SE524260C2 - Förfarande och apparat för massaframställning från sågspån - Google Patents

Description

25 30 35 524 260 2 kokvätskecirkulation genom mediet som behandlas är det svårt, om inte omöjligt, att behandla sågspån i en konventionell batch-kokare. Även konventionella kontinuerliga kokare såsom Kamyr® kontinuerliga kokare har svårigheter att hantera sågspån utan att inkorporera någon form av speciell roterande vätskedistributions- anordning.

En vanlig metod som används för att kontinuerligt framställa massa av sågspån är att använda en kokare av dragkedjetyp, exempelvis en M&D-typ kokare som visas i figur 138 i volym 5 TAPPI's Pulp and Paper Manufacture (1989) lutande kärl genom vilket sågspån transporteras genom , Grace, ed. Denna typ av kokare består av ett kokvätskan medelst en transportmekanism. Emellertid kräver denna transportmekanism och dess tillhörande hårdvara kontinuerligt underhåll, som gör denna typ av system otillfredsställande i moderna massafabriker.

En annan mekanisk nackdel med M&D-typ kokaren för behandling av sågspån och liknande är den roterande matningsventil som användes. En typisk anordning visas i figur 139 i Grace. Denna roterande ventil är en typisk stjärnhjulsmatare som har inbyggt en obalanserad tryckbelastning på grund av den stora tryckskillnaden mellan ventilens inlopp och dess utlopp. Denna last- obalans orsakar vanligen lagerslitage som kräver upprepat underhåll.

Förutom de mekaniska nackdelarna har dessa M&D-typ system även processnackdelar som gör dessa system mindre effektiva än som önskas. Ett kännetecken för M&D-typ processen är de relativt korta uppehållstiderna. Två aspekter av denna typ av kokare begränsar uppehållstiden: (a) ånghävning och (2)mekanisk transport. Eftersom sågspånets ogenomtränglighet hindrar att sågspånet uppvärmes genom vätskeförträngning uppvärmes sågspånet 10 15 20 25 30 35 524 260 3 genom direkt exponering för ånga. Ãngutrymmet som krävs för att exponera materialet för ångan förbrukar en del av det utrymme som skulle kunna användas för kokningens uppehållstid och begränsar sålunda uppehållstiden.

Den mekaniska transportör som användes i en M&D-typ kokare, som betecknas som "dragtransportör", begränsar även uppehållstiden på tiden på grund av de fysiska begränsningarna av transportörens storlek. Det är helt enkelt för dyrbart att tillverka en större mekanisk transportör för att uppnå längre uppehållstider.

Som en följd är de uppehållstider som åstadkommes av en sådan kokare begränsade till mindre än en timme, vanligen mindre än 30 minuter. Vanligen erhålles ytterligare uppehållstid under kokninqen då man behandlar sågspån genom att låta M&D-typ kokaren följas av ett eller flera uppehållskärl eller genom "piggy-backing" av två eller flera lutande kokare.

Dessa karakteristiska korta uppehållstider påverkar även koktemperaturerna som används. För att erhålla rätt grad av kokning, exempelvis för att uppnå en önskad H-faktor, måste en relativt högre temperatur användas på grund av den kortare uppehållstiden. Om exempelvis ett typiskt kok som kräver två timmars uppehållstid begränsas till endast en halv timme i en M&D-typ kokare, måste koktemperaturen ökas från ungefär l60°C till l80° C för att uppnå ett jämförbart kok. Denna ökning av koktemperaturen ökar mängden högtrycksånga som krävs för att bibehålla den högre koktemperaturen. Därför är M&D-typ kokaren ej så energieffektiv som en kokare som kan ha längre uppehålls- tider.

Dessa högre temperaturer förbrukar även mer kok- Kok- kemikaliernas reaktionshastighet med cellulosan beror i kemikalier och kan potentiellt öka fiberskador. 10 15 20 25 30 35 524 260 4 hög grad på den rådande temperaturen. Ju högre temperatur desto snabbare och mer aggresiv blir reaktionen. För kraftsystem av M&D~typ resulterar de högre koktemperaturerna som krävs för de kortare koktiderna i högre reaktionshastigheter. Detta kan vanligen orsaka ökad kemikaliekonsumtion och ökad cellulosadegradation.

Nackdelarna med M&D-typ kokare för kokning av sågspån och av liknande framgår även i den "Pandia"-typ av kokare som visas i figurerna 141 och 143 i Grace.

