottom. Such a gas-filled space containing steam or compressed air thus dampens the variations and enables a more stable lye fate to the boiler.

Det är vidare även fördelaktigt att kunna växla om från ett sätt att uppvärma till ett annat. Om värmecirkulationssilarna t.ex. blir tilltäppta under uppvärmningen med vätska, har maskinskötaren för kokaren valmöjligheten att uppvärma ﬂisen till koktemperatur genom att inmata ånga i kokarens topp medan uppvärmningssilar är inaktiva eller blir "putsade" av ﬂispelaren för att avlägsna tilltåppningen eller t.o.m. backspolade. l en del tidigare kända ångfaskokare kan ﬂisen behandlas i motström med koklut. l dessa kokare utförs emellertid typiskt förhydrolys före kraftkokning. Förhydrolys är en sur behandling av cellulosamaterial för att avlägsna hemicellulosakomponenter ur cellulosan så att en relativt ren form av cellulosa uppstår. Dessa s.k. viskosmassor eller dissolvingmassor används som utgångsmaterial vid framställning av rayonﬁber eller cellulosaﬁlm, såsom cellofan. Såsom visas t.ex. i US-patentet 3.380.883, hydrolysbehandlas ﬂisen i en kontinuerlig kokares gasfas och sänks sedan ner i en alkalisk vätska för att avbryta den sura hydrolysreaktionen och inleda den alkaliska kraftkokningsreaktionen. Denna alkaliska behandling utförs i motström.It is also advantageous to be able to switch from one way of heating to another. If the heat circulation strainers e.g. become clogged during heating with liquid, the operator of the boiler has the option to heat the ice to boiling temperature by injecting steam into the top of the boiler while heating strainers are inactive or are "cleaned" by the ice column to remove the clogging or even. backspoiled. In some previously known steam phase boilers, the ice can be treated in countercurrent with boiling liquor. In these boilers, however, prehydrolysis is typically performed prior to power cooking. Prehydrolysis is an acidic treatment of cellulosic material to remove hemicellulose components from the cellulose to form a relatively pure form of cellulose. These so-called viscose or dissolving compositions are used as starting materials in the production of rayons or cellulose films, such as cellophane. As shown e.g. In U.S. Pat. This alkaline treatment is performed in countercurrent.

Viskosmassatillverkningsprocessen skiljer sig från kraftprocessen som beskrivs häri (som inte avser tillverkning av viskosmassa). Det är inte endast icke önskvärt att 10 15 20 25 30 sg2 377 7 avlägsna hemicellulosa från kraftmassa (hemicellulosan är viktig b|.a. med tanke på kraftmassans styrkeegenskaper), utan behandlingen som beskrivs i US-patentet 3,380,883 är klart och tydligt hydrolysbehandling som efterföljs av en kraftbehandling. Motströmsﬂödet av alkalisk lut är klart och tydligt avsett att medverka till att avskilja den sura luten från den inriktad på speciﬁka fordringar av en alkaliska luten.The viscose pulp production process differs from the power process described herein (which does not relate to viscose pulp production). Not only is it undesirable to remove hemicellulose from kraft pulp (hemicellulose is important in view of the strength properties of the kraft pulp), but the treatment described in U.S. Patent 3,380,883 is clearly hydrolysis treatment which followed by a force treatment. The countercurrent fate of alkaline liquor is clearly intended to help to separate the acidic liquor from the one focused on specific requirements of an alkaline liquor.

En kokare och ett förfarande för drift av en kokare med ett gasfyllt utrymme kan inbegripa en förbehandling eller impregneringszon i kokarens topp. l konventionella ångfaskokare utsätts flisen som inmatas i kokarens topp typiskt omedelbart för högtemperaturånga, dvs, ånga med en temperatur högre än 130°C, typiskt högre än 150°C. Kokningsprocessen börjar vid dessa temperaturer och någon spel för ytterligare förbehandling eller impregnering ﬁnns inte. Orsaken till detta är att den konventionella ångfaskokaren baserar sig på att ångan uppvärmer ﬂisen till den önskade koktemperaturen, dvs. 160 - 170°C.A digester and a method of operating a digester having a gas-filled space may include a pretreatment or impregnation zone in the top of the digester. In conventional steam phase boilers, the chips fed into the top of the boiler are typically immediately exposed to high temperature steam, i.e., steam having a temperature higher than 130 ° C, typically higher than 150 ° C. The boiling process begins at these temperatures and there is no room for further pre-treatment or impregnation. The reason for this is that the conventional steam phase boiler is based on the steam heating the ice to the desired boiling temperature, ie. 160-170 ° C.

Vad som beskrivs häri är inte begränsat till att kokningen börjar i kokarens topp.What is described herein is not limited to boiling starting at the top of the cooker.

Genom att uppvärma ﬂisen till koktemperatur nedanför kokarens topp, företrädesvis genom hydraulisk motströmsuppvärrnning, kan kokarsektionen ovanför uppvärmningszonen användas för förbehandling, t.ex. vid en lägre temperatur.By heating the ice to boiling temperature below the top of the boiler, preferably by hydraulic countercurrent heating, the boiler section above the heating zone can be used for pre-treatment, e.g. at a lower temperature.

Kokarens övre del kan t.ex. användas för medströms- eller motströmsimpregnering av ﬂis vid en temperatur som ligger under koktemperaturen. Temperaturen i denna behandlingszon kan vara 80 - 150°C, typiskt 90 - 140°C och företrädesvis 100 - 130°C. Denna förbehandlingstemperatur kan separat regleras i förhållande till temperaturen i kokningszonen genom att reglera trycket och temperaturen hos àngan som inmatas i det gasfyllda utrymmet. Behandlingen kan vara 5 min till 2 timmar, men är företrädesvis 10 - 60 minuter lång.The upper part of the cooker can e.g. be used for co-current or counter-current impregnation of ﬂ ice at a temperature below the boiling temperature. The temperature in this treatment zone may be 80 - 150 ° C, typically 90 - 140 ° C and preferably 100 - 130 ° C. This pretreatment temperature can be separately controlled in relation to the temperature in the boiling zone by regulating the pressure and the temperature of the steam fed into the gas-filled space. The treatment can be 5 minutes to 2 hours, but is preferably 10 - 60 minutes long.

Möjligheten att reglera förbehandlingens temperatur är speciellt fördelaktig när det gäller behandling av flis med tillsatsämnen som höjer utbytet eller styrkan, såsom antrakinon och dess derivat och ekvivalenter eller polysulﬁd och dess derivat och ekvivalenter. typiskt begränsad till temperaturområdet 90 - 110°C och behandling med polysulﬁd är typiskt begränsad Behandling med antrakinon är t.ex. till temperaturområdet 90 - 140°C. Att inmata sådana behandlingsmedel i kokarens 10 15 20 25 30 35 ¿s2g 871 8 topp i en konventionell ángfaskokare vore ineffektivt, emedan de höga àngtemperaturerna typiskt skulle inverka på eller helt enkelt nedbryta tillsatsämnena.The ability to control the temperature of the pretreatment is particularly advantageous when it comes to treating chips with additives that increase yield or potency, such as anthraquinone and its derivatives and equivalents or polysul ﬁ d and its derivatives and equivalents. typically limited to the temperature range 90 - 110 ° C and treatment with polysul ﬁ d is typically limited Treatment with anthraquinone is e.g. to the temperature range 90 - 140 ° C. Feeding such treatment agents into the top of the digester in a conventional vapor phase digester would be inefficient, as the high vapor temperatures would typically affect or simply degrade the additives.

Vad som beskrivs kan även tillämpas på flerkärlskokarsystem, t.ex ett tvåkärlssystem med ett impregneringskärl framför kokaren. Detta ger samma flexibilitet till flerkärlssystemen som till system med ett enda kärl. lmpregneringstiden i ett tvåkärlssystem kan t.ex. förlängas genom att upprätthålla en temperatur lägre än koktemperaturen i det andra kärlets topp. Nuvarande tvàkärlsångfassystem är begränsade genom att högtemperaturånga inmatas i det andra kärlets topp.What is described can also be applied to multi-vessel boiler systems, eg a two-vessel system with an impregnation vessel in front of the boiler. This gives the same flexibility to multi-vessel systems as to single-vessel systems. The impregnation time in a two-vessel system can e.g. extended by maintaining a temperature lower than the boiling temperature in the top of the second vessel. Current two-vessel steam phase systems are limited by feeding high-temperature steam into the top of the other vessel.

En utföringsform av föreliggande uppﬁnning avser ett förfarande för drift av en cellulosamassakokare med en topp och en botten, en omvänd toppskruv i toppen och ett utlopp i bottnen, som innefattar följande steg; (a) en suspension av ﬁnfördelat cellulosahaltigt ﬁbermaterial och lut, inklusive fri lut, inmatas i kokaren genom den omvända toppskruven; (b) en vätskenivà àstadkoms i kokaren ovanför den omvända toppskruven; (c) en nivå av cellulosahaltigt ﬁbermaterial àstadkoms i kokaren nedanför toppskruven; (d) vätska avdras från den omvända toppskruven pà åtminstone ett ställe för att avlägsna, företrädesvis väsentligen all, fri lut från den inmatade suspensionen av ﬁnfördelat cellulosahaltigt ﬁbermaterial; och (e) kraftmassa avlägsnas invid kokarens botten (t.ex. i en mängd av mer än ca 1000 ton per dag).An embodiment of the present invention relates to a method of operating a cellulose pulp boiler having a top and a bottom, an inverted top screw in the top and an outlet in the bottom, which comprises the following steps; (a) a suspension of non-dispersed cellulosic base material and lye, including free lye, is fed into the digester through the inverted top screw; (b) a liquid level is provided in the digester above the inverted top screw; (c) a level of cellulosic carrier material is provided in the digester below the top screw; (d) liquid is withdrawn from the inverted top screw at at least one place to remove, preferably substantially all, free liquor from the fed suspension of för unevenly distributed cellulosic support material; and (e) kraft pulp is removed near the bottom of the digester (eg in an amount of more than about 1000 tonnes per day).

