SE528274C2 - Sätt att konvertera ett torn för cellulosamassa samt tornet som sådant - Google Patents

Description

528 274 l För uppflödestorn som håller medelkonsistensmassa måste man säkerställa att flödet genom tornets/reaktorns flödestvärsnitt vid alla tillfällen etablerar ett likartat flöde över hela tvärsnittet så att inte så kallad kanalbildning etableras.

Vid kanalbildning så etableras ett centralt flöde genom reaktorn som endast . utnyttjar en bråkdel av tornets/reaktorns totala volym.

I syfte att etablera ett jämnt flöde över tvärsnittet så kan man ha flera inlopp i tornets botten vilka inlopp fördelar flödet jämnt över hela tvärsnittet. Exempel på sådan variant visas i US 3.992.248, där dessa inlopp öppnas sekventiellti bestämd turordning. Ett annat alternativ är det reaktorinlopp som Kvaerner Pulping AB sålt i decennier, där en roterande cylinder som sticker in i reaktorbotten har ett radiellt riktat inlopp i cylinderns mantelvägg, varigenom massaflödet slungas ut radiellt över tornets botten under rotation av inloppet.

Ett annat alternativ i syfte att undvika dessa fördelningsanordningar är att utforma uppflödestornets inloppsdel konisk med en konvinkel u relativt horisontalplanet på i storleksordningen 30-80°, företrädesvis 45-60°. Ett exempel på sådan uppflödesreaktor med koniskt inlopp visas i US 5.034.095.

Genom denna koniska inloppsdel så kommer flödet från inloppet successivt att fördelas över tvärsnittet. Nackdelen med dessa torn är att dessa blir helt omöjliga att använda som nedflödestom för medlekonsistensmassa då den koniska delen ger en kraftigt pluggbildningseffekt på medelkonsistensmassa som strömmar ned i den koniska delen. Om man skulle använda tekniken i exempelvis US5319902 för att konvertera sådana uppflödestorn med konformat inlopp skulle nära nog hela den koniska delens volym behöva fyllas med cement, vilket skulle begränsa tornets lagringskapacitet, samt att tornet inte enkelt kunde omställas till ett uppflödestom om så skulle önskas, med mindre än att tomets fyllmaterial måste spettas bort vilket är en tidsödande och kostsam procedur. l US5.538.597 visas en lösning där man med en andra högt placerad utloppsöppnlng kan dra av en cellulosamassa vid högre konsistens från ett flasktom där man späder ut till låg konsistens i tornet nedre spädzon. l de huvudsakliga varianterna så användes ett kort insticksrör för det andra/övre utloppet vilket har sådan längd att man endast passerar det stationära 20 25 30 528 274 5 gränsskiktet vid tornets väggar och når till det utbildadeflödet. På detta sätt kan man dra av.massa vid medelkonsistens. I en variarlt visad i figur 8 användes ett vertikalt riktat insatsrör som enligt direktiven skall sticka in till tornets övre del, d.v.s. väl ovanför spädzonen i tomets nedre del, vilket enligt flguren visas med att insatsrörets ände är ovanför nivån för flasktornets koniska övergàngsdel. Syftet med denna lösning är att medge en möjlighet att även dra av en massa vid medelkonsistens under det att man samtidigt drar av massa vid låg konsistens, då det utbildade flödet förbi rörens mynningar anges vara en förutsättning för att kunna pumpa ut även medelkonsistens- massa (änden på röret skall nå in till "..said zone of moving pulp..", se krav 1); Genom denna lösning kan man enbart använda en bråkdel av tornets volym (och uppehållstid) som lagrings- eller behandlingstorn för medelkoncistens- massa, dà huvuddelen av massan passerar det övre rörlet och senare matas ut som lâgkonsitensmassa, och där volymen över insatslröret endast är en mindre del av tornets övre del. l US6.371.526 visas en lösning för hantering av flöden av massa vid medelkonsistens i rörledningar, där man vid flödesövergång från rör med större diameter till rör med mindre diameter har en speciell snabbkona där röret med det mindre tvärsnittet sticker in i röret med det större flödestvärsnittet, med en konisk vägganslutning från det: större rörets vägg till det mindre rörets vägg i nivå sett i flödets riktning efter det mindre rörets ände.