Ett annat konventionellt kontinuerligt system för framställning av massa från sågspån, som visas i Grace, figure 133, och Smook, Handbook for pulp and Paper 1982, sidan 86 innefattar ett cylindriskt kärl som matas av två Technologies, (figurerna 8- 17), horisontella skruvtransportörer och en fickmatare, exempelvis en Kamyr® astmamatare. Denna typ av kärl är en ångfastyp i vilken en vätskenivå bibehålles under kärlets topp och ånga tillsättes till utrymmet ovanför vätskenivån. Sågspånet, som matas till detta kärl av fickmataren, uppvärmes till koktemperatur av den tillsatta ångan. Denna ånguppvärmning eliminerar den opraktiska åtgärden att cirkulera uppvärmd vätska för att uppvärma till koktemperatur.

Som beskrives av Grace kyler man massan i denna typ av kokare genom att införa tvättfiltrat till kokarens botten och dra av densamma medelst en centralt anordnad (se US-patentet 3,475,27l) grund av ogenomträngligheten i finfördelat material såsom roterande cylindrisk sil. På sågspån har emellertid denna avdragningsmetod visat sig vara instabil.

Detta koksystem för sågspån av "astma-matar"-typ har även nackdelen att matningssystemet är beläget ovanför kokarkärlet. Detta beror på att astma-mataren är 10 15 20 25 30 35 524 260 5 begränsad till att transportera sågspånet en kort distans, vilket begränsar storleken och flexibiliteten hos sådana installationer.

Ett annat massaframställningssystem för sågspån visas i kanadensiska patentet l,242,055. Detta patent beskriver användningen av en konventionell slurrypump för att mata en slurry av sågspån och kokvätska till en cylindrisk kokare. Denna överföring av slurry med mediumkonsistens medelst en pump före kokningen är ej energieffektivt.

Sådana pumpar är vanligen begränsade till slurry av Vid uppvärmning av en sådan slurry till koktemperatur måste mediumkonsistens med mellan 8 och 16% konsistens. även överskottet av vätskevolymen uppvärmas till koktemperatur. Exempelvis innehåller en 12%-ig slurry 7,33 lbs. innehåller däremot 2,33 lbs. vätska per lb. vätska per lb. fiber. En 30%-ig slurry fiber eller mindre än en tredjedel av vätska per lb. fiber. Slurryn med lägre konsistens kräver ytterligare energi för att uppvärma denna överskottsvätska till koktemperatur.

Vidare görs inget försök att minska den mekaniska verkan på massan eller för att återvinna värme från den kokade massaslurryn. Alltför stor mekanisk verkan på sågspåns- slurry kan vara skadligt för fiberegenskaperna och är oönskat av andra skäl.

Enligt föreliggande uppfinning undviks dessa begränsningar med kända kontinuerliga koksystem för sågspån och annat finfördelat malt fibröst material genom att man för det första eliminerar behovet av mekaniska högtrycksmatare och transportörer och för det andra matar ut varmt trycksatt kokat sågspån utan kylning och utan hjälp av roterande utmatningsanordningar och för det tredje återvinner värmet från kokreaktionen på ett effektivt ekonomiskt sätt. 10 15 20 25 30 35 524 260 Uppfinningen löser problemen som finns inbyggda vid behandling av sågspån eller annan källa av finfördelat cellulosamaterial (vilket ligger inom ramen för termen "sågspån" som den användes i föreliggande beskrivning och patentkrav, t ex. initialt cellulosapartiklar som strömmar mera som ett pulver än de strömmar som konventionell träflis) och åstadkommer effektivare massaframställning som kräver mindre underhåll.

Uppfinningen praktiseras med användning av ett statiskt uppehållskärl. Ett "statiskt" kärl är ett utan någon märkbar cirkulation, vilken inre cirkulation vanligen innefattar (exempelvis i konventionella kontinuerliga kokare) silar, ledningar, pumpar, värmare och liknande. Även om ånga eller uppvärmd vätska kan tillsättas massan i uppehållskärlet för att säkerställa att den hålles vid koktemperatur (även om detta normalt ej är nödvändigt) finns inget försök att dra vätska likformigt genom kärlet såsom i konventionella batchkokare och kontinuerliga kokare.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes ett förfarande för att producera cellulosamassa från sågspån med användning av ett statiskt uppehållskärl med nedåtströmning. Förfarandet innefattar stegen att kontinuerligt: (a) tillsätta ånga och kokvätska till en ström av sågspån för att producera en uppvärmd slurry av sågspån och kokvätska vid en konsistens av ungefär mellan 10- 35%, mellan ungefär 120-l75°C uppvärmda slurryn från steget (a) företrädesvis 20- 30%, och en koktemperatur av (250- 350°F), (b) leda den vid övertryck nedåt i det statiska uppehållskärlet med nedåtströmning och kvarhålla slurryn i uppehållskärlet vid koktemperatur mellan ungefär 0,5- 6 timmar, och därefter mata ut den vid en konsistens av mellan ungefär 5- 20% från och (c) (d.v.s. uppehållskärlet, vid tryck utan märkbar destruktivt för fibern) reduktion i tryck från l0 15 20 25 30 35 524 260 7 uppehållskärlet kyla slurryn som matas ut från uppehålls- kärlet genom att diffundera kylvätska därigenom så att temperaturen på slurryn faller under koktemperatur och kokningen av densamma avslutas.