Vid utförandet av förfarandet kan steget (d) utföras för att alstra ett motströmsﬂöde av vätska i förhållande till det cellulosahaltiga ﬁbermaterialet invid toppskruven och/eller steget (d) kan ytterligare utföras för att avlägsna ﬁbrer från den avdragna vätskan i en in-line awattnare och/eller steget (d) kan ytterligare utföras för att kyla den avdragna vätskan med åtminstone 5°C och/eller steget (d) kan utföras genom att avdra vätska på ﬂera ställen anordnade på ett avstånd från varandra längs omkretsen, och steget (b) kan utföras för att väsentligen helt fylla kokaren med vätska. Den omvända toppskruven kan vara försedd med en perforerad skruvgänga; och (d) kan då utföras för att främja strömningen av vätska genom att utnyttja den perforerade skruvgängan. Kokaren kan ha en del med en första diameter av ca 3 - 5 meter i dess topp och en del med en andra diameter av åtminstone 7 meter nedanom toppdelen; och där den omvända toppskruven är belägen i delen med den första diametern och steget (c) utförs för att åstadkomma materialnivàn i delen med lO 15 20 25 30 35 t§22_s71 9 den andra diametern. Kokaren kan också drivas väsentligen helt och hållet i motström.In performing the method, step (d) may be performed to generate a countercurrent ﬂ fate of liquid relative to the cellulosic ﬁ support material adjacent the top screw and / or step (d) may be further performed to remove ﬁ means from the withdrawn liquid in an in-line dewaterer and / or step (d) may be further performed to cool the withdrawn liquid by at least 5 ° C and / or step (d) may be performed by drawing liquid in ﬂ your places arranged at a distance from each other along the circumference, and step (b) can be performed to substantially completely fill the digester with liquid. The inverted top screw may be provided with a perforated screw thread; and (d) can then be performed to promote the flow of liquid by utilizing the perforated screw thread. The cooker may have a part with a first diameter of about 3 - 5 meters in its top and a part with a second diameter of at least 7 meters below the top part; and wherein the inverted top screw is located in the part with the first diameter and step (c) is performed to provide the material level in the part with the second diameter. The boiler can also be operated substantially completely in countercurrent.

Enligt en ytterligare annan aspekt av uppﬁnnlngen åstadkoms ett kontinuerligt kokarsystem för framställning av kemisk cellulosamassa av cellulosaﬂis innefattande: ett kontinuerligt kokarkärl med en topp och en botten, en del med en första, mindre diameter vid dess topp och en del med en andra, större diameter nedanför toppdelen; en omvänd toppskruv i kokarkärlets topp i delen med den första diametern, som inmatar ﬂis och vätska i kokarkärlet och avskiljer en del av vätskan fràn ﬂisen; en vätskenivä i kokarkärlet ovanför den omvända toppskruven; en ﬂisnivä i kokarkärlet nedanför vätskenivån; anordningar för uppvärmning med vätska till koktemperatur av ﬂisen i kokarkärlet; anordningar för avdragning av vätska från den omvända toppskruven; och anordningar för avdragning av massa i närheten av kokarkärlets botten.According to yet another aspect of the invention there is provided a continuous boiler system for producing chemical cellulose pulp from cellulose ice comprising: a continuous boiler vessel having a top and a bottom, a portion having a first, smaller diameter at its top and a portion having a second, larger diameter below the top part; an inverted top screw in the top of the kettle in the part with the first diameter, which feeds ﬂ ice and liquid into the kettle and separates a part of the liquid from the ﬂ ice; a liquid level in the pan above the inverted top screw; a ﬂ ice level in the kettle below the liquid level; devices for heating with liquid to the boiling temperature of the ice in the kettle; devices for drawing liquid from the inverted top screw; and mass drawing devices near the bottom of the pan.

Anordningarna för avdragning av vätska fràn den omvända toppskruven kan innefatta åtminstone en första och en andra avdragsledning för avlägsnande av vätska, som är belägna på ett avstånd fràn varandra längs omkretsen, varvid avdragsledningarna är anslutna till olika konstruktioner utanför kokaren. Kokaren kan ha ett skulderparti mellan delarna med den första och andra diametern; och ytterligare innefatta en avdragssil anordnad omedelbart nedanför skulderpartiet i delen med den andra diametern. Systemet kan ytterligare innefatta anordningar för uppvärmning av ﬂisen i kokaren medelst vätska, vilket inbegriper avdragssilen, en återcirkulationskrets som är förenad med avdragssilen och innehåller en pump, en indirekt uppvärmningsanordning och en ledning, varvid vätskan som avdras genom silen medelst pumpen uppvärms av uppvärmningsanordningen och sedan àterinmatas i kokaren genom ledningen. Den omvända toppskruven kan vara försedd med en perforerad skruvgänga. Avdragsanordningarna kan innefatta åtminstone en ledning; och ytterligare innefatta en in-line awattnare ansluten till nämnda ledning; och kokaren kan vara väsentligen helt fylld med vätska, eller vätskenivån kan vara belägen mellan den omvända toppskruven och kokarens topp så att ett litet gasutrymme bildas mellan kokarens topp och vätskenivàn.The devices for withdrawing liquid from the inverted top screw may comprise at least a first and a second discharge line for removing liquid, which are located at a distance from each other along the circumference, the discharge lines being connected to different constructions outside the digester. The cooker may have a shoulder portion between the parts having the first and second diameters; and further comprising a pull-off strainer arranged immediately below the shoulder portion in the part with the second diameter. The system may further comprise means for heating the ice in the digester by means of liquid, which includes the draw strainer, a recirculation circuit connected to the draw strainer and containing a pump, an indirect heating device and a line, the liquid drawn through the strainer by the pump being heated and then heated by the pump. re-fed into the digester through the line. The inverted top screw may be provided with a perforated screw thread. The subtraction devices may comprise at least one conduit; and further comprising an in-line dewaterer connected to said conduit; and the digester may be substantially completely filled with liquid, or the liquid level may be located between the inverted top screw and the top of the digester so that a small gas space is formed between the top of the digester and the liquid level.

Dessa och andra ändamål med och särdrag hos uppﬁnnlngen framgår av följande detaljerade beskrivning av ritningarna och de bifogade patentkraven. 10 15 20 25 30 35 ïS22_877l 10 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIG. 1 visar schematiskt en sidovy delvis i tvärsnitt och delvis i planvy av en typisk inlopps- och övre del av en konventionell àngfaskokare; FIG. 2 visar en liknande vy som FIG. 1 av en typisk inlopps- och övre del av en konventionell hydraulisk kokare; FIG. 3 visar en liknande vy som FIG. 1 och 2 av en modiﬁerad kokare med omvänd toppskruv; FIG. 4 visar en liknande vy som FIG. 3 av ett annat utförande av en kokare; FIG. 5 visar en liknande vy som FIG. 4 av en utföringsform av en kokare enligt uppﬁnningen för utförande av förfarandet enligt uppﬁnningen; Fig. 6 visar en kontinuerlig kokare av ännu en annan utföringsform som har många likheter med utföringsformen enligt FIG. 5; och FIG. 7 visar sedd ovanifràn med axeln i tvärsnitt av en som exempel anförd modifikation av den omvända toppskruven för kokarna enligt FIG. 5 och 6.These and other objects and features of the invention will be apparent from the following detailed description of the drawings and the appended claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a side view partly in cross section and partly in plan view of a typical inlet and upper part of a conventional steam phase boiler; FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 of a typical inlet and top of a conventional hydraulic digester; FIG. 3 shows a view similar to FIG. 1 and 2 of a modified boiler with inverted top screw; FIG. 4 shows a view similar to FIG. 3 of another embodiment of a digester; FIG. 5 shows a view similar to FIG. 4 of an embodiment of a cooker according to the invention for carrying out the method according to the invention; Fig. 6 shows a continuous digester of yet another embodiment which has many similarities with the embodiment according to Figs. 5; and FIG. 7 shows a top view of the shaft in cross section of an exemplary modification of the inverted top screw for the boilers according to FIG. 5 and 6.

DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIG. 1 och 2 visar toppdelarna av två konventionella kontinuerliga kokare. Toppen av en ångfaskokare 10 visas i FIG. 1 och en hydraulisk kokare 20 visas i FIG. 2. Dessa kokare kan vara de enda kokarkärlen i massatillverkningssystemet eller kan utgöra det ena av två kärl, systemet kan t.ex. innehålla ett andra kärl, såsom ett s.k. impregneringskärl. Dessa kokare mottar typiskt en suspension av ﬁnfördelat cellulosahaltigt ﬁbermaterial, typiskt vedﬂis, i koklut, såsom kraftvitlut. Suspensionen behandlas typiskt först i ett matarsystem, t.ex. ett Lo-LeveITM-matarsystem som säljs av Ahlstrom Machinery, Glens Falls, NY, USA. Ångfaskokaren enligt FIG. 1 matas typiskt med en suspension av ﬂis och lut i ledningen 11. Suspensionen inmatas i kokaren genom att använda en konventionell vertikalriktad skruvtransportör 12, dvs. en så kallad "omvänd toppskruv". Suspensionen transporteras uppåt i toppskruven lO 15 20 25 30 35 ¿s2g 377 ll 12 och flis och lut utmatas i övre ändan av denna såsom pilarna 13 visar. Då suspensionen transporteras uppåt avlägsnas överflödig vätska genom att använda en cylindrisk sil 14 och återförs till matarsystemet genom ledningen 15. Flisen och luten som utmatas från toppskruven 12 faller ned genom en gasfylld zon 16 pà en ﬂishög 17. För att fortsätta ånguppvärmningen av flisen hålls flishögens 17 nivå ovanför koklutens 18 nivå, såsom visas i figuren. Efter ånguppvärrnningen sänks flisen ned i koklut så att de hamnar under vätskenivån 18 och kokningsprocessen fortsätter.DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and 2 show the top parts of two conventional continuous boilers. The top of a steam phase boiler 10 is shown in FIG. 1 and a hydraulic digester 20 are shown in FIG. These boilers may be the only boiler vessels in the pulp production system or may be one of two vessels, the system may e.g. contain a second vessel, such as a so-called impregnation vessel. These boilers typically receive a suspension of non-distributed cellulosic carrier material, typically wood ice, in cooking liquor, such as kraft white liquor. The suspension is typically processed first in a feed system, e.g. a Lo-LeveITM feeder system sold by Ahlstrom Machinery, Glens Falls, NY, USA. The steam phase boiler according to FIG. 1 is typically fed with a suspension of ﬂ ice and lye in the line 11. The suspension is fed into the digester using a conventional vertical screw conveyor 12, i.e. a so-called "reverse top screw". The suspension is transported upwards in the top screw 107, 207 and 377, and chips and liquor are discharged at the upper end thereof as the arrows 13 show. When the suspension is transported upwards, excess liquid is removed using a cylindrical strainer 14 and returned to the feed system through the line 15. The chips and liquor discharged from the top screw 12 fall down through a gas-filled zone 16 on an ice mound 17. To continue steam heating the chips 17 level above the level of the cooking liquor 18, as shown in the figure. After steam heating, the chips are immersed in boiling liquor so that they fall below the liquid level 18 and the cooking process continues.

För att förbättra värmefördelningen över flispelaren och ﬂishögen 17, innehåller en ångfaskokare 10 typiskt även en Iutavlägsningssil 19 och en lutcirkulation 21 för avdragning av lut radiellt utåt, avlägsning och återföring av luten via ett centralt anordnat rör 24 till ﬂispelaren. Cirkulationen 21 innehåller en pump 25 och kan innehålla en lutuppvärmningsanordning 25'. Lutavlägsningssilen 19 och den därmed anslutna cirkulationen 21 (inklusive pumpen 25 och röret 24) kallas inom branschen "trimcirkulation". Nedanför trimcirkulationssilen 19 fortsätter kokningsprocessen med en jämnare fördelning av värmet och kemikalierna. 10 övervakas med en Flishögens 17 nivå i typiskt gammastrålssändare och -detektor som visas schematiskt vid 26 respektive 26' i ångfaskokaren FIG. 1, belägna mitt emot varandra i närheten av ﬂishögen 17. Sändaren/detektom 26, 26' avkänner närvaron eller frånvaron av ﬂís i högen 17 och ﬂisnivàn kan regleras genom att variera inströmningen av suspension till kärlet 10 eller utströmningen av massa ur kärlet 10. Massan utmatas från kärlets 10 botten genom att använda konventionella utmatningsanordningar.In order to improve the heat distribution over the chip pillar and the ice pile 17, a steam phase boiler 10 typically also contains a lye removal strainer 19 and a lye circulation 21 for drawing lye radially outwards, removing and returning the lye via a centrally arranged pipe 24 to the ice pillar. The circulation 21 contains a pump 25 and may contain a lye heating device 25 '. The tilt removal strainer 19 and the associated circulation 21 (including the pump 25 and the pipe 24) are referred to in the industry as "trim circulation". Below the trim circulation screen 19, the cooking process continues with a more even distribution of the heat and the chemicals. 10 is monitored with a level of the chip pile 17 in typical gamma ray transmitters and detectors shown schematically at 26 and 26 ', respectively, in the steam phase boiler. FIG. 1, located opposite each other near the ﬂ ice pile 17. The transmitter / detector 26, 26 'senses the presence or absence of ﬂ ice in the pile 17 and the ﬂ ice level can be regulated by varying the inflow of suspension to the vessel 10 or the outflow of pulp from the vessel 10. The pulp discharged from the bottom of the vessel 10 using conventional dispensers.

Förutom flisnivån, måste även lutnlvån övervakas och regleras i en ångfaskokare 10.In addition to the chip level, the liquor level must also be monitored and regulated in a steam phase boiler 10.

Lutnivàn 18 övervakas typiskt genom att använda en konventionell lutnivådetektor visad schematiskt vid 27 i FlG. 1, t.ex. en dp-cell eller liknande, som avkänner en vätskepelares höjd över en referenspunkt.The slope level 18 is typically monitored using a conventional slope level detector shown schematically at 27 in FlG. 1, e.g. a dp cell or the like, which senses the height of a liquid column above a reference point.

Trycket och temperaturen i den vätskefyllda zonen 16 måste även övervakas i en ångfaskokare 10. Trycket i zonen 16 upprätthålls typiskt genom att använda en luftkompressor som matar tryckluft (eller gas som är inert mot de kemiska processerna i kokaren 10, såsom praktisk taget ren kvävgas) in i kokarens 10 topp då trycket faller under referenstrycket. Ett för högt tryck, t.ex. ett tryck som härrör av 10 15 20 25 30 35 ä 522 _87? 12 gaser som inmatats med den inkommande ﬂissuspensionen, avlastas typiskt genom att använda en konventionell tryckbegränsningsventil visad schematiskt vid 28 i FIG. 1. Temperaturen i zonen 16 övervakas och regleras genom att tillföra trycksatt ånga via ledningen 22 från en ångkälla 23.The pressure and temperature in the liquid-filled zone 16 must also be monitored in a vapor phase boiler 10. The pressure in the zone 16 is typically maintained by using an air compressor which supplies compressed air (or gas inert to the chemical processes in the boiler 10, such as practically pure nitrogen gas). into the top of the boiler 10 when the pressure falls below the reference pressure. Too high a pressure, e.g. a pressure resulting from 10 15 20 25 30 35 ä 522 _87? 12 gases fed with the incoming ice suspension are typically relieved using a conventional pressure relief valve shown schematically at 28 in FIG. 1. The temperature in zone 16 is monitored and regulated by supplying pressurized steam via line 22 from a steam source 23.

På samma sätt som ångfaskokaren i FIG. 1, mottar den konventionella hydrauliska kokaren 20 i FIG. 2 en suspension av ﬂis och lut från ett matarsystem via ledningen 60. Suspensionen inmatas i kokaren 20 med hjälp av en konventionell toppskruv 61, som är en nedåtriktad skruvtransportör. Luten som inmatas av toppskruven 61 är utmärkt med en dubbelpil 62, flisen med en enkel pil 63. När suspensionen transporteras nedåt av toppskruven 61, avlägsnas överﬂödig lut från suspensionen genom en cylindrisk sil 64 och återförs till matarsystemet (t.ex. en högtrycksmatare) eller till ett impregneringskärl genom ledningen 65.In the same way as the steam phase boiler in FIG. 1, receives the conventional hydraulic digester 20 of FIG. 2 a suspension of ice and lye from a feed system via line 60. The suspension is fed into the digester 20 by means of a conventional top screw 61, which is a downward screw conveyor. The liquor fed by the top screw 61 is marked with a double arrow 62, the chip with a single arrow 63. When the suspension is transported downwards by the top screw 61, excess lye is removed from the suspension through a cylindrical screen 64 and returned to the feed system (eg a high pressure feeder). or to an impregnation vessel through the line 65.

