SE527127C2 - Process and apparatus for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill - Google Patents

Process and apparatus for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill

Info

Publication number
SE527127C2
SE527127C2 SE0500154A SE0500154A SE527127C2 SE 527127 C2 SE527127 C2 SE 527127C2 SE 0500154 A SE0500154 A SE 0500154A SE 0500154 A SE0500154 A SE 0500154A SE 527127 C2 SE527127 C2 SE 527127C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
bark
wood
recovery boiler
process according
fuel
Prior art date
Application number
SE0500154A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0500154L (en
Inventor
Keijo Imelaeinen
Original Assignee
Metsae Botnia Ab Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metsae Botnia Ab Oy filed Critical Metsae Botnia Ab Oy
Publication of SE0500154L publication Critical patent/SE0500154L/en
Publication of SE527127C2 publication Critical patent/SE527127C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/005Rotary drum or kiln gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/463Gasification of granular or pulverulent flues in suspension in stationary fluidised beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/86Other features combined with waste-heat boilers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12Combustion of pulp liquors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/04Heat supply by installation of two or more combustion apparatus, e.g. of separate combustion apparatus for the boiler and the superheater respectively
    • F22B31/045Steam generators specially adapted for burning refuse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • C10J2300/0909Drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • C10J2300/092Wood, cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606Combustion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1687Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/40Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

The invention relates to a process and apparatus for the production of thermal and electric energy in a pulp mill, in particular a sulfate pulp mill, according to which process and waste liquor of the cellulose pulp cooking liquor is concentrated, and this concentrated liquor is burned in the recovery boiler in the presence of biogenic fuels, in which case the thermal energy is recovered from the flue gases from the combustion, and this thermal energy is, when so desired, converted to electric energy. According to the invention, the biogenic fuel used is wood bark or similar waste wood, which is dried to a moisture content below 30%, whereafter it is gasified to fuel gas, which is fed into the recovery boiler. The process according to the invention makes the acquisition of a separate bark boiler in pulp mills completely unnecessary, which significantly lowers the investment costs. The process simplifies the apparatus, its operation and maintenance, and improves energy efficiency.

Description

som ett fast material i barkkokaren (härefter “barkkokare”). l da- gens sulfatpappersmassefabriker utnyttjas också för energipro- duktion slam som återvunnits från reningen av avbarkningsan- läggningscirkulationsvattnet och avloppsvatten, överflödigt slam från den biologiska behandlingsprocessen av avloppsvatten, så- väl som starka och förtunnade luktgaser, och metanol i vätske- form, så väl som, vid sidan av parallell produktion, till en del tall- såpa, tallolja, björkolja och rå terpentin. Det används redan avancerade system, i vilka överflödigt slam, starka och förtunna- de luktgaser och metanol bränns i sodaåtervinningspannan. as a solid in the bark cooker (hereinafter "bark cooker"). Today's sulphate pulp mills also use for energy production sludge recovered from the treatment of debarking circulating water and wastewater, excess sludge from the biological treatment process of wastewater, as well as strong and dilute odor gases, and methanol odor gas, as, in addition to parallel production, to some pine soap, pine oil, birch oil and crude turpentine. Advanced systems are already used, in which excess sludge, strong and dilute odor gases and methanol are burned in the soda recovery boiler.

Värmen som genereras i sodaåtervinningspannan, respektive i barkkokaren, återvinns genom generering av en överhettad högtrycksånga i kokaren, vilken överförs till en ängturbin för pro- duktion av elektricitet. Ångan lämnar turbinen i form av så kallad mottrycksånga, eller spillånga, och dess värmeinnehàll utnyttjas som processànga i pappersmassefabriken på ställen där ånga används, eller i produktionen av kondensationselektricitet. Om pappersmassefabriken är integrerad i en pappersfabrik produce- ras i allmänhet inte överflödig termisk energi.The heat generated in the soda recovery boiler and in the bark boiler, respectively, is recovered by generating an overheated high-pressure steam in the boiler, which is transferred to a meadow turbine for the production of electricity. The steam leaves the turbine in the form of so-called back-pressure steam, or waste steam, and its heat content is used as process steam in the pulp mill at places where steam is used, or in the production of condensation electricity. If the pulp mill is integrated in a paper mill, excess thermal energy is generally not produced.

En modern sulfatpappersmassefabrik producerar ånga till turbin- anläggningen genom förbränning av alkali från sodaåtervinnings- pannan i en sådan utsträckning att andelen av mottrycksvärme och elektricitet överstiger värme- och elektricitetskonsumtionen hos fabriken självt, och en del av mottrycksvärmen måste använ- das för produktion för att nå en jämviktssituation mellan energi- produktion och konsumtion, varvid kondensationselektricitet i en kondenseringssektion tillförs mottrycksturbinen. Med detta menas att för att tillfredsställa dess värme och energibehov behöver pa- ppersmassefabriken inte en barkkokare, eller värme producerad däri medelst bark. l detta avseende är bark ett överflödigt bräns- le för pappersmassefabriken, och en barkkokare är en onödig in- vestering. Värdet av bark som säljs till utomstående användare reduceras väsentligt på grund av kostnaderna som uppstår i samband med dess transport.A modern sulphate pulp mill produces steam for the turbine plant by burning alkali from the soda recovery boiler to such an extent that the proportion of back-pressure heat and electricity exceeds the heat and electricity consumption of the factory itself, and part of the back-pressure heat must be used for production. an equilibrium situation between energy production and consumption, whereby condensing electricity in a condensing section is supplied to the back-pressure turbine. This means that in order to satisfy its heat and energy needs, the pulp mill does not need a bark boiler, or heat produced therein by means of bark. In this respect, bark is a superfluous fuel for the pulp mill, and a bark boiler is an unnecessary investment. The value of bark sold to outside users is significantly reduced due to the costs incurred in connection with its transport.

Trots den överflödiga värmeproduktionen som beskrivs ovan an- vänds emellertid fossila bränsle i en pappersmassefabrik för re- generering av kalk som används i förberedelsen av koknings- vätskan; denna regenerering utförs vid en temperatur över 1000°C i kalkmesaugnen (trumbrännugn).However, despite the excess heat production described above, fossil fuels are used in a pulp mill for the regeneration of lime used in the preparation of the cooking liquid; this regeneration is carried out at a temperature above 1000 ° C in the lime kiln (drum kiln).

Torkad bark och sågdamm förgasades till rökgas (härefter gene- rellt kallad "rökgas”) så tidigt som tidigt 1980-tal, för användning som rökgas i kalkmesaugnen för att ersätta användning av fossi- la bränslen. Endast ett fåtal förbränningsanläggningar byggdes på grund av ett starkt och långvarigt fall i marknadspriserna på råolja.Dried bark and sawdust were gasified to flue gas (hereinafter generally referred to as "flue gas") as early as the early 1980s, for use as flue gas in the lime kiln to replace the use of fossil fuels.Only a few incinerators were built due to a strong and long-term fall in market prices for crude oil.

Den uppnådda ökningen i avkastningen hos kokningen, nyligen gjorda modifieringar hos kokningen, införandet av syrablekning och länkningen av blekningsfiltrat inom återvinningscykeln har reducerat kalorivärdet hos bränslet, koncentrerade vätskor, hos sodaåtervinningspannan. Samtidigt har styrningen av förhållan- dena, och utsläppen hos förbränningen, ökat i svårighet i takt med den ökande kokarstorleken. Ökningen av mängden torrt ma- terial i den koncentrerade vätskan och nya förbränningsluftdistri- butionssystem har endast delvis löst dessa problem.The increase in the yield of the boiling, recent modifications of the boiling, the introduction of acid bleaching and the linking of bleaching filtrates within the recycling cycle have reduced the calorific value of the fuel, concentrated liquids, of the soda recovery boiler. At the same time, the control of the conditions, and the emissions from the combustion, have increased in difficulty in step with the increasing boiler size. The increase in the amount of dry matter in the concentrated liquid and new combustion air distribution systems have only partially solved these problems.

Från patentlitteraturen är det känt med olika nya möjligheter för exploatering av de intraprocessbiogena bränslena vid pappers- massekokning. Finskt patent nr. 102395 visar en metod vars principiella ändamål är att komplettera den idag använda soda- återvinningsprocessen genom att använda den kända separata överhettningskokningsteknologin, vilken innebär att förbrän- ningsgasen erhålls genom förgasning av en del av den koncent- rerade vätskan. Förbränningsgasen renas innan den matas till överhettningskokaren, för att på så sätt minska alkalinivån och att förhindra nedsmutsning av överhettningskokaren. Ändamålet med metoden enligt den finska publicerade patentan- sökan nr. 82494, är att helt och hållet ersätta den nuvarande för- bränningsprocessen med en ny förfinad process, vari vätskan för- 'É-T” 127 gasas i en trycksatt förgasningsreaktor och förbränningsgasen bildas från den oorganiska materialdelen, och gasen som bildas från den oorganiska materialdelen borttages från förgasningsre- aktorn. Gasen kyls och renas, och smältan löses för att kunna föras vidare till processen för preparering av alkalikokningsväts- kor. Den renade gasen bränns för att producera ånga och elektri- citet i en så kallad ”gasturbin/gasturbinscykel”. Vad som avses är således en process baserad på trycksatt förgasning och gastur- binteknologi.From the patent literature, various new possibilities are known for the exploitation of the intra-process biogenic fuels in pulp boiling. Finnish patent no. 102395 shows a method whose principal purpose is to supplement the soda recovery process used today by using the known separate superheat boiling technology, which means that the combustion gas is obtained by gasifying a part of the concentrated liquid. The combustion gas is purified before being fed to the superheater, in order to reduce the alkali level and to prevent soiling of the superheater. The purpose of the method according to the Finnish published patent application no. 82494, is to completely replace the current combustion process with a new refined process, in which the liquid is gasified in a pressurized gasification reactor and the combustion gas is formed from the inorganic material part, and the gas formed from the inorganic material part removed from the gasification reactor. The gas is cooled and purified, and the melt is dissolved so that it can be passed on to the process for preparing alkali boiling liquids. The purified gas is burned to produce steam and electricity in a so-called “gas turbine / gas turbine cycle”. What is meant is thus a process based on pressurized gasification and gas turbine technology.