Steget (b) uppehållskärlet utan mekanisk påverkan på slurry (dvs. praktiseras för att mata ut slurryn från ingen mekanisk agitator, pump eller liknande är anordnad). I själva verket är det önskvärt att mata ut slurryn från uppehållskärlet väsentligen genom tyngdkraften enbart (såsom med användning av en utmatning som har enkel konvergens och sidoavlastning).

Steget (a) slurry vid en första konsistens större än ungefär 20% och kan praktiseras genom att från början bilda en därefter successivt: späda ut och värma upp slurryn så att den har en lätt pumpbar andra konsistens av mindre än 20%; åter förtjocka slurryn till en konsistens större än ungefär 20% och därefter späda ut och värma upp slurryn.

Stegen (a -c) praktiseras vanligen för att producera en kemisk cellulosamassa som har ett kappatal av mellan ungefär 10- 30 mindre än 24) (t.ex. med ett utbyte av ungefär 38- 45% (t.ex. ungefär 39- 42%) Det kan även finnas det ytterligare steget att basa sågspånet före steget (a) i ett basningskärloch mata ut det basade spånet från basningskärlet väsentligen endast genom tyngdkraftens verkan. Där finns även vanligen de ytterligare stegen att tvätta och bleka massan från beroende på den slutprodukt som skall Steget (c) låta suspensionen strömma uppåt genom en tryckdiffusör Steget (a) praktiseras vanligen för att värma upp slammet till en (300- 330°F) steget (c) produceras. praktiseras vanligen genom att vid en konsistens av ungefär 5- 20%. koktemperatur av mellan ungefär 150-l65°C och steget (b) koktemperaturen i uppehållskärlet ungefär l- 3 timmar. praktiseras genom att hålla 10 15 20 25 30 35 524 260 Steget (a) att den har en utspädd konsistens av ungefär 20% kan praktiseras genom att: späda ut slurryn så (t.ex. ungefär 10%) eller mindre och pumpa den utspädda slurryn till en höjd nivå nära toppen av eller ovanför uppehållskärlet, förtjocka slurryn vid den upphöjda nivån till en konsistens av ungefär 20- 40% och basa den förtjockade upphöjda slurryn för att öka dess temperatur samtidigt som den späds ut till en konsistens av ungefär 5- 20%.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes ett system för att (kontinuerligt) producera kemisk massa från sågspån. Systemet innefattar företrädesvis följande komponenter: Ett statiskt uppehållskärl med nedåtströmning och övertryck som har en överdel för att mottaga en slurry av sågspån och en botten för utmatning av kemisk massa. En första blandare för att blanda ånga och kokvätska med sågspån för att bilda en initial slurry. Följande organ för att späda ut, höja temperaturen till koktemperatur och trycksätta den initiala slurryn för att åstadkomma en slurry lämpligt för kokning och lyfta slurryn till överdelen av uppehållskärlet för att mata slurryn till uppehålls- kärlets överdel. En icke-mekanisk utmatningsanordning från uppehållskärlets botten. Ett kärl under övertryck förbundet med den icke-mekaniska utmatningsanordningen för att diffundera kylvätska in i massan sedan massan matats ut från uppehållskärlets botten för att sänka dess temperatur under koktemperatur.

De följande organen kan innefatta en förtjockare väsentligen vid eller ovanför uppehållskärlets topp och förbunden med en ångmixer, vilken ångmixer är förbunden med uppehållskärlets topp och ovanför detta. Den första mixern eller blandaren kan innefatta en skruvtransport- blandare. Den icke-mekaniska utmatningsanordningen kan 10 15 20 25 30 524 260 9 innefatta ett utlopp med enkel-konvergens och sidoavlastning. De följande organen kan innefatta: en utmatningsränna som har en övre del förbunden med skruvtransportblandaren och en bottendel, organ för tillsättning av spädvätska till utmatningsrännan, en pump intill utmatningsrännans bottendel och en ledning som förlöper från pumpen till förtjockaren och/eller organen för tillsättning av spädvätska förbundet med ledningen från pumpen. Tryckkärlet med övertryck innefattar företrädesvis en tryckdiffusör.