Flisen som inmatats av toppskruven 63 alstrar en ﬂisnivå 66. Emedan kokaren 20 är vätskefylld är zonen 67 ovanför ﬂisnivàn 66 fylld med vätska så att det typiskt inte finns någon gaszon. Flisnivån i det vätskefyllda kärlet 20 övervakas typiskt genom att använda en eller ﬂera mekaniska paddlar 68 (säljs t.ex. av Ahlstrom Machinery lnc, Glens Falls, NY, USA under benämningen K-1000) anordnade längs kärlets inneryta och försedda med elektroniska töjningsmätare. Närvaron eller frånvaron av ﬂis detekteras genom paddlarnas 68 rörelse och ﬂisnivàn beräknas i procent baserad på en matematisk algoritm. Någon gammastrålsutrustning (såsom 26, 26' i FIG. 1) behövs inte. Såsom i ångfaskokaren, regleras ﬂisnivàn genom att variera inströmningen av suspension eller utströmningen av kokad ﬂis.The chips fed by the top screw 63 generate an ﬂ ice level 66. Since the digester 20 is filled with liquid, the zone 67 above the ﬂ ice level 66 is filled with liquid so that there is typically no gas zone. The chip level in the liquid-filled vessel 20 is typically monitored using one or more mechanical paddles 68 (sold, for example, by Ahlstrom Machinery lnc, Glens Falls, NY, USA under the name K-1000) arranged along the inner surface of the vessel and provided with electronic strain gauges. The presence or absence of ﬂ ice is detected by the movement of the paddles 68 and the ﬂ ice level is calculated as a percentage based on a mathematical algorithm. No gamma ray equipment (such as 26, 26 'in FIG. 1) is needed. As in the steam phase boiler, the ﬂ ice level is regulated by varying the inflow of suspension or the outflow of boiled ﬂ ice.

I motsats till kokaren 10 i FIG. 1, uppvärms ﬂisen i övre ändan av pelaren 66 typiskt inte till full koktemperatur, men mäste uppvärmas innan kokningen börjar. Detta görs typiskt genom att utnyttja en eller ﬂera uppvärmda kokcirkulationskretsar 70.In contrast to the digester 10 in FIG. 1, the ice at the upper end of the column 66 is typically not heated to full boiling temperature, but must be heated before boiling begins. This is typically done by utilizing one or more of the heated cooking circuits 70.

Uppvärmningen kan ske i medström eller motström; cirkulationskretsen 70 i FIG. 2 uppvärmer ﬂisen i motström. Suspensionen passerar först en lutavlägsnings- (avdrags-) sil 71 som avlägsnar lut ur suspensionen genom ledningen 78. Lut som avlägsnats via ledningen 78 kan föras vidare till kemikalieàtervinningen eller kan användas för förbehandling av ﬂisen före kokaren 20. Genom denna lutavlägsning dras fri lut, utmärkt med en dubbelpil 76, i motström förbi den nedåtströmmande ﬂisen, utmärkt med en enkel pil 77. Den uppvärmda luten 76 erhålls från cirkulationen 70. Luten avlägsnas först ur suspensionen genom en sil 72 via 10 15 20 25 30 35 52g a71 13 ledningen 73 och en pump 79, uppvärms i den indirekta uppvärmningsanordningen 74 (t.ex. till en temperatur av 135 - 170°C) och àterförs till närheten av silen 72 genom en centralt belägen returledning 75. Koklut, t.ex. kraftvitlut, tillsätts typiskt i denna cirkulation. Om Lo-So|ids°- kokning, beskriven i US-patenten 5,489,363; 5,547,012 och 5,536,366 och marknadsförd av Ahlstrom Machinery, utförs i kärlet 20, kan en del av luten som avlägsnas via ledningen 73 föras till kemikalieåtervinningen och ersättas med en vätska med en låg halt av upplöst organiskt material, såsom en kombination av koklut och spädvätska eller -vatten.The heating can take place in co-current or counter-current; the circulation circuit 70 in FIG. 2 heats the ice in countercurrent. The suspension first passes a lye removal (deduction) screen 71 which removes lye from the suspension through line 78. Lye removed via line 78 may be passed on to the chemical recovery or may be used for pre-treatment of the ice before the digester 20. Through this lye removal free lye is drawn, excellent with a double arrow 76, in countercurrent past the downward flowing ﬂ ice, excellent with a single arrow 77. The heated liquor 76 is obtained from the circulation 70. The liquor is first removed from the suspension through a strainer 72 via the line 73g a71 13 line 73 and a pump 79, heated in the indirect heating device 74 (eg to a temperature of 135 - 170 ° C) and returned to the vicinity of the screen 72 through a centrally located return line 75. Boiling cloth, e.g. kraft white liquor, is typically added in this circulation. On Lo-Soyds ° cooking, described in U.S. Patent 5,489,363; 5,547,012 and 5,536,366 and marketed by Ahlstrom Machinery, performed in vessel 20, a portion of the liquor removed via line 73 may be taken to the chemical recovery and replaced with a liquid with a low content of dissolved organic material, such as a combination of cooking liquor and diluent or - water.

Efter uppvärmning till koktemperatur i cirkulationen 70 kan suspensionen kokas och behandlas vidare på annat sätt nedanför silen 72.After heating to boiling temperature in the circulation 70, the suspension can be boiled and further treated in another way below the screen 72.

FIG. 3 visar en modiﬁerad kokare 30 med omvänd toppskruv. Kokaren 30 kan konstrueras genom att en kokare 10 modiﬁeras genom att detektorelementet 26, 26' avlägsnas eller deaktiveras, paddlar 68 tilläggs och en uppvärmningsanordning 74 tilläggs i trimcirkulationen 21 och denna eventuellt förﬂyttas. Vanligtvis behöver inte dp-cellen 27 förﬂyttas eller ersättas. Altemativt kan kokaren 30 byggas som en nykonstruktion.FIG. 3 shows a modified digester 30 with inverted top screw. The digester 30 can be constructed by modifying a digester 10 by removing or deactivating the detector element 26, 26 ', adding paddles 68 and adding a heating device 74 in the trim circulation 21 and possibly moving it. Usually, the dp cell 27 does not need to be replaced or replaced. Alternatively, the digester 30 can be built as a new construction.

På liknande sätt som vid användning av systemet enligt FIG. 1 inmatas en suspension av ﬂis och lut i kokarens 30 topp via en ledning 31 och en konventionell omvänd toppskruv 32, som säljs av Ahlstrom Machinery. Suspensionen inmatas typiskt i kokaren 30 vid en temperatur mellan 90 och 130°C, beroende pà behandlingen av ﬂisen i matarsystemet före kokaren 30. Om t.ex. matarsystemet utgörs av ett Lo-LevelTM-matarsystem marknadsfört av Ahlstrom Machinery Inc, Glens falls, NY, USA och beskrivet i US-patentet 5,476,572 och US-ansökan 08/428,302 lngiven 25 april 1995, kommer suspensionen in kokaren vid en temperatur av ca 95 - 100°C. Då ﬂisen inmatas genom ett konventionellt matarsystem, t.ex. ett system med ett trycksatt horisontellt basningskärl, kommer suspensionen in i kokaren vid 115 - 120°C. Såsom vanligt, avlägsnar toppskruven 32 överflödig vätska ur suspensionen då den förﬂyttar denna uppåt och utmatar flis och vätska såsom pilarna 33 visar. Den avlägsnade vätskan äterförs via en ledning 34 till uppströms belägna steg, t.ex. till en High Pressure Feeder (högtrycksmatare) eller lmpregnation Vessel (basningskärl) som säljs av Ahlstrom Machinery. 10 15 20 25 30 35 fs22 §77 14 Flisen 33 utsätts för en gasatmosfär 35 innan den kommer in i luten på nivå 36 och faller ned på flispelaren 37. Gasatmosfären 35 ovanför vätskenivån 36 innefattar eller består typiskt av luft eller gaser som inmatas i kokaren 30 tillsammans med suspensionen av ﬂis och lut. Om så erfordras eller önskas kan denna luft kompletteras med andra gaser, såsom ånga, kväve eller någon annan lämplig gas som kan användas för behandling eller för att upprätthålla det önskade trycket. I sulﬁtmassasystem är gasutrymmet 35 typiskt fyllt med svaveldioxidgas (S02).In a manner similar to the use of the system of FIG. 1, a suspension of ice and lye is fed into the top of the digester 30 via a line 31 and a conventional inverted top screw 32, which is sold by Ahlstrom Machinery. The suspension is typically fed into the digester 30 at a temperature between 90 and 130 ° C, depending on the treatment of the ice in the feed system before the digester 30. If e.g. The feeder system consists of a Lo-LevelTM feeder system marketed by Ahlstrom Machinery Inc, Glens falls, NY, USA and described in U.S. Patent 5,476,572 and U.S. Application 08 / 428,302 filed April 25, 1995, the suspension enters the digester at a temperature of about 95 ° C. 100 ° C. When ﬂ the ice is fed through a conventional feeding system, e.g. a system with a pressurized horizontal basing vessel, the suspension enters the digester at 115 - 120 ° C. As usual, the top screw 32 removes excess liquid from the suspension as it moves it upwards and discharges chips and liquid as the arrows 33 show. The removed liquid is returned via a line 34 to upstream steps, e.g. to a High Pressure Feeder or lmpregnation Vessel sold by Ahlstrom Machinery. 10 15 20 25 30 35 fs22 §77 14 The chip 33 is exposed to a gas atmosphere 35 before it enters the liquor at level 36 and falls on the chip column 37. The gas atmosphere 35 above the liquid level 36 typically comprises or consists of air or gases fed into the digester Together with the suspension of ﬂ ice and lye. If required or desired, this air can be supplemented with other gases, such as steam, nitrogen or any other suitable gas that can be used for treatment or to maintain the desired pressure. In starch pulp systems, the gas space 35 is typically filled with sulfur dioxide gas (SO 2).