En liknande lösning visas i den finska publicerade patentansökan nr. 91172 som berör en process i vilken vätska sönderdelas ter- miskt i en trycksatt reaktor vid så låg temperatur att ingen smälta bildas. Processen utnyttjar rökgas erhållen från svartlut i en gas- turbin; den termiska energin som finns i dess utträdesgaser ut- nyttjas i en rökgaskokare, varvid en del av rökgasen också kan användas för produktion av högtrycksånga. Uttrådesgaserna hos rökgaskokaren överförs till en bränsletork, där till exempel bark torkas som sedan förgasas under tryck. Gasen kan utnyttjas för att överhetta ångan (omedelbar överhettning). De renade gaser- na kombineras med gaser från den termiska sönderdelningen av svartlut för att sedan överföras till gasturbinen. Detta fall avser också en process baserad på trycksatt förgasning som ersätter den för närvarande använda sodaàtervinningskokningsproces- sen.A similar solution is shown in the Finnish published patent application no. 91172 which relates to a process in which liquid is thermally decomposed in a pressurized reactor at such a low temperature that no melt is formed. The process uses flue gas obtained from black liquor in a gas turbine; the thermal energy contained in its exhaust gases is utilized in a flue gas boiler, whereby part of the flue gas can also be used for the production of high-pressure steam. The exhaust gases from the flue gas boiler are transferred to a fuel dryer, where, for example, bark is dried which is then gasified under pressure. The gas can be used to superheat the steam (immediate overheating). The purified gases are combined with gases from the thermal decomposition of black liquor and then transferred to the gas turbine. This case also concerns a process based on pressurized gasification which replaces the currently used soda recovery boiling process.

En tredje gasturbinprocess visas i den finska publicerade patent- ansökan nr. 84516. Ändamålet med denna kända process är att ändra förhållandet av värmeproduktion till elektrisk produktion i en sulfatpappersmassefabrik så att sulfatpappersmasseproces- sen blir självförsörjande med avseende på elektricitet, utan att för den delen producera mer ånga än den egna behovet. Det fö- reslås att endast ett ångbehov motsvarande värmekonsumtionen hos anläggningen, körs genom ångturbinen hos pappersmasse- fabriken, och att överskottsånga används, företrädesvis i sin hel- het, som injektionsånga i gasturbinen för att på så sätt öka dess effektivitet. (51 FO \\'l ...x PO ä! Gasturbinprocessen som nämnts ovan är inte lätt att implemente- ra i praktiken, eftersom det i praktiken är omöjligt att fortsätta Tomiinson processen med förgasning av svartlut på grund av svårigheter i samband med trycksatt förgasning och på grund av de höga finansiella risker som förknippas med införande av ny teknologi, även inom ett mellanområde.A third gas turbine process is shown in the Finnish published patent application no. 84516. The purpose of this known process is to change the ratio of heat production to electrical production in a sulphate pulp mill so that the sulphate pulp process becomes self-sufficient in electricity, without producing more steam than its own needs. It is proposed that only a steam demand corresponding to the heat consumption of the plant is run through the steam turbine at the pulp mill, and that excess steam is used, preferably in its entirety, as injection steam in the gas turbine in order to increase its efficiency. (51 FO \\ 'l ... x PO ä! The gas turbine process mentioned above is not easy to implement in practice, as it is in practice impossible to continue the Tomiinson process with gasification of black liquor due to difficulties associated with pressurized gasification and due to the high financial risks associated with the introduction of new technology, even in an intermediate area.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att eliminera nackde- larna i samband med teknikens ståndpunkt, och att tillhandahål- la, speciellt för nya men också för äldre, pappersmassefabriker, ett lämpligt alternativ som gör det möjligt att exploatera all bar- ken och andra, från trä härledda, bränslen som produceras i fa- briken och, om så behövs, hämtade utifrån för att effektivt an- vändas i energiproduktion.An object of the present invention is to eliminate the disadvantages associated with the state of the art, and to provide, especially for new but also for older, pulp mills, a suitable alternative which makes it possible to exploit all the bark and others, from wood derived, fuels produced in the factory and, if necessary, sourced from outside for efficient use in energy production.

Uppfinningen baseras på idén att bark och annat spillträ torkas till ett torrt materialinnehåll på över 70%, och att den torkade barken förgasas i form av rökgas. En väsentlig andel av rökga- sen förbränns för att producera ytterligare värme i återvinnings- pannan, och om så önskas bränns en del i någon annan enhet av fabriken som behöver extra bränsle, såsom kalkmesaugnen hos en sulfatfabrik för att producera kalkslamäterbränningsàtervin- ningsvärme. Om det är möjligt att använda till exempel tallolje- beck eller tallolja vid kalkåterbränning, förbränns rökgaserna i sin helhet i sodaåtervinningspannan.The invention is based on the idea that bark and other waste wood are dried to a dry material content of over 70%, and that the dried bark is gasified in the form of flue gas. A significant proportion of the flue gas is burned to produce additional heat in the recovery boiler, and if desired, a part is burned in another unit of the factory that needs extra fuel, such as the lime kiln at a sulphate factory to produce lime sludge burning recovery heat. If it is possible to use, for example, tall oil pitch or tall oil for lime reburning, the flue gases are burned in their entirety in the soda recovery boiler.

Rökgasen som produceras av processen enligt uppfinningen kan användas för att öka värdena hos den överhettade ångan som produceras av återvinningspannan, så att de närmare sig dem i dagens kraftanläggningskokare, för att på så sätt förbättra av- kastningen av elektricitet. För att undvika korrosionsproblem i återvinningspannan är det att föredra att utföra detta steg i en separat överhettningskokare, som också kan fungera som en så kallad förkammare till återvinningspannan. I detta fall överförs avgaserna från överhettningskokaren till återvinningspannan för att återvinna värme. Det är också möjligt att utföra överhettning- “_77 en av den producerade ångan i sin helhet med användning av förbränningsgaserna som produceras vid den separata bränning- en av rökgas. Avgaserna från den separata förbränningen som utförs i överhettningskokaren, eller i förkammaren hos återvin- ningspannan, överförs efter överhettningen till kondenseringsde- len hos återvinningspannan.The flue gas produced by the process according to the invention can be used to increase the values of the superheated steam produced by the recovery boiler, so that they approach them in today's power plant boilers, in order thus to improve the return on electricity. To avoid corrosion problems in the recovery boiler, it is preferable to perform this step in a separate superheater, which can also function as a so-called antechamber of the recovery boiler. In this case, the exhaust gases are transferred from the superheater to the recovery boiler to recover heat. It is also possible to carry out the overheating of the steam produced in its entirety using the combustion gases produced by the separate flue gas combustion. The exhaust gases from the separate combustion carried out in the superheater, or in the antechamber of the recovery boiler, are transferred after the overheating to the condensing part of the recovery boiler.

Uppfinningen har således inte som ändamål att ersätta den be- fintliga sodaåtervinningskokarprocessen (Tomlins process), så- som är fallet i de tidigare nämnda referenserna, utan ett biogent bränsle förgasas och bränns i direkt kontakt med förbränningen av koncentrerad vätska enligt Tomlins process i en sodaåtervin- ningspanna. Företrädesvis torkas bark med användning av för- bränningsgaserna hos sodaåtervinningspannan. l detta fall an- vänds för torkningen till exempel en torkningsenhet gjord av en flerstegskaskadtorkare. Utträdesänden hos denna enhet ansluts till en förgasare som producerar en rökgas som kan - möjligen efter rening - matas in i återvinningspannan.The object of the invention is thus not to replace the existing soda recovery boiler process (Tomlin's process), as is the case in the previously mentioned references, but a biogenic fuel is gasified and burned in direct contact with the combustion of concentrated liquid according to Tomlin's process in a soda recovery. - ningspanna. Preferably, bark is dried using the combustion gases of the soda recovery boiler. In this case, for drying, for example, a drying unit made of a multi-stage cascade dryer is used. The outlet end of this unit is connected to a carburettor which produces a flue gas which can - possibly after purification - be fed into the recovery boiler.

I synnerhet kännetecknas processen enligt uppfinningen i huvud- sak av vad som framgår av den kännetecknande delen av krav 1.In particular, the process according to the invention is characterized mainly by what appears from the characterizing part of claim 1.

Processen enligt uppfinningen för användning av en sulfatfabrik för produktionen av termisk och elektrisk energi kännetecknas för sin del av vad som framgår av den kännetecknade delen av krav 9.The process according to the invention for using a sulphate plant for the production of thermal and electrical energy is characterized for its part by what appears from the characterized part of claim 9.

Apparaten enligt uppfinningen kännetecknas av vad som framgår av den kännetecknande delen av krav 19.The apparatus according to the invention is characterized by what appears from the characterizing part of claim 19.

Betydande fördelar uppnås med uppfinningen. Uppfinningen är speciellt applicerbar på sulfatprocessen, men kan också applice- ras på sodaprocessen, sulfitprocessen, polysulfidprocessen och olika organosolvprocesser. Uppfinningen och dess fördelar be- skrivs mer i detalj särskilt i termer av sulfatprocessen, men mot- svarande fördelar kan också erhållas i andra kommersiella pro- cesser.Significant advantages are achieved with the invention. The invention is particularly applicable to the sulphate process, but can also be applied to the soda process, the sulphite process, the polysulphide process and various organosolv processes. The invention and its advantages are described in more detail, especially in terms of the sulphate process, but corresponding advantages can also be obtained in other commercial processes.

Ef-É? 127 l nya pappersmassefabriker gör processen inköpet av en separat barkkokare helt onödig; vilket avsevärt minskar investeringskost- naderna. Processen förenklar utrustningen, dess handhavande och underhåll, samt förbättrar energieffektiviteten. l en ny sulfat- pappersmassefabrik behövs en 10 - 20% högre termisk energi- produktionskapacitet i sodaåtervinningspannan. l äldre pappers- massefabriker kan processen implementeras i samband med större grundläggande reparationer.Ef-É? 127 l of new pulp mills make the process of purchasing a separate bark boiler completely unnecessary; which significantly reduces investment costs. The process simplifies the equipment, its operation and maintenance, and improves energy efficiency. A new sulphate pulp mill needs a 10 - 20% higher thermal energy production capacity in the soda recovery boiler. In older pulp mills, the process can be implemented in connection with major basic repairs.

