SE526275C2 - Förfarande för utmatning av flis från botten på en kontinuerlig kokare - Google Patents

Description

526 275 matningsvingar 6c, dels att utföra en sammanblandning av flisen från flispelarens utsida med flis från flispelarens centrum. Den senare sammanblandning är nödvändig då flisen iflispelaren som behandlats i centrum i kokaren inte kokas på exakt samma sätt som flisen som passerar kokarens vägg. ”Mittflis” och ”ytterflis” i flispelaren kan i främst hydrauliska kokare ibland uppvisa olika delignifieringsgrad upptill 2-10 kappaenheter. l de flesta kokare önskar man även etablera ett motströmsflöde av tvättvätska i botten eller nedre delen av kokaren, vilken tvättvätska skall förtränga ut så mycket som möjligt av det utlösta Iigninet. Ovanför botten på kokaren anordnas därför en nedre sil 1, från vilken kokarvätska kan avdragas. Genom anpassad tillsättning av tvättvätska i botten av kokaren kan tvättvätskan dras motströms mot flisens sjunkrörelse genom denna sil 1. Tvättvätskan tillföres normalt åtminstone till huvudsak via ett fördelnings rör 7 som löper runt kokaren under silen 1, men i en höjdposition lika med eller över bottenskrapans 6 högsta punkt (sett relativt dess armar 6a,6b exklusive centrumkonan). Genom ett flertal utlopp A. A' anordnade runt kokaren, normalt cirka 10-20 utlopp beroende på kokardiameter, tillsättes tvättvätskan.

Förbrukad kokvätska och tvättvätska dras sedan av genom silen 1 och uti samlingskammaren 2 och vidare till en runt kokaren anordnad uppsamlingskanal 13 från vilken pumpen 3 vidarebefordrar avdragen vätska. l vissa system kan pumpen utgå och kokvätskan trycks ut genom det i kokaren etablerade trycket. Den avdragna vätskan kan som visas i figur 1 återcirkuleras till kokarens mitt i höjd med silen 1 via ett centralrör 5 i kokaren 30, varvid man kan etablera en tvär- och utjämningsströmning av kokvätska radiellt genom flispelaren.

Den avdragna vätskan kan ävenledes uppvärmas i värmeväxlare 4, eller skickas till återvinning eller användas i ett kokaren föregående impregneringssteg.

För att överhuvudtaget kunna mata ut den upplösta och delignifierade flisen från kokaren genom massautloppet 12, via centralutloppet 11, erfordras en utspädning, då flisen successivt under koket mjukgöres och packas hårdare, varvid vätske/ved förhållandet runt flisbiten lokalt sjunker och således massa koncentrationen ökar. Om en given volym i flispelaren skulle kunna tas ut från kokaren innan flispelaren når bottenskrapan så skulle denna volym ha en 024 1 se3 .doc 20 25 30 526 275 3 koncentration av flis uppemot 11-22% eller högre. Massa vid de högre koncentrationerna(typiska vid kokning av exempelvis eucalyptus/Iöwed) är i det närmaste omöjlig att pumpa vidare med massapumpar.

För att dels späda ut flisen i botten av kokaren och/eller dels kyla ned massan samt i vissa fall erhålla en urtvättning av massan så användes dels tillsättning av spädvätska genom utloppen A i höjd med eller strax ovanför bottenskrapans högsta punkt, samt tillsättning av spädvätska genom utloppen B anordnade under bottenskrapan 6,6b,6a i kokarens botten. l figuren visas två utlopp B anslutna till kokarens botten, men antalet utlopp är betydligt fler och fördelade runt hela kokarens i botten i ett minsta antal om 4 och upp till 10-12 utlopp. l vissa kokare sker även en viss tillsättning av spädvätska genom bottenskrapan, vilken är försedd med utlopp C. Tillsättningen av spädvätska genom bottenskrapan kräver en väl fungerande packbox och normalt är tillförselsystemet mycket begränsat vad gäller maximal flödeskapacitet. l en större del av kända kokare finns bara utloppen A samt B, och endast vid vissa speciella kokare användes en kombination av utloppen A, B samt C.

Huvuddelen, dvs mer än 50%, av tillförd vätska till kokarens botten tillförs konventionellt via utloppen A, och resterande del via utloppen B, och i förekommande fall även i utloppen C, där utloppen C som mest tillför 20% av totalt tillsatt spädvätska.