Atmosfären 35 hålls vid en temperatur under 160°, typiskt under 140° och företrädesvis under 130° (och t.o.m. under 120°) och vid ett tryck mellan 50 och 200 psig, företrädesvis mellan 80 och 200 psig, t.ex. mellan 80 och 150 psig. För att hålla trycket på önskad nivå i utrymmet 35, vilket är typiskt enligt det kända sättet, kan trycksatt gas matas in via en ledning 38 fràn en källa 39. Också, på det kända sättet, kan ett för högt tryck sänkas genom att använda en konventionell trycksänkningsanordning 80. l kokarkärlets 30 topp strömmar ﬂisen, utmärkt med pil 42, medströms med luten, utmärkt med dubbelpil 43.The atmosphere is maintained at a temperature below 160 °, typically below 140 ° and preferably below 130 ° (and even below 120 °) and at a pressure between 50 and 200 psig, preferably between 80 and 200 psig, e.g. between 80 and 150 psig. In order to keep the pressure at the desired level in the space 35, which is typical according to the known method, pressurized gas can be fed in via a line 38 from a source 39. Also, in the known way, an excessive pressure can be lowered by using a conventional pressure lowering device 80. In the top of the boiler 30 flows the ice, excellent with arrow 42, downstream with liquor, excellent with double arrow 43.

Lutnivån 36 övervakas typiskt med en konventionell nivàvisare, såsom en dp-cell 27, men också andra anordningar kan användas. Vätskenivån kan varieras genom att vätskeﬂödet in i eller ut ur kokaren 30 regleras t.ex. genom att reglera ﬂödet ut ur ledning 51 eller vilken som helst annan lämplig ledning för avlägsning 'eller inmatning av vätska till kokaren 30. Flisnivàn 37 övervakas också skilt för sig medelst en eller ﬂera mera konventionella mekaniska paddlar och töjningsmätare 68, som anbringats i kokarkärlets 30 vägg i närheten av ﬂisnivån 37. Enligt sedvanligt förfarande kan ﬂisnivån 37 regleras genom att öka eller minska strömningen av ﬂis till kokaren 30 eller genom att öka eller minska strömningen av massa ut ur kokaren 30.Leach level 36 is typically monitored with a conventional level indicator, such as a dp cell 27, but other devices may also be used. The liquid level can be varied by regulating the liquid flow into or out of the digester 30 e.g. by regulating the fate out of line 51 or any other suitable line for removing or supplying liquid to the digester 30. The chip level 37 is also monitored separately by means of one or more more conventional mechanical paddles and strain gauges 68 mounted in the digester 30. wall in the vicinity of ﬂ ice level 37. According to the usual procedure, ﬂ ice level 37 can be regulated by increasing or decreasing the flow of ﬂ ice to the digester 30 or by increasing or decreasing the flow of mass out of the digester 30.

Eftersom den inkommande ﬂisen företrädesvis inte utsätts för ånga i gasatmosfären 35, uppvärms ﬂisen till koktemperatur företrädesvis med vätska, t.ex. genom att använda en eller flera uppvärmda lutcirkulationer. Ett föredraget förfarande för behandling av flisen är att använda silaggregat 40 och 41. Lut avlägsnas via ett silaggregat 41 genom en ledning 44, typiskt med hjälp av en konventionell pump 53.Since the incoming ice is preferably not exposed to steam in the gas atmosphere, the ice is heated to boiling temperature, preferably with liquid, e.g. by using one or more heated lye circulations. A preferred method of treating the chips is to use screen assemblies 40 and 41. Lye is removed via a screen assembly 41 through a conduit 44, typically by means of a conventional pump 53.

Den avlägsnade luten uppvärms med ånga medelst en indirekt värmeväxlare 45 (t.ex. till åtminstone ungefär 130°) innan den åter leds genom ledning 46 till närheten av silen 41. Typiskt tillsätts kokkemikalie, t.ex. kraft vitlut eller svartlut, till cirkulationen 44 genom ledning 47. Företrädesvis utförs Lo-Solidsø-kokningen i 10 15 20 25 30 35 «s22_s77 15 kokaren 30, beskriven i US-patenten 5,489,363; 5,547,012; och 5,536,366 och marknadsförd av Ahlstrom Machinery. I detta fall kan vätska med låg halt av upplöst organiskt material, såsom spädlut, t.ex. tvättﬁltrat, ﬁltrat från blekeri eller svag svartlut, tillsättas i ledningen 44 genom ledningen 48.The removed liquor is heated with steam by means of an indirect heat exchanger 45 (eg to at least about 130 °) before it is again led through line 46 to the vicinity of the screen 41. Typically cooking chemical is added, e.g. force of white liquor or black liquor, to the circulation 44 through line 47. Preferably, the Lo-Solidsø boiling is performed in the digester 30, described in U.S. Patents 5,489,363; 5,547,012; and 5,536,366 and marketed by Ahlstrom Machinery. In this case, liquid with a low content of dissolved organic material, such as diluent, e.g. wash filtrate, filtrate from bleach or weak black liquor, is added to line 44 through line 48.

Den uppvärmda luten som återinmatats i kokaren 30 via ledningen 46 strömmar företrädesvis i motström, sàsom dubbelpllen 49 visar, till den nedàtströmmande flisen, såsom med pilen 49 visas. Luten 49 dras i motström in i ledningen 51, på grund av den lut som avlägsnats genom silen 40. Luten 49 upphettar typiskt den nedåt strömmande ﬂisen 50 till en koktemperatur av 140 - 180°. Trots att lutﬂödet i FIG. 3 sker i motström, kan ett uppvärmt medströmsﬂöde användas i stället för motströmsﬂödet eller tillsammans med motströmsﬂödet. Luten i ledningen 51 kan vidare ledas till det kemikalieåtervinningssystemet eller kan användas för att förbehandla ﬂis före eller under behandlingen i kokaren 30. En valfri àtercirkulation 52 kan också vara anordnad.The heated liquor fed back into the digester 30 via line 46 preferably flows in countercurrent, as the double pellet 49 shows, to the downflowing chip, as shown by the arrow 49. The liquor 49 is drawn in countercurrent into the line 51, due to the liquor removed through the strainer 40. The liquor 49 typically heats the downwardly flowing ice 50 to a boiling temperature of 140-180 °. Although the lute ﬂ fate in FIG. 3 occurs in countercurrent, a heated co-current ﬂ fate can be used instead of the counter-current ﬂ fate or together with the counter-current ﬂ fate. The liquor in the line 51 can further be led to the chemical recovery system or can be used to pre-treat ice before or during the treatment in the boiler 30. An optional recirculation 52 can also be provided.

När den uppvärmda ﬂlssuspensionen har passerat silen 41, hålls den typiskt vid en temperatur som tillåter fortsättningen av deﬁbreringsprocessen eller att massan kan behandlas vidare i kokarens 30 efterföljande zoner, innan den tas ut.Once the heated slurry has passed the strainer 41, it is typically maintained at a temperature that allows the slurry process to continue or that the pulp can be further processed in the subsequent zones of the digester 30 before being removed.

Tack vare atmosfärens 35 låga temperatur (företrädesvis 130° eller lägre), kan massan, innan den inmatas i kärlet 30 och utan att tillsatsämnena förstörs, behandlas med utbytes- och/eller styrkehöjande tillsatsämnen, såsom antrakinon och dess derivat, och/eller polysulﬁd och dess derivat och ekvivalenter. Atmosfärens 35 temperatur borde hållas vid 90 - 110° i fall behandling (eller fortsatt behandling) med antrakinon eller dess derivat av detta sker i atmosfären, och mellan 90 och 140°, om behandling (eller fortsatt behandling) med polysulﬁd och dess derivat av detta eller med ekvivalenta ämnen äger rum i denna. Behandlingen i atmosfären 35 kan vara mellan fem minuter och två timmar, företrädesvis ungefär tio till sextio minuter, och de erforderliga förhållandena upprätthålls genom att reglera temperaturen och trycket av ångan som inmatats vid 38 i FIG. 3.Due to the low temperature of the atmosphere (preferably 130 ° or lower), the pulp, before being fed into the vessel 30 and without destroying the additives, can be treated with exchange and / or strength-increasing additives, such as anthraquinone and its derivatives, and / or polysul ﬁ d and its derivatives and equivalents. The temperature of the atmosphere should be maintained at 90 - 110 ° in case treatment (or continued treatment) with anthraquinone or its derivatives thereof takes place in the atmosphere, and between 90 and 140 °, if treatment (or continued treatment) with polysul ﬁ d and its derivatives thereof or with equivalent substances takes place in it. The treatment in the atmosphere may be between five minutes and two hours, preferably about ten to sixty minutes, and the required conditions are maintained by controlling the temperature and pressure of the steam fed at 38 in FIG. 3.

FIGUR 4 illustrerar ett annat utförande 100 av en kokare som har likheter med den som är visad i FIGUR 3. Många detaljer i FlGUR 4 är liknande, om ock inte identiska med dem som visas i FIGUR 3, och har utmärkts med siffran "1" framför 10 15 20 25 30 35 f522'877 l 6 motsvarande siffra i FIGUR 3. Till exempel den omvända toppskruven 132 i FIGUR 4 är likadan som den omvända toppskruven 32 i FIGUR 3.FIGURE 4 illustrates another embodiment 100 of a cooker having similarities to that shown in FIGURE 3. Many details in FIGURE 4 are similar, though not identical to those shown in FIGURE 3, and are marked with the number "1". in front of the corresponding figure in FIGURE 3. For example, the inverted top screw 132 in FIGURE 4 is the same as the inverted top screw 32 in FIGURE 3.