Eftersom föreliggande process kännetecknas av att fossila bräns- len i en pappersmassefabrik endast används i samband med stängning, uppstart och i störningssituationer hos fabriken, kom- mer koldioxidutsläppen från fossila ursprung, vilka verkar nedbry- tande på atmosfären och orsakar den så kallade växthuseffekten, att förbli mycket låga, trots att energieffektiviteten och kostnads- effektiviteten förbättras avsevärt.Since the present process is characterized by the fact that fossil fuels in a pulp mill are only used in connection with closure, start-up and in disturbance situations at the factory, the carbon dioxide emissions come from fossil sources, which have a degrading effect on the atmosphere and cause the so-called greenhouse effect. remain very low, despite significant improvements in energy efficiency and cost-effectiveness.

Främmande substanser skadliga för pappersmasseprocessen, såsom silikon, aluminium, klorin och kalium, vilka kan koncentre- ras i alkalicykeln, förs bort med trämaterialet och således också med barken. En förgasningsteknologi i vilken askan kan separe- ras, och reningen och förbränningen av rökgasen i kalkmesaug- nen ochleller sodaàtervinningspannan ger en god möjlighet att begränsa inträdet av de tidigare nämnda skadliga substanser in l processen.Foreign substances harmful to the pulp process, such as silicone, aluminum, chlorine and potassium, which can be concentrated in the alkali cycle, are removed with the wood material and thus also with the bark. A gasification technology in which the ash can be separated, and the purification and combustion of the flue gas in the lime kiln and / or soda recovery boiler provide a good opportunity to limit the entry of the previously mentioned harmful substances into the process.

Torkad bark kan användas i energiproduktionen hos pappers- massefabriken som sådan, till exempel behandlad (krossad, mald, etc.), och då kan det màlsatta slutliga fuktighetsinnehållet vara högre (25 - 35 %). Användningen inkluderar äldre barkkoka- re och kalkmesaugnen, såväl som sodaåtervinningspannan, om avskiljningen av skadliga främmande substanser från alkalicykeln kan implementeras.Dried bark can be used in the energy production of the pulp mill as such, for example treated (crushed, ground, etc.), and then the target final moisture content can be higher (25 - 35%). The use includes older bark cookers and the lime kiln, as well as the soda recovery boiler, if the separation of harmful foreign substances from the alkali cycle can be implemented.

Användningsområdet för uppfinningen täcker, förutom spillveds- bränsle producerat vid en pappersmassefabrik, bränsle härstam- 527 127 mande från trä, eller motsvarar bränsle erhållet från en träpro- duktionskedja utanför fabriken, eller separat bränsleproduktion.The field of application of the invention covers, in addition to waste firewood fuel produced at a pulp mill, fuel originating from wood, or corresponds to fuel obtained from a wood production chain outside the factory, or separate fuel production.

Torv behandlad på ovan beskrivna sätt är också lämpligt att an- vända som bränsle. lnförskaffandet av en barkkokare för en pappersmassefabrik kos- tar, beroende av storleken på fabriken, 20 - 30 miljoner euro.Peat treated in the manner described above is also suitable for use as fuel. The acquisition of a bark boiler for a pulp mill costs, depending on the size of the plant, EUR 20-30 million.

Den kräver personal för hantering och underhåll, såväl som ma- terial för dess användning och underhåll för att kunna fungera.It requires personnel for handling and maintenance, as well as materials for its use and maintenance in order to function.

Den ytterligare investering som krävs för en pappersmassefabrik enligt processen, baserad på förgasning, kommer att vara unge- fär hälften av investeringen i en barkkokare. Hanterings- och un- derhållskostnader för sodaåtervinningspannan kommer inte att öka som en följd av på förändringen. Hanteringen av torkningen av barken kräver ingen särskild personal. Kostnaderna för un- derhåll av torknings- och förgasningsapparaten blir klart lägre än motsvarande kostnader för barkkokaren.The additional investment required for a pulp mill according to the process, based on gasification, will be about half of the investment in a bark boiler. Handling and maintenance costs for the soda recovery boiler will not increase as a result of the change. The handling of the drying of the bark does not require any special staff. The costs for maintenance of the drying and gasification apparatus will be clearly lower than the corresponding costs for the bark cooker.

Effekten av processen enligt uppfinningen på belastningen av miljön beror på vilka förhållanden som systemet appliceras på.The effect of the process according to the invention on the load on the environment depends on the conditions to which the system is applied.

Den största förbättringen erhålls om den tunga bränsleoljan hos kalkmesaugnen ersätts, i enlighet med processen, med rökgas (approximativt 45 %) och resten bränns i sodaàtervinningsbrän- naren (approximativt 55 %). l en modern pappersmassefabrik be- tyder detta årligen att approximativt 20.000 ton ersätts med rök- gas. På en årsbasis betyder detta approximativt 17.500 ton mind- re av skadliga koldioxidutsläpp, och om naturgas ersätts betyder det approximativt 12.500 ton per år. Väsentligt är också den för- bättring av styrningen av förbränningen i sodaåtervinningspan- nan, i jämförelse med tidigare, som åstadkoms tack vare den ökade värmeeffekten, som i sin tur gör det möjligt att minska skadliga utsläpp, och å andra sidan att öka enhetens storlek vil- ket förbättrar ekonomin.The greatest improvement is obtained if the heavy fuel oil in the lime kiln is replaced, in accordance with the process, with flue gas (approximately 45%) and the rest is burned in the soda recovery burner (approximately 55%). In a modern pulp mill, this means that approximately 20,000 tonnes are replaced with flue gas annually. On an annual basis, this means approximately 17,500 tonnes less harmful carbon dioxide emissions, and if natural gas is replaced, it means approximately 12,500 tonnes per year. Significant is also the improvement in the control of the combustion in the soda recovery boiler, compared to before, which is achieved thanks to the increased heat effect, which in turn makes it possible to reduce harmful emissions, and on the other hand to increase the size of the unit. ket improves the economy.

En modern pappersmassefabrik (600.000 Adtld) producerar vid ett jämviktstillstànd av värmeproduktion och drift, 35 - 40 MW 527 127 elektricitet utöver sitt eget behov. Om approximativt 55 % av ovan nämnda gas överförs till sodaåtervinningspannan för för- bränning och den ökande ångan överförs till kondenseringsdelen av turbinen, kommer överskottet av elektricitet att vidare stiga med approximativt 10 MW, och ännu mer om en separat över- hettningskokare används. Enligt uppfinningen är det därför för- delaktigt att överföra åtminstone approximativt 40% av gasen till återvinningspannan.A modern pulp mill (600,000 Adtld) produces at an equilibrium state of heat production and operation, 35 - 40 MW 527 127 electricity in addition to its own needs. If approximately 55% of the above gas is transferred to the soda recovery boiler for combustion and the increasing steam is transferred to the condensing part of the turbine, the excess electricity will increase by approximately 10 MW, and even more if a separate superheater is used. According to the invention, it is therefore advantageous to transfer at least approximately 40% of the gas to the recovery boiler.

Ovanstående uppfinning kommer att diskuteras nedan med hjälp av en detaljerad beskrivning med referens till bifogade ritningar.The above invention will be discussed below by means of a detailed description with reference to the accompanying drawings.

Figur 1 visar ett översiktligt schemat av den första utföringsfor- men av uppfinningen, och Figur 2 visar det detaljerade processflödesschemat för förgas- ningsprocessen hos uppfinningen.Figure 1 shows an overview diagram of the first embodiment of the invention, and Figure 2 shows the detailed process flow diagram for the gasification process of the invention.

Såsom noterades ovan är sodaåtervinningspannan, tillsammans med ångkokaren, en viktig kemisk reaktor för driften hos pap- persmassefabriken; detta har konventionellt begränsat dess an- vändning som en plats för brännbara material, andra än svartlut.As noted above, the soda recovery boiler, together with the steam boiler, is an important chemical reactor for the operation of the pulp mill; this has conventionally limited its use as a site for combustible materials, other than black liquor.

Främmande substanser som inträder i den kemiska cykeln till- sammans med bränslet är skadliga för återvinningen av de ko- kande kemikalierna. Av bränslet till kalkmesaugnen krävs, förut- om att det ska vara rent, att det också har en tillräckligt varm låga.Foreign substances that enter the chemical cycle together with the fuel are harmful to the recycling of the boiling chemicals. In addition to being clean, the fuel for the lime kiln must also have a sufficiently warm flame.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls en process i vilken barken, och annat spillträ som produceras i fabriken, kan utnytt- jas effektivt för energiproduktion. Enligt uppfinningen torkas bark, och annat spillträ som produceras i fabriken, medelst förbrän- ningsgaser och/eller ånga till ett fuktinnehàll under 30°/°, och för- gasas och renas för att motsvara renhetskraven för den avsedda användningen. Gasen överförs till återvinningsenheten för kemi- kalierna från pappersmassekokningen, där den bränns tillsam- mans med koncentrerad vätska som erhållits från spillvätskan från kokningen.According to the present invention, a process is provided in which the bark, and other waste wood produced in the factory, can be used efficiently for energy production. According to the invention, bark and other waste wood produced in the factory are dried by means of combustion gases and / or steam to a moisture content below 30 ° / °, and gasified and purified to meet the purity requirements for the intended use. The gas is transferred to the recovery unit for the chemicals from the pulp boiling, where it is burned together with concentrated liquid obtained from the waste liquid from the boiling.

Företrädesvis torkas barken, eller barkresterna, till ett fuktinne- håll som är mindre än 20 vikt%, varefter den förgasas, och åt- minstone 40 volym% av gasen som produceras på så sätt matas till àtervinningspannan. Aska separeras från rökgasen innan ga- sen matas in i återvinningspannan.Preferably, the bark, or bark residues, are dried to a moisture content of less than 20% by weight, after which it is gasified, and at least 40% by volume of the gas thus produced is fed to the recovery boiler. Ash is separated from the flue gas before the gas is fed into the recovery boiler.

Värmen som produceras med användning av rökgas kan till ex- empel användas för överhettning av ångan från sodaåtervin- ningsenheten i en överhettningskammare separerad från rökga- serna hos sodaåtervinningspannan.The heat produced using flue gas can, for example, be used to superheat the steam from the soda recovery unit in an overheating chamber separated from the flue gases of the soda recovery boiler.