Systemet kan vidare innefatta en andra ledning från för- tjockaren förbunden med organen för tillsättning av spädvätska till ledningen från pumpen och en värmeväxlare för uppvärmning av vätska i den andra ledningen anordnad mellan förtjockaren och organen för tillsättning av spädvätska. En flash-tank kan vara förbunden med den andra ledningen och innefatta ett utlopp för flash-ånga och ett vätskeutlopp, varvid utloppet för vätska är förbundet med organen för tillsättning av spädvätska till utmatningsrännan och utloppet för flash-ånga är förbundet med den första blandaren. Även om uppfinningen beskrives för användning med sågspån inser fackmannen att för olika aspekter av uppfinningen kan varje annan form av sönderdelat fibröst material användas, exempelvis träflis, jordbruksavfall eller gräs.

Ett huvudsyfte med uppfinningen är att förenklat och effektivt producera en kemisk massa med relativt lågt kappatal med relativt högt utbyte från sågspån. Detta och andra syften med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen och av de tillhörande patentkraven. 10 15 20 25 30 35 524 260 10 Kort beskrivning av ritningarna Fig. I visar schematiskt en sidovy av en typisk utföringsform av ett system enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar schematiskt en sidovy av en typisk värmeväxlare, som användes med systemet i fig. l.

Fig. 3 visar schematiskt en sidovy av en ytterligare typisk utföringsform av ett system enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av ritninqarna Fig. 1 visar schematiskt ett typiskt system 10 för massaframställning av finfördelat, pulveriserat cellulosamaterial, som här benämnes "sågspån". Sågspånet matas kontinuerligt av transportören 11 in i ett förbehandlingskärl 12. basning eller behandling med svartlut eller någon annan Förbehandlingen kan bestå av kemikalie som ökar styrkan eller utbytet, exempelvis polysulfid eller antrakinon och deras derivat.

Behandlingen och uppehållet i kärlet 12 kan vara från 5- 60 minuter, men är företrädesvis mellan 5- 20 minuter.

Kärlet 12 kan arbeta vid atmosfäriskt tryck eller övertryck.

Behandlingskärlet 12 kan uppvisa enkel-konvergens och sidoavlastning som beskrives i US-patenten 5 500 083 och 5 628 873. Ett sådant uppehållskärl säljs under Glens Falls, varumärket "Diamondback" av Andritz Inc., NY.

Kärlet 12 tömmer till en transportör 13 som innefattar en konventionell transportskruv, som visas i fig. 1, eller också kan något annat konventionellt organ vara anordnat för att transportera det förbehandlade sågspånet.

Transportören 13 innefattar vanligen en skruv 13' som 10 15 20 25 30 35 524 260 ll drivs av en drivanordning såsom en elektrisk motor 13", exempelvis en elektrisk motor med varierbart varvtal. Om transportören 13 är trycksatt kan någon form av tryckisolerande anordning användas mellan kärlet 12 och transportören 13. Exempelvis kan en matare 14 av stjärntyp, såsom en Andritz lågtrycksmatare användas.

Transportören 13 är en första blandare för att blanda ånga och kokvätska med sågspånet.

Kokvätska, tillsätts transportören 13 i ledningen 43 för att börja exempelvis kraftvitlut, impregneringen av materialet med kokkemikalier. Ånga tillsättes även företrädesvis till transportören 13 via ledningen 15 för att påbörja uppvärmningen eller fortsätta uppvärmningen av materialet som börjat i kärlet 12 och avlägsna oönskad luft från materialet.

Transportören 13 kan även innefatta en ventil 16 för att (NCG) till ett konventionellt NCG-uppsamlingssystem. En slurry som har frigöra icke kondenserbara gaser en konsistens av ungefär 25% eller mer och en temperatur av ungefär 50~80°C (125°F ~ 175°F) utmatas från transportören 13.

Transportören 13 matar ut till en matarränna 17 i vilken sàgspånslurryn utspädes till en konsistens av ungefär mellan 5- 20%, Temperaturen på slurryn i rännan 17 kan ligga ungefär mellan 65-120°C (150- 250°F), (160- 200°F). Rännan 17 matar till en konvention företrädesvis ungefär 10 -15%. vanligen ungefär 70-95°C slurrypump 18. Pumpen 18 trycksätter och överför den uppvärmda slurryn av material och kokvätska till en konventionell avvattningstransportör 19 via ledningen 20.

Slurryn kan spädas för att sänka dess konsistens med åtminstone 2% och företrädesvis mellan ungefär 5- 10% i (t.ex. filtrat eller hett vatten), tillsättes via ledningen 21, ledningen 20, t.ex. genom spädvätska återcirkulerad lut, som till en konsistens av mellan 10 15 20 25 30 35 524 260 12 ungefär 3- 15%, vanligen ungefär 5- 10%. Avvattnings- transportören 19 kan vara en konventionell separator såsom en "toppseparator" eller en "inverterad toppseparator" som säljs av Andritz. Denna transportör 19 kan alternativt vara en "Stocker" som säljs av A.