Systemet i FIGUR 4 innefattar en ledning 131 för inmatning av ﬂissuspension och lut i kokaren 130. Suspensionen inmatas i en avskiljare 132, vilken förflyttar suspensionen uppåt i en skruvtransportör, medan lut avlägsnas från suspensionen genom en cylindrisk sil, en utloppskammare och en ledning 134 på känt sätt. Flisen och den resterande luten avlägsnas från avskiljaren såsom visas med pilar 133 och utsätts för ånga eller gasatmosfär 135. Gasen eller ångan inmatas genom en ledning 138 från källan 139. Flisen och den överﬂödiga luten faller ned i luten med lutnivàn 136 och flisen samlas på ﬂishögen 137. Lutnivån och ﬂisen regleras typiskt såsom beskrivits i samband med utföringsformerna i F IGURERNA 1, 2 och 3.The system of FIGURE 4 includes a line 131 for feeding ﬂ ice suspension and liquor into the digester 130. The suspension is fed into a separator 132, which moves the suspension upwards in a screw conveyor, while lye is removed from the suspension through a cylindrical screen, an outlet chamber and a line 134 on known manner. The chips and the remaining lye are removed from the separator as shown by arrows 133 and exposed to steam or gas atmosphere 135. The gas or steam is fed through a line 138 from the source 139. The chips and the excess lye fall into the lye with lye level 136 and the chips collect on the ice pile 137. The slope level and ﬂ ice are typically regulated as described in connection with the embodiments in FIGURES 1, 2 and 3.

Kokarsystemet 100 skiljer sig från systemet som visas i FIGUR 3 i att systemet i FIGUR 4 innefattar en kokare 130 som har en del med första diameter (inloppsdel) 95, varvid diametern är mindre än delen med den andra diametern (huvuddelen) 98.The boiler system 100 differs from the system shown in FIGURE 3 in that the system in FIGURE 4 comprises a boiler 130 having a first diameter portion (inlet portion) 95, the diameter being smaller than the portion having the second diameter (main portion) 98.

Diametern i delen 98 är åtminstone 20 % större (t.ex. ungefär 100 % - 300 % större) än delens 95 diameter. Delen 95 är att föredra när material behandlas i en kokare med stor kapacitet, t.ex. en kokare 130 som producerar 1000 ton eller mer per dag.The diameter of the part 98 is at least 20% larger (eg about 100% - 300% larger) than the diameter of the part 95. Part 95 is preferred when materials are processed in a high capacity boiler, e.g. a boiler 130 that produces 1000 tons or more per day.

Delen 95 kan typiskt ha en diameter av endast ung. 3 - 5 m, medan kokarens 130 huvudkärl (den andra delen 98) kan ha en diameter av 7 till 12 m eller mera. Denna utföringsforrn är inte begränsad till kokare med en annan diameter i inloppsdelen än i huvudkärlet; tvärtom, delarnas 95 och 98 diametrar kan vara lika stora och vad som beskrivits är ändå utförbart. Skillnaden mellan delarnas 95, 98 diametrar visar särskilt att utförandet kan fogas till ett existerande kokarsystem, och speciellt ett existerande hydrauliskt tvåkärlskokarsystem. Sådana installationer skulle helt enkelt som den viktigaste modiﬁkation endast kräva att en beﬁntlig inlopps- eller toppskruv ersätts med en omvänd toppskruv 132 och ett inlopp 131, såsom visas i FIGUR 4.The part 95 can typically have a diameter of only young. 3 - 5 m, while the main vessel of the boiler 130 (the second part 98) may have a diameter of 7 to 12 m or more. This embodiment is not limited to boilers with a different diameter in the inlet part than in the main vessel; on the contrary, the diameters of the parts 95 and 98 can be equal in size and what has been described is still feasible. The difference between the diameters of the parts 95, 98 shows in particular that the design can be added to an existing boiler system, and in particular an existing hydraulic two-vessel boiler system. Such installations would simply require, as the main modification, only that a fixed inlet or top screw be replaced with an inverted top screw 132 and an inlet 131, as shown in FIGURE 4.

Utförandet i FIGUR 4 innefattar även ett utlopp 86 för lut från toppskruv 132 för avlägsnande av lut från toppskruven, förutom den lut som avlägsnas via ledning 134.The embodiment of FIGURE 4 also includes an outlet 86 for liquor from the top screw 132 for removing liquor from the top screw, in addition to the liquor being removed via conduit 134.

Utloppen 134, 86 (liksom andra utlopp som också kunde anordnas) är företrädesvis ordnade på ett avstånd av 30-120° från varandra längs omkretsen. Detta extra lututlopp 86 möjliggör avlägsnande av ytterligare lut från toppskruv 132, mera än det som typiskt avlägsnas genom ledning 134 för att förse en mataranordning med lO 15 20 25 30 35 9522 877 17 suspenderingslut, t.ex. High Pressure Feeder eller Lo-Level® Feed-systemet, marknadsfört av Ahlstrom Machinery Inc., Glens Falls, NY, eller till bottnen av ett tidigare behandlingskärl, till exempel utslussningsluten i ett impregneringskärl.The outlets 134, 86 (as well as other outlets which could also be arranged) are preferably arranged at a distance of 30-120 ° from each other along the circumference. This additional lye outlet 86 enables removal of additional lye from top screw 132, more so than that typically removed through line 134 to provide a feeder with suspension slurry, e.g. High Pressure Feeder or Lo-Level® Feed system, marketed by Ahlstrom Machinery Inc., Glens Falls, NY, or to the bottom of a previous treatment vessel, such as the shut-off valve in an impregnation vessel.

Utflödet genom ledning 86 kan variera mellan 0,5 och 5 kubikmeter per ton producerad massa, men är typiskt ungefär 1 - 3 ma/ton massa.The outflow through line 86 can vary between 0.5 and 5 cubic meters per tonne of pulp produced, but is typically approximately 1 - 3 ma / tonne of pulp.

Andra tekniker kan också användas för att avlägsna huvudsakligen all fri lut från den inmatade flissuspensionen. Till exempel själva toppskruven 132 kan utformas så att den avlägsnar suspension med litet (t.ex. typiskt mindre än 10 % av den ursprungliga fria luten, företrädesvis mindre än ungefär 5 %) eller ingen fri lut, till exempel genom att anordna en längre skruv och avlägsningssildel för toppskruven 132 än vad som är sedvanligt, eller genom att anordna en konvergerande press av skruvtyp som fungerar väsentligen som en pluggmatare. Eller så kan mera vätska avlägsnas genom att helt enkelt anordna en tilläggsledning 86' som visas i FIGUR 4 från själva BC returledningen 134.Other techniques can also be used to remove substantially all of the free liquor from the fed chip suspension. For example, the top screw 132 itself may be designed to remove suspension with little (eg typically less than 10% of the original free liquor, preferably less than about 5%) or no free liquor, for example by providing a longer screw and removal screen portion for the top screw 132 than is usual, or by providing a converging screw-type press which acts substantially as a plug feeder. Or more liquid can be removed by simply arranging an additional line 86 'as shown in FIGURE 4 from the actual BC return line 134.

De ovan beskrivna sätten att avlägsna lut från den omvända toppskruven 132 är särskilt väl lämpade för att hålla behandlingsluten som inmatats i ledning 131 och använts i en tidigare behandling separerad från den lut med lutnivån 136 som ﬁnns under avskiljaren 132. Om till exempel behandlingen före kärlet 130 inbegriper en behandling med svalare lut, såsom beskrivs i US 5958181, kan all överﬂödig lut som inte avdragits via ledningen 134 t.ex. avlägsnas genom ledningen 86, så att litet eller väsentligen ingen svalare lut inmatas i den varmare luten med lutnivån 136. Detta system är också fördelaktigt, när man vill hålla andra förbehandlingslutar separerade från luten i kärlet 130, t.ex. lutar som innehåller styrke- och utbyteshöjande tillsatsämnen, såsom antrakinon eller polysulfid eller vätesulﬁd och deras derivat eller ekvivalenter. Luten som avlägsnas genom ledningen 86 kan ledas vidare till kemikalieåtervinningssystemet eller användas där den behövs i pappersfabriken, inklusive blekeriet.The methods described above for removing liquor from the inverted top screw 132 are particularly well suited for keeping the treatment liquor fed into line 131 and used in a previous treatment separated from the liquor having the liquor level 136 found below the separator 132. If, for example, the treatment before the vessel 130 involves a treatment with cooler lye, as described in US 5958181, any excess lye which has not been removed via line 134 may e.g. is removed through line 86, so that little or substantially no cooler lye is fed into the warmer lye with lye level 136. This system is also advantageous when one wants to keep other pretreatment liquors separated from the lye in the vessel 130, e.g. liquors containing strength- and yield-enhancing additives such as anthraquinone or polysulfide or hydrogen sulphide and their derivatives or equivalents. The liquor removed through line 86 can be passed on to the chemical recovery system or used where needed in the paper mill, including the bleaching plant.