Spillträet som används i uppfinningen är barkspill, barkinnehål- lande slam, fiberslam, kvistar eller fibrer ej godkända för klassifi- cering, eller överflödigt slam fràn biologisk spillvattenbehandling eller skogsavverkningsavfall, bränsleved separat skördad från skogen, överflödigt trä från träbearbetning, eller andra trämateri- al lämpliga för förbränning.The waste wood used in the invention is bark waste, bark-containing sludge, fiber sludge, twigs or fibers not approved for classification, or excess sludge from biological waste water treatment or deforestation waste, firewood harvested separately from the forest, excess wood from woodworking, or other wood materials suitable for incineration.

Bark och annat spillträ kräver alltid, förutom mekanisk avvatt- ning, torkning med värme innan förgasning. Det önskade slutliga fuktinnehàllet beror på förbränningstemperaturen som erhålls med rökgas, och på andra egenskaper hos làgan. Förbränning i en kalkmesaugn och en separat överhettningskokare kräver att lågan har en hög temperatur och goda strålningsegenskaper, och i så fall är ett föredraget slutligt fuktinnehåll efter torkning mindre än 20%, typiskt 10 - 15 %. Kravet på fuktinnehåll är inte fullt så strikt i andra tillämpningar med rökgas. För torkningen finns det i en pappersmassefabrik att tillgå spillvärme från till exempel rök- gaser från sodaåtervinningspannan. För torkningen finns det också tillgänglig överskottsvärme, i form av spillånga och/eller mottrycksånga, om torkningsteknologin skulle erfordra det, till exempel för ytterligare torkning. l processen enligt uppfinningen minskas vatteninnehållet hos barken innan förgasning från 60% till 30%, i synnerhet till 20%, eller lägre än detta (till exempel till approximativt 15 %).Bark and other waste wood always require, in addition to mechanical dewatering, drying with heat before gasification. The desired final moisture content depends on the combustion temperature obtained with flue gas, and on other properties of the flame. Combustion in a lime kiln and a separate superheater requires the flame to have a high temperature and good radiation properties, in which case a preferred final moisture content after drying is less than 20%, typically 10-15%. The requirement for moisture content is not quite as strict in other applications with flue gas. For drying, a pulp plant has access to waste heat from, for example, flue gases from the soda recovery boiler. For drying, there is also excess heat available, in the form of waste steam and / or back-pressure steam, if the drying technology should require it, for example for further drying. In the process according to the invention, the water content of the bark before gasification is reduced from 60% to 30%, in particular to 20%, or lower than this (for example to approximately 15%).

Medelst torkningen av barken kan dess betydelse ökas väsentligt i form av kalorivärdet hos bränslet, vilket är tydligt från följande beräkning; När fuktinnehållet i barken är 60% är dess effektiva kalorivärde approximativt 15,40 MJ/kg, torrt material, 2,50 kg bränsle. När fuktinnehållet hos barken har minskats till 15 % har dess effekti- va kalorivärde ökat till ett värde av 18,86 MJ/kg, torrt material, i detta fall är det 1,18 kg bränsle.By drying the bark, its importance can be significantly increased in the form of the caloric value of the fuel, which is clear from the following calculation; When the moisture content of the bark is 60%, its effective caloric value is approximately 15.40 MJ / kg, dry matter, 2.50 kg of fuel. When the moisture content of the bark has been reduced to 15%, its effective calorific value has increased to a value of 18.86 MJ / kg, dry material, in this case it is 1.18 kg of fuel.

Under torkning minskar mängden vatten approximativt 1,32 kg/kg torrt material, och det effektiva kalorivärdet hos barken förbättras med 22,5 %.During drying, the amount of water decreases by approximately 1.32 kg / kg dry matter, and the effective calorific value of the bark is improved by 22.5%.

Således ger torkningen en ökning av kalorivärdet med över 20% hos fuktigt bränsle. Förlusterna av rökgaser som bildas i anslut- ning till förbränningen minskar, och effektiviteten hos förbrän- ningen förbättras. Kokningsstrukturerna minskar också i jämfö- relse med de hos en barkkokare. Förbättringen av kalorivärdet och effektiviteten i förbränningen ökar energiproduktionen med biobränslen och reducerar mängden av växthusgaser.Thus, drying gives an increase in the calorific value by more than 20% in moist fuel. The losses of flue gases formed in connection with combustion are reduced, and the efficiency of combustion is improved. The cooking structures also decrease compared to those of a bark cooker. The improvement in caloric value and the efficiency of combustion increase energy production with biofuels and reduce the amount of greenhouse gases.

Enligt en föredragen utföringsform används ånga som energi vid torkningen av fast bränsle vid en trycknivà på 0,01...10O bar (a), eller emellertid, företrädesvis vid en trycknivà som är i distribu- tionstrycket hos spillàngan eller mottrycksångnätverket vid en nivå på 0,4 ...20 bar, företrädesvis 2 ...14 bar. Det är också möj- ligt att, som energi för torkningen av fast bränsle, använda överskottsenergi från, till exempel olika varmvatten och expan- sions ångor i pappersmassefabriken.According to a preferred embodiment, steam is used as energy in the drying of solid fuel at a pressure level of 0.01 ... 10O bar (a), or, however, preferably at a pressure level which is in the distribution pressure of the waste steam or back-pressure steam network at a level of 0.4 ... 20 bar, preferably 2 ... 14 bar. It is also possible, as energy for the drying of solid fuel, to use excess energy from, for example, various hot water and expansion vapors in the pulp mill.

Enligt uppfinningen torkas hela mängden bark hos pappersmas- sefabriken till ett lågt fuktinnehåll, typiskt till ett fuktinnehåll un- der 20%, i synnerhet under 15 %. Den termiska effekten som er- hålls från barken är i det här fallet i form av gas approximativt 80MWh/h i en modern pappersmassefabrik. ' 527 177 12 Den gas som erhålls från torkad bark är lämplig för att brännas som sådan som varmgasförbränning i kalkmesaugnen eller soda- återvinningspannan.According to the invention, the entire amount of bark at the pulp mill is dried to a low moisture content, typically to a moisture content below 20%, in particular below 15%. The thermal effect obtained from the bark in this case is in the form of gas approximately 80MWh / h in a modern pulp mill. '527 177 12 The gas obtained from dried bark is suitable for incineration as such as hot gas combustion in the lime kiln or soda ash recovery boiler.

Enligt en föredragen utföringsform, utförs torkningen med an- vändning av gaser som har en temperatur på 200 °C, företrädes- vis 180 °C eller lägre, i syfte att förhindra utsläppen av skadliga organiska föreningar. Torkningen kan utföras i två eller flera steg, och i så fall är det att föredra att utföra i synnerhet det för- sta steget med användning av rökgaser eller ånga som har en temperatur under 200 °C. l detta fall kan utträdesgaserna från torkningen kombineras med utträdesgaserna från återvinnings- pannan. Den slutliga temperaturen hos rökgaserna från soda- återvinningspannan ligger för närvarande på en nivå av 160 °C, och mängden rökgas är så stor att det räcker gott och väl för att torka mängden bark producerad i fabriken. För torkning av det fasta bränslet används vanligtvis den återstående värmen efter den aktuella värmeàtervinningen av rökgasen som bildas i för- bränningskammaren genom att bringa rökgasen i direkt kontakt med det fasta bränslet som skall torkas. l det första torkningssteget är ändamålet att ta bort åtminstone 50% av fuktinnehållet hos materialet som behandlas. Företrädes- vis år fuktinnehållet hos materialet maximalt 40 vikts %, som mest lämpligt 30 vikts %, efter det första steget. Det andra steget (ytterligare steg) kan utföras under förutsättningar som liknar de vid det första steget, eller vid en högre temperatur, eftersom mängden av utträdesgas från det andra torkningssteget, möjligen innehållande VOC, är lämplig för tänkbar rening.According to a preferred embodiment, the drying is carried out using gases having a temperature of 200 ° C, preferably 180 ° C or lower, in order to prevent the emission of harmful organic compounds. The drying can be carried out in two or more steps, in which case it is preferable to carry out in particular the first step using flue gases or steam having a temperature below 200 ° C. In this case, the exhaust gases from the drying can be combined with the exhaust gases from the recovery boiler. The final temperature of the flue gases from the soda recovery boiler is currently at a level of 160 ° C, and the amount of flue gas is so large that it is sufficient to dry the amount of bark produced in the factory. For drying the solid fuel, the remaining heat after the actual heat recovery of the flue gas formed in the combustion chamber is usually used by bringing the flue gas into direct contact with the solid fuel to be dried. In the first drying step, the purpose is to remove at least 50% of the moisture content of the material being treated. Preferably, the moisture content of the material is a maximum of 40% by weight, most preferably 30% by weight, after the first step. The second step (additional steps) can be performed under conditions similar to those of the first step, or at a higher temperature, since the amount of exhaust gas from the second drying step, possibly containing VOC, is suitable for possible purification.

Materialet som erhålls från torkningen kan, innan förgasning, bringas till en lämplig granulär/partikel storlek, vilken varierar i beroende av valmöjligheterna hos apparaten som används för förgasningen. Materialstorleken beror också på vilken torknings- teknik som används i processen, eftersom det är viktigt att bar- ken, eller motsvarande spillvirke, blir så fint sönderdelad att det F07 127 13 ovan nämnda torra materialinnehållet åstadkoms genom torkning.The material obtained from the drying can, before gasification, be brought to a suitable granular / particle size, which varies depending on the choices of the apparatus used for the gasification. The material size also depends on the drying technique used in the process, since it is important that the bark, or corresponding waste wood, is so finely decomposed that the above-mentioned dry material content is achieved by drying.

Lämpligen bringas trämaterialet till en storlek av 0,1 - 100 mm.Suitably the wood material is brought to a size of 0.1 - 100 mm.

Vid förgasningen upphettas det torkade trämaterialet (bark/spillvirke) så att de bildar förbränningsgaser. Förgasningen utförs enligt känt sätt, särskilt i understoikiometriska förhållanden med avseende på syre, till exempel i närvaro av ett fast värmele- dande material i en fluidiserad bädd. Lämpliga apparatalternativ för förgasningen diskuteras mer i detalj i anslutning till beskriv- ningen av figurerna.During gasification, the dried wood material (bark / waste wood) is heated so that they form combustion gases. The gasification is carried out in a known manner, in particular in understoichiometric conditions with respect to oxygen, for example in the presence of a solid heat-conducting material in a fluidized bed. Suitable appliance alternatives for the gasification are discussed in more detail in connection with the description of the figures.