Ahlstrom Corp., Helsingfors, Finland.

Vätskan som avlägsnas från denna avvattningstransportör 19 via ledningen 22, 175°C (250- 350°F), ledningen vid 21 efter att ha trycksatts i pumpen 23 och som vanligen är vid ungefär 120- kan användas som spädningskälla i uppvärmts i värmeväxlaren 26 och/eller hela eller delar av den kan expanderas för att åstadkomma en källa av ånga med användning av en konventionell flash-tank 24.

Exempelvis kan trycket av den varma vätskan 22 sänkas under kontrollerade förhållanden, d.v.s. expanderas i flash-tanken för att åstadkomma en källa av förorenad ånga i ledningen 25. Ångan i ledningen 25 kan användas som källa för ånga, kärlet 12. ånga efter behov. som införes i transportören 13 eller Denna förorenade ånga kan kompletteras med ren Den heta expanderade vätskan från tanken 24 i ledningen 25' kan användas som källa för spädvätska i rännan 17 eller någon annanstans.

Avvattningstransportören 19 ökar konsistensen hos slurryn till mellan ungefär 20- 40% och matar ut slurryn till en konventionell ångblandare 27. Ångblandaren 27 kan vara (t.ex. vilken konvenventionell anordning som helst som har en inre transportskruv) för att införa ånga i slurryn och värma upp slurryn till koktemperatur, ungefär 120-l75°C (250- 350°F), 150-165°C (300- 330° F), medan dess konsisten utspädes genom ångtillsättning till mellan ungefär 15-35 Strukturerna 17, 18, 20, 19, 27, 22, 24 etc. mellan första blandaren 13 och utloppet från vanligen företrädesvis ungefär företrädesvis 10-20%. ångblandaren 27 är ett exempel på en utföringsform av följande organ för utspädning, höjning av temperaturen 10 15 20 25 30 35 524 260 13 till koktemperatur och trycksättning av slurryn från transportblandaren 13 före kokning. Ett stort antal andra olika konventionella anordningar för trycksättning, temperaturhöjning, utspädning och förtjockning kan vara anordnade.

Den ånguppvärmda slurryn utmatas från blandaren 27 till 28 i vilket kokreaktionen tillåtes fortsätta. Uppehållstiden i kärlet 28 kan sträcka sig från ungefär 30 minuter till ungefär 6 ett uppehållskärl (kokare) timmar, men är vanligen från ungefär 1 till 3 timmar, företrädesvis 1 till 1% timme. Notera att kärlet 28 är statiskt, att det inte innefattar några verkliga kokcirkulationer och tillhörande silar, eftersom kokcirkulationer skulle vara svåra att driva för ett sådant finfördelat material som sågspån. Kärlet 28 behöver ej innefatta någon agitator vid utloppet 29, men innefattar företrädesvis som utmatningsorgan 29 ett icke mekaniskt organ, såsom ett enkelkonvergensutlopp med sidoavlastning, som visas schematiskt i figur 1 och som tidigare beskrivits för kärlet 12, och/eller vätske- utloppsmunstycken.

Materialet som utmatas genom utloppet 29 från kärlet 28, vanligen vid en konsistens mellan ungefär 5 och 20%, överföres medan det fortfarande är vid koktemperatur och tryck (och utan destruktiv reduktion av trycket) via ledningen 30 till ett andra behandlingskärl 31. I behandlingskärlet 31 kyls det kokade, varma trycksatta materialet medelst filtrat från ledningen 32. Värmet hos det behandlade materialet som inkommer i kärlet 31 avlägsnas via vätskeavdragningsledningen 33 och användes exempelvis som en värmekälla för värmeväxlaren 26. Den varma vätskan i ledningen 33 kyles något i värmeväxlaren 26 och kan därefter sändas till ett konventionellt kemikalieåtervinningssystem, exempelvis till en eller flera flash-tankar, till förángare, en återvinningspanna 10 15 20 25 30 35 524 260 14 Vätskan i ledningen 33 kan även användas för att 13 eller 17. etc. behandla material i kärlen, 12, Kärlet 31 är företrädesvis en MC® tryckdiffusör som säljs av Andritz. Det kokade materialet kyles vanligen genom att diffundera kylvätskan från ledningen 32, vanligen brunmassatvättfiltrat, genom massabädden. Mässan kyles till under koktemperatur (t.ex. under ungefär 120°C) i kärlet 31. Den varma kokvätskan förtränges av den kallare vätskan i denna process och den varma förträngda vätskan avdrages såsom är vanligt från bottnen av tryckdiffusören (i ledningen 33). kärlets 31 topp 34 och ledes av ledningen 35 till ett Det kylda materialet utmatas från förvaringskärl 36 eller liknande för brunmassa med hög densitet. Materialet som förvaras i kärlet 36 kan ytterligare behandlas genom exempelvis tvättning eller blekning och sändas till en pappersmaskin, boardmaskin eller massamaskin.