FIGUR 4 visar också uppvärmningscirkulation 85 i anslutning till en avdragssil 87 som är anordnad precis under skuldran 99, med ledning 88, pump 89, ledning 90, indirekt ångvärmare 91, returledning 92, lutfördelningsrör 93 och ett ﬂertal inloppsmunstycken 94. Denna cirkulation kan användas för att avlägsna, uppvärma och tillsätta vid behov lut till luten nedanom toppskruven 132. Till exempel kan koklut, såsom kraftvitlut eller svart lut eller andra lutar innehållande koktillsatsämnen 10 15 20 25 30 35 522 av? 18 eller spädlut med lägre koncentration av upplösta fasta ämnen än luten vid sllen 87 inmatas i cirkulationen 85 genom ledningen 96. På samma gång som lut inmatas genom ledningen 96, eller i stället för det, kan lut också avlägsnas genom en ledning 97. Lut kan avlägsnas genom ledningen 97 utan att någon lut inmatas genom ledningen 96 till exempel då ett motströmsﬂöde av lut önskas i kokarens 130 övre del. Det i FlGUR 4 visade systemet är speciellt lämpligt för en modiﬁkation av ett befintligt hydrauliskt tvåkärls kokarsystem där de beﬁntliga övre cirkulationssilarna används som lutavlägsningssilar 87. Även enkärlskokare och àngfaskokare kan modiﬁeras för tillämpning av den föreliggande uppﬁnningen.FIGURE 4 also shows heating circulation 85 adjacent to a draw strainer 87 located just below the shoulder 99, with line 88, pump 89, line 90, indirect steam heater 91, return line 92, liquor distribution pipe 93 and a number of inlet nozzles 94. This circulation can be used for to remove, heat and, if necessary, add lye to the lye below the top screw 132. For example, cooking liquor, such as kraft white lye or black lye or other lye containing cooking additives 10 15 20 25 30 35 522 of? 18 or dilute liquor with a lower concentration of dissolved solids than the liquor at the sieve 87 is fed into the circulation 85 through the line 96. At the same time as the liquor is fed through the line 96, or instead, the liquor can also be removed through a line 97. The liquor can is removed through line 97 without any liquor being fed through line 96, for example when a countercurrent flow of liquor is desired in the upper part of the digester 130. The system shown in FlGUR 4 is particularly suitable for a modification of an existing hydraulic two-vessel boiler system where the significant upper circulation filters are used as lye removal filters 87. Single-vessel boilers and steam phase boilers can also be modified for application of the present invention.

På liknande sätt som vid driften av kokaren i FlGUR 3 inmatas vid driften av kokaren 130 via ledningen 131 i den omvända toppskruven 132 en suspension av ﬁnfördelat cellulosahaltigt ﬁberrnaterial, till exempel barrvedsﬂis från ett matarsystem eller tidigare behandling, till exempel från ett impregneringskärl, och lut avdras från avskiljaren och återförs till det tidigare systemet eller kärlet genom ledningen 134 på tidigare känt sätt. Avskiljarens 132 skruvtransportör transporterar även på känt sätt suspensionen uppåt då lut avlägsnas, så att ﬂisen och vätskan som ﬁnns där strömmar över avskiljarens 132 fördämning såsom pilarna 133 visar. Flisen som avdras ur avskiljaren 132 faller ned genom gas-/ångatmosfären 135 och vidare i luten med lutnivån 136 som finns i kärlet 130. Flisen stannar sedan på ﬂishögen 137 och behandlas sedan på önskat sätt, till exempel kan den behandlas med Lo- SOIidsQ-kokprocessen, som beskrivs i en eller ﬂera av följande U.S. patent 5,489,363; 5,536,366; 5,547,012; 5,575,890; 5,620,562; 5,662,775 och andra eller med EAPCTM-kokprocess som beskrivs i U.S.patentet 5,635,026. Dock kan ytterligare lut avlägsnas från avskiljaren 132 genom ledningen 86. Avlägsnande av denna ytterligare lut görs företrädesvis för att begränsa eller väsentligen eliminera (dvs. så att endast ungefär 10 % eller mindre fri lut blir kvar) ﬂödet av fri lut (dvs. lut som inte binds vid flisen) som inmatades genom ledningen 131 i luten med lutnivån 136. Därtill kan ytterligare uppvärmning eller lutinmatning göras i cirkulationen 85, såsom beskrivits ovan, t.ex. medelst en ventil i linje 96, som styrs av en nivådetektor för nivån 136.Similar to the operation of the digester in FlGUR 3, during the operation of the digester 130 via the line 131 in the inverted top screw 132 a suspension of distributed cellulosic feed material, for example softwood ice from a feed system or previous treatment, for example from an impregnation vessel, and lye is fed is removed from the separator and returned to the previous system or vessel through the conduit 134 in a prior art manner. The screw conveyor 132 of the separator 132 also transports the suspension upwards in a known manner when the lye is removed, so that the ice and the liquid contained therein flow over the dam of the separator 132 as the arrows 133 show. The chips drawn from the separator 132 fall down through the gas / steam atmosphere 135 and further into the liquor with the liquor level 136 present in the vessel 130. The chips then remain on the ice pile 137 and are then treated in the desired manner, for example it can be treated with Lo-SOIidsQ- the cooking process, described in one or ﬂ era of the following US U.S. Patent 5,489,363; 5,536,366; 5,547,012; 5,575,890; 5,620,562; 5,662,775 and others or by the EAPCTM cooking process described in U.S. Patent 5,635,026. However, additional lye can be removed from the separator 132 through line 86. Removal of this additional lye is preferably done to limit or substantially eliminate (ie so that only about 10% or less of free lye remains) ﬂ the fate of free lye (i.e. lye as not bound to the chips) which was fed through the line 131 in the liquor with the liquor level 136. In addition, further heating or liquor feeding can be done in the circulation 85, as described above, e.g. by means of a valve in line 96, which is controlled by a level detector for level 136.

Den komprimerade gasen/ångan som inmatats vid 139 inmatas företrädesvis på samma sätt och för att åstadkomma samma förhållanden som i utförandet i FIGUR 3. lO 15 20 25 30 35 gtsgz a77 19 Vad som beskrivits med hänvisning till FIGURERNA 3 och 4 avser behandling av finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial för att producera trämassa, eller för ombyggnad av en beﬁntlig ångfaskokare för framställning av kraftmassa, som främjar en jämnare uppvärmning och behandling av ﬂis, är mindre känslig för ﬂisnivåvariationer, har mindre böjelse till kanalisering, avskaffar behovet att ha en strålnlngskälla för att detektera ﬂisnivån, åstadkommer en kokare som är lättare att använda.The compressed gas / vapor fed at 139 is preferably fed in the same manner and to achieve the same conditions as in the embodiment of FIGURE 3. What is described with reference to FIGURES 3 and 4 relates to the treatment of atomized cellulosic fibrous material for the production of wood pulp, or for the conversion of a non-volatile vapor phase boiler for the production of kraft pulp, which promotes a more even heating and treatment of ice, is less sensitive to ice level variations, has less inclination to channeling, eliminates the need to radiate ﬂ ice level, provides a boiler that is easier to use.

Utförandet enligt FIG. 5 avser ett kontinuerligt kokarsystem 100A enligt uppﬁnningen som liknar utförandet som visats i FIG. 4 förutom att kokarkärlet 130A är väsentligen fyllt med vätska så att det inte ﬁnns någon tryckgaszon ovanför vätskan och ﬂisen.The embodiment according to FIG. 5 relates to a continuous boiler system 100A according to the invention similar to the embodiment shown in FIG. 4 except that the kettle 130A is substantially filled with liquid so that there is no pressurized gas zone above the liquid and ice.

De konstruktioner i denna utföringsfonn som motsvarar de i FIG. 4 visade har försetts med samma hänvisningssiffror.The constructions in this embodiment which correspond to those in FIG. 4 have been provided with the same reference numerals.

Emedan kärlet 130A är väsentligen fyllt med vätska ﬁnns det ingen vätskenivå 136, ledning 138 eller gaskälla 139 eller därtillhörande konstruktioner som i utförandet enligt FIG. 4. Utföringsformen enligt FIG. 5 är speciellt fördelaktig när ett existerande enkärls- eller tvåkärlskokarsystem som innehåller en ångfaskokare skall ombyggas, emedan dessa anordningar elimineras. Då luten som avlägsnas via ledningarna 134, 86, 86' i denna utföringsform kan innehålla ﬁbrer eller vara hetare än vad som är önskvärt, kan en eller ﬂera av ledningarna 134, 86, 86' innehålla en anordning som ﬁltrerar bort ﬁbrerna eller kyler luten innan den används annorstädes i en massafabrik (t.ex. som suspensionsvätska i nedre delen av ett impregneringskärl i ett tvåkärlssystem). En in-line awattnare 101 visas t.ex. i ledningen 134 i FIG. 5. ln- line awattnaren 101 kan vara sådan som visas i Figure 2 i US-patentet 5,401,361 (till vilken hänvisas här som teknikens ståndpunkt), eller en konventionell indirekt värmeväxlare kan vara anordnad i stället för avvattnaren 101 för att kyla luten i ledningen 134, t.ex. med åtminstone 5°C (t.ex. kyla den med ca 10 - 30°C).Since the vessel 130A is substantially filled with liquid, there is no liquid level 136, line 138 or gas source 139 or associated structures as in the embodiment of FIG. 4. The embodiment according to FIG. Is particularly advantageous when an existing single-vessel or two-vessel boiler system containing a steam phase boiler is to be rebuilt, as these devices are eliminated. Since the liquor removed via the conduits 134, 86, 86 'in this embodiment may contain ﬁbres or be hotter than desired, one or more of the conduits 134, 86, 86' may contain a device which filters out the liquors or cools the liquor before it is used elsewhere in a pulp mill (eg as a suspension liquid in the lower part of an impregnation vessel in a two-vessel system). An in-line dewaterer 101 is shown e.g. in line 134 of FIG. The in-line dewaterer 101 may be as shown in Figure 2 of U.S. Patent 5,401,361 (referred to herein as the prior art), or a conventional indirect heat exchanger may be provided in place of the dewaterer 101 to cool the liquor in line 134. , e.g. at least 5 ° C (eg cool it by about 10 - 30 ° C).