Baserat på vad som nämnts tidigare, innefattar apparaten som används enligt uppfinningen för att från träbark producera ett bi- ogent bränsle som ska matas in i återvinningspannan hos pap- persmassefabriken, varvid apparaten är ansluten till matningsen- heten hos återvinningspannan, som innefattar en kombination av en barktorkningsenhet som har matningsmedel för barken som skall torkas och utloppsmedel för den torkade barken, och en torrbarkförgasningsapparat för produktion av rökgas från barken, varvid apparaten har matningsmedel för barken och utloppsmedel för rökgas. Matningsmedlen hos förgasaren är anslutna till ut- loppsmedlet hos torkningsenheten, och gasutloppsmedlen är an- slutna till matningsenheten hos återvinningspannan för att mata gasen som produceras medelst förgasning in i kokaren. I detta sammanhang menas med ordet ”ansluten” att apparaten är i di- rekt eller indirekt kontakt med efterföljande eller föregående ap- parat. Det kan finnas separata behandlingsenheter mellan appa- raterna såsom är uppenbart från det följande. ”Matningsmedel” och ”utloppsmedel” är vanligtvis pipor eller enheter eller liknande medel genom vilka materialet och produkterna som ska behand- laslhar behandlats kan överföras till apparaten, respektive föras bort därifrån. I torkningsenheten eller i dess individuella torkare används för torkning till exempel rökgaser och/eller ånga såsom beskrivits ovan.Based on what has been mentioned previously, the apparatus used according to the invention for producing from wood bark comprises a biogenic fuel to be fed into the recovery boiler of the pulp mill, the apparatus being connected to the feed unit of the recovery boiler, which comprises a combination of a bark drying unit having feedstock for the bark to be dried and outlet means for the dried bark, and a dry bark gasifier for the production of flue gas from the bark, the apparatus having feedstock for the bark and flue gas outlet means. The feed means of the carburettor are connected to the outlet means of the drying unit, and the gas outlet means are connected to the feed unit of the recovery boiler to feed the gas produced by gasification into the boiler. In this context, the word “connected” means that the device is in direct or indirect contact with the subsequent or previous device. There may be separate treatment units between the devices as is obvious from the following. 'Feed' and 'outlet' are usually pipes or units or similar means by which the material and products to be treated can be transferred to the apparatus or removed therefrom. In the drying unit or in its individual dryers, for example, flue gases and / or steam as described above are used for drying.

Flerstegstorkning och dess fördelar diskuterades ovan. Företrä- desvis innefattar torkningsenheten verkligen åtminstone två se- 527 127 14 parata torkare anordnade som en kaskadtorkare, varvid utlopps- medlen hos efterföljande torkare i serien är anslutna till mat- ningsmedlet hos förgasaren. l en sådan apparatinstallation är det möjligt att anordna en förbehandlingsenhet för behandling av barken som erhålls från den första torkaren, innan den matas in i den andra torkaren. l det här fallet har förbehandlingsenheten en matningsenhet eller matningspipa som är ansluten till utlopps- medlen hos den första torkaren, och en utloppsenhet som är an- sluten till matningsmedlet hos den andra torkaren. En sådan för- behandlingsenhet innefattar företrädesvis en malare.Multi-stage drying and its benefits were discussed above. Preferably, the drying unit actually comprises at least two separate dryers arranged as a cascade dryer, the outlet means of subsequent dryers in the series being connected to the feed means of the carburettor. In such an apparatus installation it is possible to provide a pre-treatment unit for treating the bark obtained from the first dryer, before it is fed into the second dryer. In this case, the pre-treatment unit has a feed unit or feed pipe which is connected to the outlet means of the first dryer, and an outlet unit which is connected to the feed means of the second dryer. Such a pre-treatment unit preferably comprises a grinder.

Den första och den andra torkaren kan vara olika bäddtorkare, innefattande fluidbäddstorkar. Som förgasare är det särskilt att föredra en fluidbäddskokare som har en bubblande eller roteran- de bädd. Det är särskilt att föredra att utloppsmedlet hos förga- saren är anslutet till en gasreningsenhet för att separera orenhe- ter från rökgasen innan den matas in i àtervinningspannan.The first and second dryers may be different bed dryers, including fluid bed dryers. As a carburettor, it is especially preferable to have a fluid bed boiler having a bubbling or rotating bed. It is especially preferred that the outlet means of the carburettor is connected to a gas purification unit for separating impurities from the flue gas before it is fed into the recovery boiler.

En väsentlig del, företrädesvis allt, av de bildade gaserna för- bränns i återvinningspannan (sodaåtervinningspanna) för att pro- ducera överhettad ånga. En del av den bildade gasen, som har ett tillräckligt stort bränslevärde, kan överföras till kalkmesaug- nen som bränsle för att ersätta olja och naturgas. Rökgasen kan dessutom användas även på andra ställen i den integrerade fa- briken som ett bränsle som ersätter fossila bränslen.A significant part, preferably all, of the gases formed are burned in the recovery boiler (soda recovery boiler) to produce superheated steam. Some of the gas formed, which has a sufficiently large fuel value, can be transferred to the lime kiln as fuel to replace oil and natural gas. The flue gas can also be used elsewhere in the integrated plant as a fuel that replaces fossil fuels.

Medelst uppfinningen utvecklas eneregikoefficienten hos den nu- varande sodaåtervinningskokarprocessen genom användning av bark erhàllen från avbarkning av trä och med användning av både redan kända torknings- och förgasningsteknologier och gasbehandlingsteknologi. Konceptet med en kokare (ingen bark- kokare) är alltså ett nyckeländamål, särskilt när en ny pappers- massefabrik övervägs. Detta förutsätter torkning och förgasning av hela barkmängden; detta är möjligt särskilt vid användning av direkt rökgastorkning medelst rökgaser från sodaåtervinnings- pannan. 527 127 Värme som produceras med rökgaser, producerade genom för- gasning, är alltså lämplig för överhettning av sodaåtervinnings- kokarånga i en överhettningskammare separerad från rökgaserna hos sodaåtervinningspannan. I detta fall kan värdena (tryck och temperatur) hos den överhettade ångan hos sodaåtervinnings- pannan ökas, och effektiviteten hos elektricitetsproduktionen kan förbättras frán nuvarande värden till värden närmare de hos den överhettade ångan i aktuella kraftanläggningskokare, utan att begränsas av överhettningsenhetskorrosionsförhållandena, vilka nu är kritiska. Pappersmassefabriken kommer inte att behöva en separat barkkokare, baserad på användning av fast bränsle, för att kunna exploatera bark och annat organiskt material separerat från träet i fabriken. Fabrikskonceptet kommer att bli förenklat, och det kommer dessutom att bli mer ekonomisk både att anskaf- fa och att driva. Dessutom kan användningen av fossila bränslen i fabriken att avgjort reduceras. En del av överhettningen kan ut- föras till exempel medelst någon i sig känd teknik i en separat överhettningskokare genom att utnyttja produktionsgas erhållen från bark genom förgasning. Detta möjliggör en ökning av hastig- heten för produktion av motströmselektricitet medelst bark.By means of the invention, the energy coefficient of the current soda recovery boiler process is developed by using bark obtained from debarking wood and using both already known drying and gasification technologies and gas treatment technology. The concept of a boiler (no bark boiler) is thus a key purpose, especially when a new pulp mill is being considered. This presupposes drying and gasification of the entire amount of bark; this is possible especially when using direct flue gas drying by means of flue gases from the soda recovery boiler. 527 127 Heat produced with flue gases, produced by gasification, is thus suitable for overheating of soda recovery boiler vapor in an overheating chamber separated from the flue gases of the soda recovery boiler. In this case, the values (pressure and temperature) of the superheated steam of the recovery boiler can be increased, and the efficiency of the electricity production can be improved from current values to values closer to those of the superheated steam in current power plant boilers, without being limited by overheating unit corrosion conditions. critical. The pulp mill will not need a separate bark boiler, based on the use of solid fuel, to be able to exploit bark and other organic material separated from the wood in the factory. The factory concept will be simplified, and it will also be more economical to both procure and operate. In addition, the use of fossil fuels in the factory can definitely be reduced. Part of the superheating can be carried out, for example, by means of a technique known per se in a separate superheater by utilizing production gas obtained from bark by gasification. This enables an increase in the speed of production of countercurrent electricity by means of bark.

Figur 1 pekar ut principen hos processflödet hos en föredragen utföringsform av processen enligt uppfinningen.Figure 1 points out the principle of the process flow of a preferred embodiment of the process according to the invention.

Referensnummer 2 indikerar i detta fall den mekaniska behand- lingen hos träråmaterialet 1 som anländer till fabriken, varvid be- handlingen innefattar avbarkning och flisning av stockar. Spånav- fallet 3 och barken och andra råmaterialdelar 4 (spillträ, såsom grenar) ej lämpliga för kokning behandlas separat, spånavfallet matas på konventionellt sätt vidare till fiberlinan 5 hos fabriken.Reference number 2 in this case indicates the mechanical treatment of the wood raw material 1 arriving at the factory, the treatment comprising debarking and chipping of logs. The chip waste 3 and the bark and other raw material parts 4 (waste wood, such as branches) not suitable for cooking are treated separately, the chip waste is fed in a conventional manner to the fiber line 5 at the factory.

Barken 4 matas till förgasning 6. Åtminstone en del av gasen, fö- reträdesvis åtminstone 10% (av gasvolymen), lämpligen åtmin- stone 40%, särskilt företrädesvis åtminstone 50%, matas in i so- daätervinningspannan 7, till vilken bioslammet 8, erhållet från behandlingen av spillvatten, också matas. Gaserna förbränns i sodaåtervinningspannan tillsammans med koncentrerad spillväts- ka för att producera överhettad ånga 9. En del av den bildade 16 gasen, som har ett tillräckligt bränslevärden, kan överföras till kalkmesaugnen 10 som bränsle för att ersätta olja och naturgas.The bark 4 is fed to gasification 6. At least a part of the gas, preferably at least 10% (of the gas volume), suitably at least 40%, particularly preferably at least 50%, is fed into the soda recovery boiler 7, to which the biosludge 8, obtained from the treatment of waste water, is also fed. The gases are burned in the soda recovery boiler together with concentrated waste liquid to produce superheated steam 9. Some of the formed 16 gas, which has a sufficient fuel value, can be transferred to the lime kiln 10 as fuel to replace oil and natural gas.