Figur 2 illustrerar de typiska temperaturerna runt den konventionella kontaktfria värmeväxlaren 26. Varmt extrakt i ledningen 33 från kylkärlet (t.ex. en 31 är vanligen mellan ungefär 120-175°C företrädesvis mellan 150-l60°C (300 - och kyles åtminstone ungefär 14°C i värmeväxlaren (200- 300°F), (275- 300°F). vätskan från avvattningstransportören 22 och pumpen 23 (d.v.s.38 i figur 2) är normalt mellan ungefär 95-150°C (200- 300°F), (260-280°F). Vätskan i ledningen 38 uppvärmes åtminstone ungefär 14°C till ungefär 130-160°C (270- 325°F), vanligen ungefär 145- 155°C (290 till 310°F), inkommer i ledningarna 21 och därefter 20. tryckdiffusör) (250- 350°F), 325°F> 26 till mellan ungefär 95-150°C företrädesvis ungefär 135-150°C vanligen ungefär 125-l40°C i värmeväxlaren 26 innan den Materialslurryn i ledningen 20 uppvärmes vanligen genom tillsättning av vätska från ledningen 21 från mellan ungefär 65-120°C (150-250°F), vanligen mellan 70-95°C 10 15 20 25 30 35 524 260 15 (160-200°F), med åtminstone ungefär 28°C, t.ex. till mellan ungefär 95-150°C (200-300°F), ungefär 130-145°C (270-290°F). vanligen till mellan Den nu kallare, men fortfarande varma l45°C) växlaren 26 in i ledningen 40. (t.ex. ungefär vätskan från ledningen 33 utmatas från värme- Den kan därefter användas för värmeåtervinning någon annanstans innan den ledes till återvinning i ledningen 41, exempelvis genom förvärmningen av vitlut i värmeväxlaren 42, varvid förvärmd vitlut (t.ex. för tillsättning till ledningen 15) matas ut i ledningen 43 från förvärmaren 42.

Med användning av den process och apparatur som beskrivits kan exempelvis sågspån primärt eller helt av mjukträ behandlas till ett Kappa-tal mellan ungefär 10- 30, vanligen ungefär 20- 24 (t.ex. ungefär 22).

Massautbytet kommer vanligen att vara från 38 till 45%, vanligen ungefär 39 till 42% (t.ex. ungefär 40%).

Figur 3 visar en ytterligare utföringsform av ett system för massaframställning från sågspån eller liknande finfördelat malt cellulosamaterial. Systemet 50 innefattar förbehandlingskärl 51, vanligen innefattande ett utlopp som har enkelkonvergens och sidoavlastning ett fliskärl "Diamondback"“), en värmeväxlare 53, trycksatt tvätt, (t. ex. en slurrypump 52, en kontinuerlig kokare 54 och en vanligen en tryckdiffusör 55.

Den noterbara egenskapen hos utföringsformen i figur 3 jämfört med utföringsformen i figur 1 är värmeväxlaren 53. I stället för att använda värmet som återvinnes från tvätten 55 för att indirekt värma spädvätska som användes för att värma upp slurryn före kokning, användes den varma vätska som avdrages från tvätten 55 direkt i en indirekt värmeväxlare 53 för att värma upp cellulosa- slurryn före kokningen i kokaren 54. Genom att förfara så lO l5 20 25 30 35 524 260 16 eliminieras behovet av avvattningstransportören 19 och ångblandaren 27 i figur l.

Värmeväxlaren 53 kan vara av lamelltyp med omväxlande vertikala eller horisontella lamellvärmeelement genom vilka slurryn passerar, eller av ett stort antal konventionella konstruktioner som användes inom massa- och papperstekniken.

I en typisk tillämpning av systemet som visas i figur 3 tillsättes cellulosamaterial, t.ex. sågspån eller träflis, till förbehandlingskärlet 51. vatten och kokvätska, vanligen kraftvitlut, Eftersom det inkommande cellulosamaterialet vanligen är sammansatt av ungefär 50% cellulosa och 50% vatten tillsättes cellulosan i en mängd av 2 ton cellulosa eller träfiber per ton framställd (t/tp) Ytterligare vätska tillsättes vanligen som ånga eller massa och vatten infores i en mängd av två t/tp. kokvätska i en mängd av 4 t/tp, vilken vätska vanligen innehåller ungefär 0,6 t/tp upplöst fast material.