Som framgår av figur 1 så förhåller sig de via utloppen A, B samt C tillförda volymerna konventionellt inom intervallen; A = 50-100% B = 0-50% C = 0-20% Där följande specifika kombinationer av flöden för vissa huvudtyper har förekommit; Typt Typ2 Typ3 Typ4 Typ5 A 100% 90% ti|l=> 50% 60-65% 50-60% B 0% 10% till=> 50% 30% 20-30% C 0% 0% 0% 5-10% max 20% (angivna värden kan givetvis variera något) 0241 sc3.doc 20 25 30 526 275 Typ 1 är en extrem variant som inte är så vanlig. Typ2-Typ3 förekommer i olika varianter därav i alla kokare utan spädning i bottenskrapan. Typ 4 motsvarar den mest typiska fördelningen i kokare där man har spädning i bottenskrapan, och Typ 5 är den mest extrema varianten i kokare där man har spädning i bottenskrapan.

Allt mer uppmärksamhet har ägnats massastyrkan, och i flertalet maskiner i cellulosaprocessen har man funnit att de påverkar massastyrkan i negativ omfattning. Exempelvis har det visat sig att pumpning av massa kan medföra en substantiell förlust av massastyrka, speciellt vid pumpning första gången av massan. Olika apparater ger olika effekter på massafibrerna.

Uppfinninqens svfte och änd_a_m_@ Med utgångspunkten att minimera förluster i massastyrkan har en total översyn av kokarens utmatningssystem utförts och prover har gjorts med olika modifieringar.

Föreliggande uppfinning avser att minimera förlust i massastyrka pä massan i samband med utmatning av massan från en kontinuerlig kokare. Det har överraskande visat sig att en modifiering av tillförseln av spädvätska till kokarens botten kan påverka massastyrkan i mycket betydande omfattning, och en avsevärd förbättring av massastyrkan kan erhållas på 3-10%.

Ett annat syfte är att minimera erforderligt drivmoment för drivning av bottenskrapan, vilket ger lägre belastning på bottenskrapan. En minskad belastning på bottenskrapan medför att längre driftintervaller för kokaren kan användas mellan planerade översyner av bottenskrapan. Med en modifiering av spädvätsketillförseln till kokarens botten har det visat sig att effektförbrukningen kan reduceras upp till 50%, med motsvarande reduktion av momentet på bottenskrapan. Detta ger möjligheter till en mindre och lättare konstruktion pà bottenskrapan. 024 1 se3 .doc 20 30 526 275 S Ännu ett syfte är att minska den specifika energi átgàngen,(kWh per ton massa), vilket ger lägre kostnad per tillverkad ton massa.

Med dessa påvisade fördelar så blir det motiverat att konstruera om bottenskrapan sä att den kapacitetsmässigt kan tillföra dessa ökade och för uppfinningen erforderliga mängder spädvätska genom bottenskrapan.

Större/grövre och effektivare matningsrör och packboxar erfordras i de flesta fall för att kunna tillämpa uppfinningen.

Detalierad Beskrivning av föredragna utförinqsformer En första utföringsform av uppfinningen visas i figur 2. Alla de särdrag som är gemensamma med figur 1 har samma referensnummer i figur 2 men även figurerna 3, 4 samt 5.

Den stora skillnaden i figur 2 är att i denna utföringsform saknas helt utloppen A och B fràn figur 1.

Hela den mängd spädvätska QTOT som tillföres kokarens botten under den i kokaren nedersta silen 1 tillföres genom bottenskrapan 6 och fördelas uti flisbädden via munstycken jämt fördelade över armarna 6a,6b.

En andra utföringsform visas i figur 3. Här visas olika intervaller på de genom utloppen A, B, C tillförda vätskemängderna. Den vätska som totalt tillföres kokarens botten i en position under den nedersta silen är en förbestämd mängd benämnd QTOT . En viss mängd av QTQT etablerar en motströmning upp mot silen 1, men en huvuddel av QTQT användes för att späda ned den kokade flisen i kokaren till en koncentration i området 8-15%, företrädesvis 10-12%, inför utmatning i kokarens utlopp 11,12.

Här, liksom i övriga utföringsformer, tillföres minst 50% och upptill 100% av den förbestämda mängden QTQT till den kokade flisen genom utlopp C anordnade på bottenskrapan.

En tredje utföringsform visas i figur 4. Här saknas utloppen B helt, och företrädesvis cirka 80% av totala flödet vätska QTOT som tillsättes under silen 1 tillsättes via bottenskrapans utlopp C. Resterande mängd tillsättes utloppen A runt kokaren. 0241se3.doc 20 25 30 526 275 l; I figur 5 visas schematiskt vad som sker i omrâdet runt bottenskrapan och dess ena arm 6a (gäller även för andra armen 6b). Den kokade flisen i flispelaren utgöres av sammanpressade flisbitar Ch, som trots att de blivit upplösta och delignifierade under kokprocessen håller samman relativt väl.