Rökgasen kan dessutom användas även på andra ställen i den integrerade fabriken (till exempel i en tilläggskokare) såsom bränsle för att ersätta fossilt bränsle.The flue gas can also be used in other places in the integrated factory (for example in an additional boiler) as a fuel to replace fossil fuel.

Värmen som produceras med rökgas, framställd medelst förgas- ning, är också lämplig för överhettningen av sodaåtervinningsko- kargasen i en överhettningskammare separat från flödesgaserna hos sodaàtervinnigskokaren.The heat produced with flue gas, produced by gasification, is also suitable for the overheating of the soda ash boiler gas in an overheating chamber separate from the flow gases of the soda recovery boiler.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen (se figur 2) är en barkkokare 11, 13 och en förgasare 14 uppförda vid pappers- massefabriken, som är dimensionerade för hela barkmängden, varvid barken torkas med användning av de varma gaserna hos pappersmassefabriken, såsom rökgaser, särskilt rökgaser hos sodaåtervinningspannan som ha en temperatur under 200 °C, el- ler ånga. Rökgastorkning baserad på direktkontakt kan också an- vändas för torkningen.According to a preferred embodiment of the invention (see Figure 2), a bark boiler 11, 13 and a carburettor 14 are built at the pulp mill, which are dimensioned for the entire amount of bark, the bark being dried using the hot gases of the pulp mill, such as flue gases, in particular flue gases from the soda ash recovery boiler with a temperature below 200 ° C, or steam. Flue gas drying based on direct contact can also be used for drying.

Barken kan torkas i ett eller flera steg, till exempel två såsom vi- sas i figur 2, och i så fall används i det första steget 11, där bar- ken fortfarande är våt, rökgaser och bäddtorkning. Det andra torkningssteget kan utföras vid en högre temperatur. Barken tor- kas till torrt materialinnehåll på approximativt 60 - 80 vikts%.The bark can be dried in one or more steps, for example two as shown in Figure 2, and in that case used in the first step 11, where the bark is still wet, flue gases and bed drying. The second drying step can be performed at a higher temperature. The bark is dried to a dry material content of approximately 60 - 80% by weight.

Därefter kan barken utsättas för en förbehandling 12, såsom matning. I det andra torkningssteget 13 används ånga och till ex- empel fluidbäddstorkning. I båda stegen är det att föredra att hål- la en låg torkningstemperatur för att åstadkomma en låg utsönd- ringsnivå. Generellt gäller att approximativt 150 - 170 °C är en tillräcklig temperatur. Efter det andra torkningssteget är innehål- let av torrt material över 80%, företrädesvis approximativt 82 - 90%.Thereafter, the bark may be subjected to a pretreatment 12, such as feeding. In the second drying step 13 steam and, for example, fluid bed drying are used. In both steps, it is preferable to maintain a low drying temperature to achieve a low level of excretion. In general, approximately 150 - 170 ° C is a sufficient temperature. After the second drying step, the content of dry material is over 80%, preferably approximately 82-90%.

Det andra torkningssteget kan också utföras vid en högre tempe- ratur, till exempel 250 - 400 °C.The second drying step can also be performed at a higher temperature, for example 250 - 400 ° C.

FÖ? 497 17 Efter torkningen förgasas bark och motsvarande fast spillmaterial 14. Normalt är förgasningstemperaturen approximativt 700 - 1000 °C, företrädesvis approximativt 750 - 900 °C. För förgas- ningen är det möjligt att använda fluidbäddkokare som har till ex- empel en bubblande eller roterande bädd. Produktionsgasen som erhålls från förgasningen, vilken huvudsakligen innehåller kolmo- noxid, överförs till gasrening 15. Barkaskan innehåller främman- de substanser såsom aluminium och kisel vars koncentration i kalk och alkalicykeln kan förhindras genom förgasning av barken och separationen av askan från gasen.FÖ? 497 17 After drying, bark and corresponding solid waste material 14 are gasified. Normally, the gasification temperature is approximately 700 - 1000 ° C, preferably approximately 750 - 900 ° C. For gasification, it is possible to use fluid bed boilers that have, for example, a bubbling or rotating bed. The production gas obtained from the gasification, which mainly contains carbon monoxide, is transferred to gas purification 15. The bark ash contains foreign substances such as aluminum and silicon whose concentration in lime and the alkali cycle can be prevented by gasifying the bark and separating the ash from the gas.

Behovet av rening av gasen varierar i beroende av vad den ska användas till. Från gasen som skall användas i sodaåtervin- ningspannan 16 måste, förutom flygaska, också tjära och ammo- niak tas bort. En del (i praktiken approximativt 40 volym %) över- förs till kalkmesaugnen 17, varvid reningen av gasen inte behö- ver vara så effektiv för att upprätthålla slamegenskaperna. Den rening som behövs är huvudsakligen inriktad mot ammoniak när NOX utsläppen skall begränsas.The need for purification of the gas varies depending on what it is to be used for. In addition to fly ash, tar and ammonia must also be removed from the gas to be used in the soda recovery boiler 16. A portion (in practice approximately 40% by volume) is transferred to the lime kiln 17, whereby the purification of the gas need not be so efficient in order to maintain the sludge properties. The treatment needed is mainly focused on ammonia when NOX emissions are to be limited.

En väsentlig del av rökgaserna, som mest lämpligt åtminstone 55 volym %, överförs till sodaåtervinningspannan. Företrädesvis är förbränningskammaren hos sodaåtervinningspannan i det här fal- let uppdelad i förbränningsgasernas flödesriktningen i två delar, i den första av dessa förbränns bränsle som förts dit i gastillstånd, varvid värmen producerad därifrån används i väsentlig grad för överhettning av ångan, och i den andra förbränns den koncentre- rade vätskan, varvid värmen producerad därifrån väsentligen an- vänds för förångning av kokarvattnet.A substantial portion of the flue gases, most suitably at least 55% by volume, is transferred to the soda recovery boiler. Preferably, in this case, the combustion chamber of the soda recovery boiler is divided in the flow direction of the combustion gases into two parts, in the first of these combustion fuels carried there in gaseous state, the heat produced therefrom being substantially used for superheating the steam, and in the second the concentrated liquid, whereby the heat produced therefrom is essentially used for evaporating the boiling water.

Gasen som erhålls från förgasaren 14 kan användas inte bara som en rökgas för sodaåtervinningspannan och kalkmesaugnen, utan också på andra ställen, till exempel i oljekärlet 18 för tork- ningen 19 av massan, och i andra omgivningar, till exempel för upphettningsändamål. Den kan också säljas utanför fabriken, ge- nerellt för ändamål där den ersätter användning av fossila bräns- len (direkt värmeanvändning i en pappersfabrik). l figur 2 indike- 527 107 18 rar referensnumren 21 och 22 det initiala materialinnehàllet (barkhögar) och referensnumren 23 och 24 indikerar silon för tor- kat material. Referensnummer 21 indikerar förvaring för inköpt bränsle och nummer 22 en behållare för material som kommer från avbarkningsanläggningen. När så önskas kan utgångsmate- rialet förbehandlas 25. Detta gäller material 25 som kommer ut- ifrån eller från avbarkningsanläggningen, vilket material utsätts för en lämplig mekanisk behandling, till exempel medelst appara- ten hos avbarkningsanläggningen, för att göra materialet lämpligt för torkning och förgasning.The gas obtained from the carburettor 14 can be used not only as a flue gas for the soda recovery boiler and the lime kiln, but also in other places, for example in the oil vessel 18 for the drying 19 of the pulp, and in other environments, for example for heating purposes. It can also be sold outside the factory, generally for purposes where it replaces the use of fossil fuels (direct heat use in a paper mill). In Figure 2, the reference numbers 21 and 22 indicate the initial material content (bark piles) and the reference numbers 23 and 24 indicate the silo for dried material. Reference number 21 indicates storage for purchased fuel and number 22 a container for material coming from the debarking plant. When desired, the starting material can be pretreated 25. This applies to material 25 coming from or from the debarking plant, which material is subjected to a suitable mechanical treatment, for example by means of the apparatus of the debarking plant, to make the material suitable for drying and gasification. .

Materialet som erhålls från det första torkningssteget kan samlas i en silo 23, från vilken det ställs utanför fabriken.The material obtained from the first drying step can be collected in a silo 23, from which it is placed outside the factory.

Med "behand|ig av gaserna” menas till exempel reningen av ga- sen (VOC) erhàllen från det andra förgasningssteget 13.By "treating the gases" is meant, for example, the purification of the gas (VOC) obtained from the second gasification step 13.

I det föregående har produktion av rökgas i synnerhet från gas beskrivits. Uppfinningen kan också appliceras på fast trämaterial av andra slag, såsom barkinnehàllande slam, fiberslam, grenar eller fibrer ej lämpade för klassificering, eller överflödigt slam från biologisk spillvattenrening. Det biogena bränslet som skall förgasas kan också bestå av stockrester insamlade fràn skogen och/eller bränsleved separat skördad från skogen och/eller överskottsträ från träprocesser och/eller andra trämaterial lämp- liga för förbränning.In the foregoing, the production of flue gas, in particular from gas, has been described. The invention can also be applied to solid wood materials of other kinds, such as bark-containing sludge, fiber sludge, branches or fibers not suitable for classification, or excess sludge from biological wastewater treatment. The biogenic fuel to be gasified may also consist of log residues collected from the forest and / or fuel wood harvested separately from the forest and / or surplus wood from wood processes and / or other wood materials suitable for incineration.