Sedan cellulosan och vätskan kombinerats i kärlet 51 för att skapa en slurry av materialet, pumpas det av slurrypumpen 52 vid en konsistens av mellan ungefär 20 och 30%, vanligen 5,4 t/tp, vanligen ungefär 27%. Denna slurry innehåller nu 2,0 t/tp cellulosa och 0,6 t/tp upplösta fasta ämnen. Vid passagen genom värmeväxlaren 53 höjes slurrytemperaturen vanligen från ungefär 95°C (200°F) (325°F) före överföringen till kokaren 54. Slurrytemperaturen kan till en koktemperatur av ungefär l60°C behöva höjas med en ytterligare uppvärmningsanordning, för att erhålla koktemperatur om temperaturhöjningen i exempelvis en àngblandare såsom i figur l, värmeväxlaren 53 ej skulle vara tillräcklig.

Det kokade materialet utmatas från kokaren 54, återigen vanligen utan hjälp av någon mekanisk utmatnings- 10 15 20 25 30 35 524 260 17 anordning, vid en konsistens av ungefär mellan 10 och 20%, vanligen ungefär 15,6%. På grund av massa- framställningsprocessen, återigen med antagande av 50% utbyte, innehåller massaslurryn ungefär 5,4 t/tp vätska, 1,0 t/tp cellulosafiber och 1,6 t/tp upplösta fasta ämnen.

Den varma massan innehållande fasta ämnen ledes därefter medan den fortfarande är vid kokartemperatur, t.ex. 150- 175°C (300-350°F), 140- 180 psi, till en trycksatt tvätt. Tvätten, som vanligen är en MC® och kokartryck, t.ex. tryckdiffusör sådan som säljs av Andritz, Glens Falls, N.Y., användes för diffusionstvättning, spädning och förträngning av den varma kokvätskan. Tvättvattnet tillföres vanligen i en mängd av 9,4 t/tp (t.ex. för en typisk spädfaktor av 2,0) för att åstadkomma en renare, kallare massa vid mellan ungefär 8 och 16% konsistens, vanligen omkring 12%. 1 t/tp Fiberslurryn innehåller nu ungefär (genom definition) och 7,4 t/tp vätska.

Den varma avdragsvätskan som avlägsnas från tvätten 55, (300 och 350°F), vanligen ungefär 160-165°C, användes som d.v.s. svartluten vid ungefär mellan 150-175°C värmekälla i värmeväxlaren 53. Denna svartlut innehåller vanligen ungefär 7,4 t/tp vätska och 1,6 t/tp upplöst fast material, motsvarande en koncentration av fasta ämnen i svartluten av mellan ungefär 15 och 20% torra fasta ämnen. Även om uppfinningen har beskrivits i samband med vad som för närvarande anses vara den mest praktiska och föredragna utföringsformen skall stå det klart att uppfinningen ej är begränsad till de beskrivna utförings- formerna utan i motsats därtill är avsedd att täcka olika modifikationer och ekvivalenta arrangemang som ligger inom ramen för de följande patentkraven.

Claims (20)

1. 0 15 20 25 30 35 524 260 18 PATENTKRAV l. Förfarande att framställa kemisk cellulosamassa från sågspån med användning av ett statiskt uppehållskärl med nedåtströmning, innefattande stegen att kontinuerligt: (a) tillsätta ånga och kokvätska till en ström av sågspån för att framställa en uppvärmd slurry av sågspån och kokvätska vid en konsistens av ungefär mellan 15-35% och en koktemperatur av mellan ungefär 120-l75°C; (b) leda den uppvärmda slurryn från steget (a) vid övertryck nedåt i det statiska uppehållskärlet med nedåtströmning och kvarhålla slurryn i uppehållskärlet vid koktemperatur mellan ungefär 0,5-6 timmar och därefter mata ut den vid konsistens mellan ungefär 5-20% från upphållskärlet utan mekanisk påverkan på slurryn; och (c) vid övertryck utan märkbar reduktion av trycket från uppehållskärlet kyla slurryn som utmatas från uppehållskärlet genom att diffundera kylvätska därigenom så att slurryns temperatur faller under koktemperatur och kokning av densamma avslutats. i vilket steget (b) utföres för att mata ut slurryn från uppehållskärlet utan

2. Förfarande enligt krav 1, kylning av slurryn.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, i vilket steget (b) utföres för att mata ut slurryn från uppehållskärlet väsentligen endast genom tyngdkraftens inverkan.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, i vilket steget (a) utföres genom att från början bilda en slurry vid en första konsistes större än ungefär 20%, och därefter successivt späda ut och värma upp slurryn så att den har en lätt pumpbar andra konsistens av mindre än 20%, större än ungefär 20% och därefter uppvärmning av samt åter förtjocka slurryn till en konsistens slurryn. 10 15 20 25 30 35 '524 260 19

5. Förfarande enligt något av föregående krav, i (êd-(c) kemisk cellulosamassa som har ett kappatal av ungefär vilket stegen utföres för att åstadkomma en mellan 10-30 med ett utbyte av mellan ungefär 38-45%.