Någon egentlig sammanblandning av ceilulosafibrer från olika flisbitar har i allt väsentligt inte skett ovanför bottenskrapans arm 6a, då någon egentlig mekanisk bearbetning/blandning inte skett av flispelaren .

Under rotationen av bottenskrapan så kommer armen att skala av mot den sjunkande flispelaren och de kokade flisbitarna slås sönder i mindre bitar vilka omblandas med andra söderslagna flisbitar. Det är först under bottenskrapans arm som flisbitarna bildar en första blandning av cellulosamassa P. Det har visat sig att cellulosamassans styrka påverkas negativt om den mekaniskt bearbetas vid hög konsistens. l enlighet med uppfinningen så garanteras att lägsta möjliga konsistens etableras i direkt anslutning till bottenskrapans arm, där denna gàri ingrepp mot den sjunkande flispelaren. Om huvuddelen av den spädvätska som tillsättes kokarens botten tillsättes via bottenskrapans armar i utloppen C så kan denna mekaniska påverkan på fibrer ske vid optimal låg konsistens. l enlighet med uppfinningen sker företrädesvis huvuddelen, dvs mer än 50%, av tillsättningen av spädvätska via armen 6a/6b pä armens uppströmssida (sett i rotationsriktningen ROT), dvs den sida av armen som skalar av mot den sjunkande flispelaren, såsom visas i figurerna 6a-6b, vilka visar alternativa utföringsformer på bottenskrapans arm 6a sett i tvärsnittet A-A i figur 5.

I figur 6a är armen 6a försedd med tva plattformade utspráng 30 vilka sticker ut från skrapans övre och undre sida pà ömse sidor om utloppet 32. Tillförd vätska matas ut genom armen via en fördelningskanal 31, till vilken kanal 31 är anordnat utlopp 32. Utloppen kan vara utförda som borrningar eller plattformade kanaler som har sin längsta utsträckning längs med armen.

Tillförd vätska fyller då ut utrymmet mellan utsprången 30 så att en vätskekudde utbildas. 024 1 se3 .doc 20 25 30 526 275 l I figur 6b användes bara ett plattformat utsprång 30 på armens övre sida där armen på uppströmssidan är avfasad ner mot kokarbotten. Även här finns en fördelningskanal 31 med därtill anslutna utlopp 32.

I figur 6c visas en tredje variant där armens uppströmssida är avrundad och där ett flertal utlopp är anordnade på armens framkant. Ett antal utlopp kan vara riktade uppåt, nedåt samt parallellt med rotationsriktningen.

Lämpligen sker även en viss tillsättning, typiskt mindre än 50%, av spädvätska på armens nerströmssida, genom indikerade borrningar 33 i bottenskrapan. Denna tillsättningsposition är den konventionella metoden för tillsättning av spädvätska genom bottenskrapan.

All annan tillförsel av spädvätska genom kokarens väggar medför att spädvätskan tillsättes mot flispelaren utan att det är någon mekanisk bearbetning/omröring i direkt anslutning till tillförseln. Om man använder en konventionell tvåarmad (6a,6b) bottenskrapa så kommer huvuddelen av det tillsatta flödet att göras utan att bottenskrapan är nân/arande, då bottenskrapan under rotationen endast är nära utloppet två gånger per varv (för en tväarmsskrapa). Bottenskrapan roterar relativt långsamt med ett van/tal på 2-10 rpm, vilket medför att stora volymer spädvätska kommer att tillföras flispelaren utan direkt assistans av mekanisk omröring, vilket lätt medför att kanalbildning kan etableras.

Gemensamt med alla visade utföringsformer i figur 2-4 är att utloppen är anordnade i ett flertal utlopp anordnade pà bottenskrapans arm, där minst ett utlopp är anordnat mindre än 5 decimeter från armens yttre ände och eventuella övriga utlopp arrangerade längs armen med mindre än 10 decimeters avstånd mellan varje utlopp. Viktigt är att distribution av spädvätska sker långt ut på armen där denna har högst relativ hastighet mot flispelaren. Som indikeras i figur 5 så kan utloppen 32 arrangeras så att flödet ut från armen ökar med avståndet från rotationscentrum CC på bottenskrapan. Företrädesvis arrangeras utloppen så att flödet ut genom utloppen ökar proportionellt med kvadraten på avståndet från rotationscentrum CC, då volymen av flis som skrapan sveper över ökar med kvadraten på avståndet från rotationscentrum CC. 024 1 se3 .doc 20 526 275 3 Den mängd vätska som tillföres den kokade flisen via utlopp anordnade på bottenskrapan överstiger minst 3 m3 per ton massa, och företrädesvis överstiger minst mellan 3-7 m3 per ton massa (3-6 m3 per ADT massa).