Claims (27)

10 15 20 25 30 35 KRAV10 15 20 25 30 35 REQUIREMENTS 1. En process för produktionen av termisk och elektrisk energi i en pappersmassefabrik, enligt vilken process spillvätska från cellulosamassakokvätskan koncentreras, och den koncentrerade vätskan bränns i återvinningspannan i närvaro av biogent bräns- le, varvid den termisk energin hos rökgaserna som erhållits från förbränningen àtervinns och valfritt omvandlas till elektrisk ener- gi, kännetecknad av att det biogena bränslet som används är bark eller andra liknande spillträ som torkas till ett fukt innehåll som är mindre än 30%, varefter det förgasas för att producera en rökgas som matas in i återvinningspannan.A process for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill, according to which process waste liquid from the cellulose pulp cooking liquid is concentrated, and the concentrated liquid is burned in the recovery boiler in the presence of biogenic fuel, wherein the thermal energy of the flue gases recovered from the combustion optionally converted to electrical energy, characterized in that the biogenic fuel used is bark or other similar waste wood that is dried to a moisture content of less than 30%, after which it is gasified to produce a flue gas which is fed into the recovery boiler. 2. Processen enligt krav 1, kännetecknat av att barken eller barkresterna torkas till ett fuktinnehåll som är mindre än 20%, varefter den förgasas, och vid åtminstone 40 volym% av den på så sätt producerade gasen matas in i återvinningspannan.The process according to claim 1, characterized in that the bark or bark residues are dried to a moisture content of less than 20%, after which it is gasified, and at at least 40% by volume of the gas thus produced is fed into the recovery boiler. 3. Processen enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att aska separeras från rökgasen innan den matas in i återvinningspan- nan.The process according to claim 1 or 2, characterized in that ash is separated from the flue gas before it is fed into the recovery boiler. 4. Processen enligt något av föregående krav, kännetecknat av att värmen som produceras med användning av rökgasen an- vänds för överhettning av återvinningspanneångan i en överhett- ningskammare separat från rökgaserna hos återvinningspannan.The process according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat produced using the flue gas is used to superheat the recovery boiler steam in a superheating chamber separate from the flue gases of the recovery boiler. 5. Processen enligt något av föregående krav, kännetecknat av att spillträet är barkspill, barkinnehållande slam, fiberslam, grenar, eller fibrer ej godkända för klassificering, eller överflödigt slam från biologisk smutsvattenbehandling, eller skogsavverk- ningsavfall, ved som skördats separat från skogen, överflödigt trä från träbearbetning, eller annat trämaterial lämpligt för bränning.The process according to any one of the preceding claims, characterized in that the waste wood is bark waste, bark-containing sludge, fiber sludge, branches, or fibers not approved for classification, or excess sludge from biological waste water treatment, or deforestation waste, wood harvested separately from the forest, excess wood from woodworking, or other wood material suitable for firing. 6. Processen enligt något av föregående krav, kännetecknat av att för torkningen av barken eller motsvarande spillträ an- vänds gaser som huvudsakligen har en temperatur under 200°C. 10 15 20 25 30 35 527 127 20The process according to any one of the preceding claims, characterized in that gases having a temperature below 200 ° C are used for drying the bark or corresponding waste wood. 10 15 20 25 30 35 527 127 20 7. Processen enligt krav 6, kännetecknat av att ånga eller rökgaser med en temperatur som lägre än 180°C används.The process according to claim 6, characterized in that steam or flue gases with a temperature lower than 180 ° C are used. 8. Processen enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att som energi för torkningen av det fasta bränslet används ånga som har en tryck på 0,1 ...100 bar, företrädesvis 2...14 bar.The process according to any one of claims 1-5, characterized in that steam having a pressure of 0.1 ... 100 bar, preferably 2 ... 14 bar, is used as energy for the drying of the solid fuel. 9. En process för att producera termisk eller elektrisk energi i en sulfatpappersmassefabrik, enligt vilken process - trämaterialet som används för pappersmasseproduktionen kokas partiellt i kokningsvätskan för att separera fibrerna från varandra, - det kokade trämaterialet extraheras som svart lut från fi- bermaterialet, - svart luten koncentreras genom förångning, och - den koncentrerade vätskan förbränns i sodaåtervinnings- pannan för att återskapa kokningskemikalierna och för att producera värme och elektricitet medelst biogena bränslen, kännetecknad av att - det fasta biogena bränslet överförs till gasform, - den bildade askan separeras, och - en signifikant del av gasen bränns i samma kokare, utrus- tad med värmeàtervinning, som den koncentrerade vätskan.A process for producing thermal or electrical energy in a sulphate pulp mill, according to which process: - the wood material used for pulp production is partially boiled in the cooking liquid to separate the fibers from each other, - the cooked wood material is extracted as black lye from the fibrous material, - black the liquor is concentrated by evaporation, and - the concentrated liquid is incinerated in the soda ash recovery boiler to recover the boiling chemicals and to produce heat and electricity by means of biogenic fuels, characterized in that - the solid biogenic fuel is converted to gaseous form, - the ash formed is separated, and a significant part of the gas is burned in the same boiler, equipped with heat recovery, as the concentrated liquid. 10. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det biogena bränslet som ska förgasas är trä och/eller träbark och/eller slam innehållande bark och/eller fiberslam och/eller grenar eller fibrer ej godkända för klassificering och/eller överflödigt slam från bio- logisk spillvattenbehandling.The process according to claim 9, characterized in that the biogenic fuel to be gasified is wood and / or wood bark and / or sludge containing bark and / or fiber sludge and / or branches or fibers not approved for classification and / or excess sludge from bio- logical wastewater treatment. 11. Processen enligt krav 9 eller 10, kännetecknad av att det biologiska bränslet som ska förgasas är skogsavverkningsavfall insamlat från skogen och/eller ved som är separat skördat från skogen och/eller överflödigt trä från träbearbetning och/eller and- ra trämaterial lämpliga för bränning. 10 15 20 25 30 35 I ._ \- 127 21The process according to claim 9 or 10, characterized in that the biological fuel to be gasified is deforestation waste collected from the forest and / or wood harvested separately from the forest and / or excess wood from woodworking and / or other wood materials suitable for burning. . 10 15 20 25 30 35 I ._ \ - 127 21 12. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det biologis- ka bränslet som ska förgasas är torv.The process according to claim 9, characterized in that the biological fuel to be gasified is peat. 13. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det fasta bränslet som ska överföras i gasform torkas innan förgasning till en fuktighetshalt på 5...40%, företrädesvis 10...15%.The process according to claim 9, characterized in that the solid fuel to be transferred in gaseous form is dried before gasification to a moisture content of 5 ... 40%, preferably 10 ... 15%. 14. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det fasta bränslet torkas med värme som återstår efter den faktiska vär- meàtervinningen av rökgasen som bildas i förbränningskamma- ren, genom att bringa rökgasen i direkt kontakt med det fasta bränslet som ska torkas.The process according to claim 9, characterized in that the solid fuel is dried with heat remaining after the actual heat recovery of the flue gas formed in the combustion chamber, by bringing the flue gas into direct contact with the solid fuel to be dried. 15. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det fasta bränslet torkas medelst energi från ånga vid en trycknivà av 0,1 ...100 bar eller, företrädesvis vid en trycknivà som är distribu- tionstrycket hos fabrikens spillånga eller mottrycksångsystem, företrädesvis vid en nivå av 2...14 bar.The process according to claim 9, characterized in that the solid fuel is dried by means of energy from steam at a pressure level of 0.1 ... 100 bar or, preferably at a pressure level which is the distribution pressure of the factory waste steam or back pressure steam system, preferably at a level of 2 ... 14 bar. 16. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att det fasta bränslet torkas med användande av energin i överskottsvärmen som finns närvarande i pappersmassefabriken i, till exempel, oli- ka varmvatten eller expansionsångor.The process according to claim 9, characterized in that the solid fuel is dried using the energy in the excess heat present in the pulp mill in, for example, various hot water or expansion vapors. 17. Processen enligt krav 9, kännetecknad av att förbrän- ningskammaren är, i riktningen av flödet av rökgaser, uppdelad i två delar, varvid i den första av dessa bränns bränslet som har överförts till gasform, varvid värmeproduktionen därifrån används till en väsentlig grad för överhettning av ångan, och i den andra delen bränns den koncentrerade vätskan, varvid värmen som fri- ges därifrån används framförallt för förångning av kokvattnet.The process according to claim 9, characterized in that the combustion chamber is, in the direction of the flow of flue gases, divided into two parts, wherein in the first of these the fuel which has been converted to gaseous form is burned, the heat production therefrom being used to a substantial degree for overheating of the steam, and in the second part the concentrated liquid is burned, whereby the heat released therefrom is used primarily for evaporating the boiling water. 18. Processen enligt något av kraven 9 - 17, kännetecknad av att en del av det fasta biogena bränslet, som har överförts i gas- form, bränns, efter separationen av ask, i mesaugnen och/eller andra enheter där dess användning ersätter användningen av fossila bränslen. 10 15 20 25 30 35The process according to any one of claims 9 to 17, characterized in that a part of the solid biogenic fuel, which has been transferred in gaseous form, is burned, after the separation of ash, in the lime kiln and / or other units where its use replaces the use of fossil fuels. 10 15 20 25 30 35 19. En apparat för att fràn träbark producera en biogen rökgas som matas in i återvinningspannan hos en pappersmassefabrik, varvid apparaten är ansluten till matningsenheten hos återvin- ningspannan, kännetecknad av att den innefattar såsom en kombination - en barktorkningsenhet (11, 13) vilken har matningsmedel för barken som ska torkas och utloppsmedel för barken som har torkats, och - en torrbarksförgasare (14) för att producera rökgas från barken, varvid apparaten har matningsmedel för bark och utloppsmedel för rökgas, varvid matningsmedlet hos förgasaren är anslutet till utloppsmed- let hos torkningsenheten och gasutsläppsmedlet är anslutet till matningsenheten hos återvinningspannan för att mata in i pan- nan den gas som produceras från barken genom förgasning.An apparatus for producing from wood bark a biogenic flue gas which is fed into the recovery boiler of a pulp mill, the apparatus being connected to the feed unit of the recovery boiler, characterized in that it comprises as a combination - a bark drying unit (11, 13) which has feedstock for the bark to be dried and outlet means for the bark which has been dried, and - a dry bark carburettor (14) for producing flue gas from the bark, the apparatus having feedstock for bark and outlet means for flue gas, the feedstock of the carburettor being connected to the outlet means of the drying unit and the gas emitter are connected to the feeding unit of the recovery boiler to feed into the boiler the gas produced from the bark by gasification. 20. Apparaten enligt krav 19, kännetecknad av att torknings- enheten (11, 13) innefattar åtminstone två separata torkare, vilka är anordnade som en kaskadtorkare, varvid utloppsmedlet hos den efterföljande torkaren i serien är ansluten till matningsmedlet hos förgasaren.The apparatus according to claim 19, characterized in that the drying unit (11, 13) comprises at least two separate dryers, which are arranged as a cascade dryer, the outlet means of the subsequent dryer in series being connected to the feed means of the carburettor. 21. Apparaten enligt krav 20, kännetecknad av att mellan den första och den andra torkaren är anordnat en förbehandlingsen- het (12) för behandling av barken erhàllen fràn den första torka- ren innan den matas in i den andra torkaren, varvid förbehand- lingsenheten har en matningsenhet ansluten till utloppsmedlet hos den första torkaren och en utloppsenhet ansluten till mat- ningsmedlet hos den andra torkaren.The apparatus according to claim 20, characterized in that a pre-treatment unit (12) is arranged between the first and the second dryer for treating the bark obtained from the first dryer before it is fed into the second dryer, the pre-treatment unit has a feed unit connected to the outlet means of the first dryer and an outlet unit connected to the feed means of the second dryer. 22. Apparaten enligt krav 21, kännetecknad av att förbehand- lingsenheten (12) innefattar en malare.The apparatus according to claim 21, characterized in that the pre-treatment unit (12) comprises a grinder. 23. Apparaten enligt något av kraven 19 - 22, kännetecknad av att rökgaserna och/eller ångan används för torkningen i åt- minstone en av torkarna. 10 15 527 1.97 23The apparatus according to any one of claims 19 to 22, characterized in that the flue gases and / or the steam are used for drying in at least one of the dryers. 10 15 527 1.97 23 24. Apparaten enligt något av kraven 20 - 23, kännetecknad av att den första torkaren (11) innefattar en bäddtorkare.The apparatus according to any one of claims 20 to 23, characterized in that the first dryer (11) comprises a bed dryer. 25. Apparaten enligt något av kraven 20 - 24, kännetecknad av att den andra torkaren (13) innefattar en virvelbäddstorkare.The apparatus according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the second dryer (13) comprises a fluidized bed dryer. 26. Apparaten enligt något av kraven 19 - 25, kännetecknad av att förgasaren (14) är en virvelbäddskokare som har en bubb- lande eller roterande bädd.The apparatus according to any one of claims 19 to 25, characterized in that the carburettor (14) is a fluidized bed cooker having a bubbling or rotating bed. 27. Apparaten enligt något av kraven 19 - 26, kännetecknad av att utloppsmedlet hos förgasaren är ansluten till en gasre- ningsenhet för att separera orenheter fràn rökgasen innan den matas in i átervinningspannan.The apparatus according to any one of claims 19 to 26, characterized in that the outlet means of the carburettor is connected to a gas purification unit for separating impurities from the flue gas before it is fed into the recovery boiler.
SE0500154A 2002-07-22 2005-01-21 Process and apparatus for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill SE527127C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021400A FI117479B (en) 2002-07-22 2002-07-22 Method for producing thermal and electric energy
PCT/FI2003/000578 WO2004009901A1 (en) 2002-07-22 2003-07-22 Process and apparatus for producing thermal and electric energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0500154L SE0500154L (en) 2005-01-21
SE527127C2 true SE527127C2 (en) 2005-12-27