6. Förfarande enligt något av kraven l-4, i vilket (a>-(C) cellulosamassa som har ett kappatal av mindre än ungefär 24 med ett utbyte av ungefär 39-42%. stegen utföres för att framställa en kemisk

7. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande det ytterligare steget att sågspånet basas före steget (a) i ett basningskärl och att det basade sågspånet utmatas från basningskärlet väsentligen endast genom tyngdkraften.

8. Förfarande enligt något av föregående krav , i vilket steget (c)utövas genom att suspensionen får strömma uppåt genom en tryckdiffusör vid en konsistens av ungefär 5-20%.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, i vilket steget (a) utövas genom att slurryn utspädes så att den har en utspädd konsistens av ungefär 10% eller mindre och att slurryn med utspädd konsistens pumpas till en upphöjd nivå nära toppen av eller ovanför uppehållskärlet, att slurryn förtjockas vid den upphöjda nivån till en konsistens av ungefär 20-40% och att den förtjockade upphöjda slurryn basas för att öka dess temperatur.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, i vilket steget (a) utövas för att värma upp slurryn till en koktemperatur av mellan ungefär 150-l65°C och steget (b) utövas genom att bibehålla koktemperaturen vid uppehållskärlet ungefär 1 till 3 timmar. 10 15 20 25 30 35 524 260 20

11. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande de ytterligare stegen att tvätta och bleka massan från steget (c).

12. System för att framställa kemisk massa av sågspån innefattande: ett statiskt uppehållskärl med nedàtströmning och övertryck, som har en överdel för att mottaga en sågspånsslurry och en bottendel för utmatning av kemisk massa, en första blandare för att blanda ånga och kokvätska med sågspån för att bilda en första slurry, följande organ för utspädning, höjning av temperaturen till koktemperatur och trycksättning av den första slurryn för att åstadkomma en slurry lämpligt för kokning och uppmatning av slurryn till toppen av uppehållskärlet för att mata slurry in i uppehàllskärlets topp, en icke~mekanisk utmatningsanordning från uppehållskärlets botten, och ett kärl under övertryck förbundet med den icke-mekaniska utmatningsanordningen för att förtränga kokvätska från massan sedan massan matats ut från uppehållskärlets botten för att sänka dess temperatur under koktemperatur.

13. System enligt krav 12, i vilket den icke- mekaniska utmatningsanordningen innefattar ett utlopp med enkel konvergens och sidoavlastning.

14. System enligt krav 12 eller 13, i vilket den första blandaren innefattar en skruvtransportörblandare. 10 15 20 25 30 35 524 260 21 i vilket nämnda följande organ innefattar en förtjockare,

15. System enligt något av kraven 12-14, väsentligen vid eller ovanför toppen av uppehållskärlet och förbunden med en ångblandare, vilken ångblandare är förbunden med överdelen av uppehållskärlet och ovanför uppehållskärlet.

16. System enligt krav 15, i vilket de följande organen innefattar en utmaningsränna som har en toppdel förbunden med den första blandaren och en bottendel, organ för tillsättning av spädvätska till utmaningsrännan, en pump intill utmatningsrännans bottendel och en ledning som sträcker sig från pumpen till förtjockaren och organ för tillsättning av spädvätska förbundna med ledningen från pumpen.

17. System enligt något av kraven 12-16, i vilket övertryckskärlet innefattar en tryckdiffusör.

18. System enligt krav 12, i vilket de följande organen innefattar en utmatningsränna som har en toppdel förbunden med en första blandaren och en bottendel, organ för tillsättning av spädvätska till utmatningsrännan, en pump intill utmatningsrännans bottendel och en ledning som sträcker sig från pumpen, organ för tillsättning av spädvätska till ledning från pumpen, en förtjockare väsentligen vid eller ovanför toppen av uppehållskärlet och förbunden med ledningen från pumpen och en ångblandare förbunden med förtjockaren och toppen av uppehållskärlet.

19. System enligt krav 18, som ytterligare innefattar en andra ledning från förjockaren förbunden med organen för tillsättning av spädvätska till ledningen från pumpen och en värmeväxlare för uppvärmning av vätska ii den andra ledningen anordnad mellan förtjockaren och organen för tillsättning av spädvätska. 524 260 22

20. System enligt krav 19, som ytterligare innefattar en flash-tank förbunden med den andra ledningen och innefattande ett utlopp för flash-ånga och ett vätskeutlopp, varvid utloppet för vätska är förbundet med organen för tillsättning av spädvätska till utmatningsrännan och utloppet för flash-ånga är förbundet med den första blandaren.