I ett föredraget funktionssätt hos kokaren 130A enligt FIG. 5 avlägsnas lut via en eller ﬂera av ledningarna 134, 86, 86' så att ett motströmsflöde av lut alstras i övre delen av kärlet 130A, såsom pilarna 102 schematiskt visar. Motströmsﬂödet av lut kan vara uppvärmt, t.ex. med hjälp av en cirkulation, såsom visas vid 85 i FIG. 5, endast ansluten till en av ledningarna 86, 86',134 - såsom schematiskt visas genom 10 15 20 25 522ba77 20 cirkulationen 103 i FIG. 5 - och àterinmatat i kärlet 130A, eller kan användas för behandling av cellulosamaterialet med styrke- eller utbyteshöjande tillsatsmedel, såsom AQ. Cirkulationen 85 är kanske inte nödvändig under dessa förhållanden, men en cirkulation kan däremot vara anordnad lägre ner i kärlet 130A för att uppvärma vätskan.In a preferred mode of operation of the digester 130A of FIG. 5, liquor is removed via one or more of the conduits 134, 86, 86 'so that a countercurrent flow of liquor is generated in the upper part of the vessel 130A, as the arrows 102 schematically show. The countercurrent flow of lye may be heated, e.g. by means of a circulation, as shown at 85 in FIG. 5, only connected to one of the lines 86, 86 ', 134 - as schematically shown by the circulation 103 in FIG. And re-fed into the vessel 130A, or can be used to treat the cellulosic material with strength or yield enhancing additives, such as AQ. The circulation 85 may not be necessary under these conditions, but a circulation may be arranged lower down in the vessel 130A to heat the liquid.

Kokarsystemet 100B enligt FIG. 6 är väsentligen detsamma som visats i FIG. 5 förutom att kärlet 130B, i stället för att vara väsentligen fyllt med vätska, är fyllt med vätska till en nivå ovanför avskiljarens 132 övre ända, såsom schematiskt visas vid 104 i FIG. 6, och gas kan tillsättas i det lilla ångfasutrymmet mellan kärlets 130B topp och vätskenivån 104 från en tryckgaskälla 139.The boiler system 100B of FIG. 6 is substantially the same as shown in FIG. Except that the vessel 130B, instead of being substantially filled with liquid, is filled with liquid to a level above the upper end of the separator 132, as schematically shown at 104 in FIG. 6, and gas can be added in the small vapor phase space between the top of the vessel 130B and the liquid level 104 from a pressurized gas source 139.

I båda utföringsformerna enligt FIG. 5 och 6 kan den inre toppskruven drivas så att luten kan strömma fritt framåt eller bakåt. Övre delen av kokaren 130A, 130B kan ha ett medströms- eller motströmsflöde av vätska och cellulosamaterial (t.ex. ﬂis), och hela kokaren 130A, 130B kan arbeta i motström om så önskas. I vardera utföringsformen kan en perforerad skruvgänga 108 - schematiskt visad i FIG. 7 - användas som skruvgänga i toppskruven 132. Skruvgängan 106 är roterbart anordnad kring axeln 105 och kan vara försedd med vilken som helst typ eller storlek av perforeringar 107 som lämpar sig för befrämjande av eller antal genomströmningen av vätska. Även om uppﬁnningen här har presenterats och beskrivits i vad just nu anses vara den mest praktiska formen av uppﬁnningen, måste man förstå att den kan modifieras på många sätt inom ramen för uppfinnings skyddsområden, som bör ges en möjligast vid tolkning så att det täcker alla ekvivalenta strukturer och förfaranden.In both embodiments of FIG. 5 and 6, the inner top screw can be driven so that the liquor can flow freely forwards or backwards. The upper portion of the digester 130A, 130B may have a cocurrent or countercurrent flow of liquid and cellulosic material (eg ﬂ ice), and the entire digester 130A, 130B may operate countercurrently if desired. In each embodiment, a perforated screw thread 108 - schematically shown in FIG. 7 - used as a screw thread in the top screw 132. The screw thread 106 is rotatably arranged around the shaft 105 and can be provided with any type or size of perforations 107 which are suitable for promoting or increasing the flow of liquid. Although the invention here has been presented and described in what is currently considered to be the most practical form of the invention, it is to be understood that it may be modified in many ways within the scope of the invention, which should be given as far as possible in interpretation to cover all equivalents. structures and procedures.

Claims

lO 15 20 25 30 35 ø n o n ø o ø ø o c en> 5 2'2 877 2 / n; u ø. a u e a uu n »PATENTKRAV

A method of operating a cellulosic pulp boiler having a top and a bottom, an inverted top screw at the top and an outlet at the bottom, comprising the steps of: (a) a suspension of non-distributed cellulosic carrier material and lye, including free lye, the boiler through the inverted top screw; (b) a liquid level is established in the digester above the inverted top screw; (c) a level of cellulosic carrier material is provided in the digester below the top screw; (d) liquid is withdrawn from the inverted top screw at at least one place to remove, preferably substantially all, free liquor from the fed suspension of ﬁ unevenly distributed cellulosic ﬁ bone material; and (e) mass of mass is drawn near the bottom of the digester in an amount of more than about 1000 tons per day.

A method according to claim 1, wherein step (d) is performed to effect a free flow ﬂ of liquid in relation to the cellulosic carrier material adjacent the top screw.

A method according to claim 1 or 2 wherein step (d) is further performed to remove ﬂ brer from the withdrawn liquid in an in-line dewaterer.

A method according to any one of the preceding claims, wherein step (d) is further performed to cool the withdrawn liquid by at least 5 ° C.

A method according to any one of the preceding claims, wherein step (d) is performed by drawing lye at ﬂ your locations which are located at a distance from each other along the circumference.

A method according to any one of the preceding claims wherein step (b) is performed to substantially completely fill the digester with liquid. 10 15 20 25 30 35 I c o u q | o o c u oo s a. ß 522 877 v o c n n o co nu 22.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the inverted top screw is provided with a perforated screw thread; and where (d) is performed to promote the flow of liquid by utilizing the perforated screw thread.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the digester has a part with a first diameter of about 3 - 5 meters in its top and a part with a second diameter of at least 7 meters below the top part; and wherein the inverted top screw is located in the part with the first diameter, and step (c) is performed to achieve the material level in the part with the second part.

A method according to any one of the preceding claims wherein the digester is operated substantially entirely in countercurrent.

A continuous boiler system for producing cellulosic ice chemical pulp mass comprising a continuous boiler vessel having a top and a bottom, a portion having a first, smaller diameter at its top and a portion having a second, larger diameter below the top portion; an inverted top screw in the top of the kettle in the part with the first diameter, which feeds ﬂ ice and liquid into the kettle and separates a part of the liquid from the ﬂ ice; means for providing a liquid level in the kettle above the inverted top screw; means for providing an ﬂ ice level in the kettle below the liquid level; devices for heating the ice in the kettle to boiling temperature with liquid; devices for drawing liquid from the inverted top screw; and mass drawing devices near the bottom of the pan.

A system according to claim 10, wherein the devices for withdrawing liquid from the inverted top screw comprise at least a first and a second discharge line for removing liquid, which are located at a distance from each other along the circumference, the discharge lines being connected to different constructions outside the digester.

A system according to claim 10 or 11, wherein the cooking vessel has a shoulder portion between the parts with the first and the second diameter; and further comprising a pull-off strainer disposed immediately below the shoulder portion in the second diameter portion. a u o o vo 10 15 20 ø n I o u u ø u u o oo .s22 a71 ~, H_ ,, "13

A system according to any one of claims 10 to 12, further comprising means for heating the ice in the digester with liquid, comprising the draw strainer, a recirculation circuit connected to the draw strainer and containing a pump, an indirect heating device and a conduit, the liquid being drawn through the sieve by means of the pump is heated by the heating device and then fed back into the digester through the line.

A system according to any one of claims 10-13, wherein the inverted top screw is provided with a perforated screw thread.

A system according to any one of claims 10-14 wherein the pull-off devices comprise at least one conduit; and further comprising an in-line dewaterer connected to said conduit.

A system according to any one of claims 10-15 wherein the digester is substantially completely filled with liquid.

A system according to any one of claims 10-15, wherein the liquid level is located between the inverted top screw and the top of the digester so that a small gas space is formed between the top of the digester and the liquid level. a | v o ao