Family

ID=8564371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0500154A SE527127C2 (en) 2002-07-22 2005-01-21 Process and apparatus for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050252624A1 (en)
AU (1) AU2003248238A1 (en)
CA (1) CA2492824C (en)
FI (1) FI117479B (en)
NO (1) NO20050952L (en)
RU (1) RU2314378C2 (en)
SE (1) SE527127C2 (en)
WO (1) WO2004009901A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925915B1 (en) * 2007-12-26 2010-10-08 Total France METHOD AND PROCESSING CHAIN FOR THE THERMOCHEMICAL CONVERSION BY GASIFYING A WET LOAD OF BIOLOGICAL MATERIAL, IN PARTICULAR BIOMASS OR COAL.
FI20090079A (en) * 2009-03-05 2010-09-06 Andritz Inc Heat recovery from waste cooking liquor at a pulp mill digester
SE535947C2 (en) * 2011-04-26 2013-03-05 Chemrec Ab Gasification of alkali-containing energy-rich aqueous solutions from pulp mills
CN102660339B (en) * 2012-04-27 2014-04-30 阳光凯迪新能源集团有限公司 Gas-steam efficient cogeneration process and system based on biomass gasification and methanation
FI128267B (en) 2017-05-10 2020-02-14 Valmet Technologies Oy A method and a system for extending the load range of a power plant comprising a boiler supplying steam to a steam turbine
RU2682629C2 (en) * 2017-07-06 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Installation of wastewater sludge utilization after mechanical drying
RU2693777C1 (en) * 2018-10-15 2019-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Power chemical plant for producing synthesis gas, electric and heat energy

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607117A (en) * 1969-07-28 1971-09-21 Rust Engineering Co Black liquor recovery boiler combustion and safety control system
SE423146B (en) * 1978-04-04 1982-04-13 Svenska Flaektfabriken Ab KEEP PROCESSING SOLID FUEL LIKE BARK AND OTHER WASTE WASTE
US4290269A (en) * 1979-10-09 1981-09-22 Modo-Chemetics Ab Process for the efficient conversion of water-containing organic materials as fuels into energy
US4282009A (en) * 1979-11-01 1981-08-04 Caterpillar Tractor Co. Rotating fluidized bed gasifier system
US4312702A (en) * 1980-05-06 1982-01-26 Domtar Inc. Fluidized bed start up and operation
US4627173A (en) * 1983-04-11 1986-12-09 The Garrett Corporation Fluid bed hog fuel dryer
US4644136A (en) * 1985-02-19 1987-02-17 Watchman Kenneth C Towel warmer
SE448173B (en) * 1985-06-03 1987-01-26 Croon Inventor Ab PROCEDURE FOR THE RECOVERY OF CELLULOSA DISPOSAL CHEMICALS BY PYROLYSIS
SE462106B (en) * 1986-11-28 1990-05-07 Alf Ove Andersson SETTING OUT EXTERNAL ENERGY AND CHEMICALS FROM PILLOW PREPARATION
FI85424C (en) * 1987-09-21 1992-04-10 Ahlstroem Oy Method for drying solids
FI84516B (en) * 1990-04-03 1991-08-30 Ahlstroem Oy FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER VAERME- OCH ELPRODUKTION I EN SULFATCELLULOSAFABRIK.
US5226927A (en) * 1991-02-13 1993-07-13 Southern California Edison Wood gasifier
FI102395B1 (en) * 1991-11-26 1998-11-30 Ahlstrom Machinery Oy Method for energy recovery from pulp process effluents
FI98383B (en) * 1993-10-18 1997-02-28 Tampella Power Oy Method for burning bio-sludge in a recovery boiler
US6193768B1 (en) * 1994-09-27 2001-02-27 Mcx Environmental Energy Corp. Particulate waste wood fuel, method for making particulate waste wood fuel, and a method for producing energy with particulate waste wood fuel
US5678494A (en) * 1995-03-22 1997-10-21 Ulrich; Gael Biomass-fueled furnace
SE510228C2 (en) * 1997-08-14 1999-05-03 Sunds Defibrator Ind Ab Two-step procedure for drying wood raw material
US7039555B2 (en) * 1998-03-24 2006-05-02 Exergetic Systems Llc Method for detecting heat exchanger tube failures and their location when using input/loss performance monitoring of a recovery boiler
CA2415239A1 (en) * 2001-12-27 2003-06-27 Groveton Paper Board, Inc. Method and apparatus for sodium recovery in a semi-chemical pulping operation
US20040011484A1 (en) * 2002-05-13 2004-01-22 Andritz Oy, Helsinki, Finland Method of producing energy at a pulp mill

Also Published As

Publication number Publication date
FI20021400A0 (en) 2002-07-22
RU2314378C2 (en) 2008-01-10
RU2005104102A (en) 2005-09-20
FI20021400A (en) 2004-01-23
US20050252624A1 (en) 2005-11-17
FI117479B (en) 2006-10-31
AU2003248238A1 (en) 2004-02-09
WO2004009901A1 (en) 2004-01-29
CA2492824C (en) 2011-11-08
CA2492824A1 (en) 2004-01-29
NO20050952L (en) 2005-04-21
SE0500154L (en) 2005-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Demirbaş Pyrolysis and steam gasification processes of black liquor
Jameel et al. Thermochemical conversion of biomass to power and fuels
Stanmore Generation of energy from sugarcane bagasse by thermal treatment
FI70919B (en) FOERFARANDE FOER VAERMEAOTERVINNING VID TORKNING AV FASTA BRAENSLEN UR VATTENHALTIGA ORGANISKA MATERIAL
US5000099A (en) Combination of fuels conversion and pressurized wet combustion
SE527127C2 (en) Process and apparatus for the production of thermal and electrical energy in a pulp mill
JP2008519687A (en) Slurry dehydration and conversion of biosolids into renewable fuels
Wimmerstedt Recent advances in biofuel drying
KR20110137345A (en) Method and system for reclamation of biomass and block heating plant
US4135968A (en) Spent liquor treatment
CA2054799C (en) Method and arrangement for treating black liquor
US4930429A (en) Apparatus and process for generating steam from wet fuel
Wimmerstedt Steam drying—history and future
Xu et al. Treatment of secondary sludge for energy recovery
Marculescu Comparative analysis on waste to energy conversion chains using thermal-chemical processes
KR20150014485A (en) improvements in waste processing
Roy et al. The biomass Pyrocycling TM process
EP0428564B1 (en) Process and apparatus for generating steam
JP2009228958A (en) Gasification power generating device
BRPI0301313B1 (en) Process for producing power in a pulp mill
CA2512227A1 (en) Energy reclaiming process
US4329156A (en) Desulfurization of coal
Demirbaş Utilization of urban and pulping wastes to produce synthetic fuel via pyrolysis
JP4385375B2 (en) Energy recovery method and apparatus for high water content biomass
CN111363590A (en) Thermal power plant carbon emission reduction system and carbon emission reduction control method