Normalt tillföres till botten av kokaren så stora mängder som 7-14 m3 per ton massa, vilket medför att en variant motsvarande figur 2 kräver mycket stor kapacitet på befordran av vätska i skrapan.

I en extrem utföringsform av uppfinningen, motsvarande figur 2, tillsättes all vätska som tillsättes kokaren under den nedersta silen av den vätska som tillsättes genom utlopp anordnade på bottenskrapan.

Fördelaktigast är dock att en viss minsta mängd Omar, typiskt 20%, och maximalt 50% tillsättes via utlopp anordnade i kokarens hölje under den nedersta silen 1, där minst 20% av den förbestämda mängden QTOT tillsättes genom utlopp anordnade på en nivå över eller lika med högsta nivån för bottenskrapans arm. Denna mängd utgör till del den mängd som i motström dras upp genom flispelaren till silen 1, för erhållande av motströmstvätt. l vissa applikationer kan 0-50% av den förbestämda mängden QTQT tillsättes genom utlopp anordnade pà en nivå under nivån för bottenskrapans arm, och företrädesvis i kokarens bottenvägg, vilket motsvarar utloppen B i figurerna. 0241sc3.doc

Claims (1)

1. 20 25 30 526 275 fi PATENTKRAV . Förfarande för utmatning av flis frän botten på en kontinuerlig kokare där huggen cellulosaflis kokas vid koktemperatur i området 130-170°C i syfte att upplösa och delignlfiera cellulosaflisen, och där kokaren i botten är försedd med en nedersta avdragssil anordnad i kokarens vägg ovanför kokarens botten, vilken nedersta avdragssil drar av kokvätska fràn kokarens inre, och där kokaren är försedd med en roterande bottenskrapa med åtminstone en arm vilken sveper över kokarens botten under omröring samt utmatning av kokad flis mot ett utlopp i kokarens botten, och där vätska tillföres kokarens botten i en position under den nedersta silen med en förbestämd mängd QTQT, vilken tillförd mängd medför att den kokade flisen i kokaren utspådes till en koncentration i området 8-15°/°, företrädesvis 10-t2%, inför utmatning i kokarens utlopp, där minst 50% av den förbestämda mängden QTOT tillföres den kokade flisen genom utlopp anordnade pà bottenskrapans arm, och där mer än 50% av den vätska som tillsättes via bottenskrapan tillsättes via utlopp anordnade pà bottenskrapans uppströmssida sett i skrapans rotationsriktning k ä n n e t e c k n a t av att tillförseln av vätska sker via ett flertal utlopp anordnade pä bottenskrapans arm, och där flödet av vätska ut från armen ökar proportionellt mot kvadraten pà avståndet från bottenskrapans rotationsaxel CC. . Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n at av att tillförseln av vätska sker via ett flertal utlopp anordnade på bottenskrapans arm, där minst ett utlopp är anordnat mindre än 5 decimeter fràn armens yttre ände och övriga utlopp arrangerade längs armen med mindre än 10 decimeters avstånd mellan varje utlopp. . Förfarande enligt nägot av föregående krav k ä n n e t e c k n at av att den mängd som tillföres den kokade flisen via utlopp anordnade på 024 1se3 .doc 20 25 526 275 /0 bottenskrapan överstiger 3 m3 per ton massa, och företrädesvis överstiger mellan 3-7 m3 per ton massa (3-7 m3 per ADT massa). . Förfarande enligt krav 3 k ä n n e t e c k n at av att all vätska motsvarande den förbestämda mängden Orm som tillsättes kokaren under den nedersta silen tillsättes genom utlopp anordnade pà bottenskrapan. . Förfarande enligt krav 3 k ä n n e t e c k n at av att en delvolym QpAnT på 20-50% av den förbestämda mängden QTOT tillsättes via utlopp anordnade i kokarens hölje under den nedersta silen. . Förfarande enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a t av att minst 20% av den förbestämda mängden Qfoïtillsättes genom utlopp anordnade på en nivå över eller lika med högsta nivån för bottenskrapans arm. _ Förfarande enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a t av att 0-50% av den förbestämda mängden Orm tillsättes genom utlopp anordnade på en nivå under nivån för bottenskrapans arm, och företrädesvis i kokarens bottenvägg. . Förfarande enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a t av att 0-30% av den förbestämda mängden QTOT tillsättes genom utlopp anordnade på en nivå under nivån för bottenskrapans arm, och företrädesvis i kokarens bottenvägg. 0241se3.doc