På detta sätt kan man få en enklare snabbkona (övergång från grovt rör till klenare rör) för medelkonsistensmassa utan risk för pluggning. Men denna lösning har främst varit avsedd för förenklade snabbkonor vid flöde från större rör till rör med mindre flödestvärsnitt.

Uggfinningens sfle och ändamål Föreliggande uppfinning avser att erbjuda ett förbättrat och förenklat sätt att konvertera ett uppflödestorn med konisk inloppsdel avsett för lagring eller behandling av cellulosamassa vid medelkonsistens, till ett lagrings eller behandlingstorn av nedflödestyp. 20 30 528 274 'i Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att med enkla medel kunna omställa ett för uppflöde specifikt anpassat torn så att det kan användas som ett lagrings- eller behandlingstom av nedflödestyp, där omställningen sker i huvudsak endast genom att ett rör inskjutes i tomets botten vilket rör enkelt kan dras bort om man vill återställa tornet till det ursprungliga uppflödestornet.

I flera bleklinjer för pappersmassa flnns dessa uppflödestorn med koniska inloppsdelen i specifika processpositioner, exempelvis som reaktorer för E-, EO- eller EOP-steg, eller när man använder gasformiga blekmedel där just uppflödestornen år att föredraga då trycket naturligt är högst i tomets nedre in|oppsde|(där det gasformiga blekmedlet har högst volymandel av suspensionen innan förbrukning/reaktion). l samband med optimering/ombyggnad av bleklinjer brukar ett eller flera bleksteg uteslutas, vilket leder till att de ursprungliga tornen med fundament, till- och frånloppsrör blir överflödiga. Alternativet är att skrota tornen och tillhörande utrustning vilket är ett stort kapitalslöseri, när oftast lagringstorn eller behandlingstom fortfarande erfordras för att ge blekprocessen god körbarhet.

Uppflödestorn användes i de processpositioner där man eftersträvar en given uppehållstid för cellulosamassan i en kemisk reaktionszon där tiden är avgörande för åsyftat resultat. Dessa uppfiödestom hålls hydrauliskt fyllda och kan inte användas som mellan- eller bufferttorn, med vilka man kan variera den lagrade massavolymen mellan olika processteg där processtegen inte alltid går på samma momentana flöde(exempelvis vid uppstart eller justeringar i ett processteg). Normalt skrotas uppflödestorn om dessa inte kan konverteras till nedflödestorn, då just uppflödestornen har en given specifik utformning för att etablera en given uppehållstid av massan i tornet. För de uppflödestorn där man har konisk inloppsdel isylte att undvara fördelnings- anordningar i tornets nedre del så har dessa torn som regel alltid skrotats vid omläggning av bleklinjen så att dessa torn .ej längre erfordras.

Ett annat syfte är att vid konverteringen av uppflödestornet till nedflödestorn kunna maximera den totala verksamma aktiva lagringsvolymen i tornet, då man enkelt genom att skjuta upp eller dra ned insatsröret kan anpassa den stationära stagnationszonen så att denna volymmässigt i tornet blir minimerad 20 25 30 528 274 5 i beroende på aktuell massakonsistens som lagras/behandlas i tomet. Sådan anpassning ochlellerjustering till olika konsistens låter inte sig göras i exempelvis ombyggnadsvarianten visad i US5319902 där den av cement(det som praktiskt måste användas) uppbyggda bottenytan inte kan justeras med mindre än att hela utfyllnaden spettas bort. En optimering av sådan konstruktion med mindre förändringar av bottenytans läge och eller form kräver omfattande insatser i arbete och kostnader.

Uppfinningen avser både ett sätt för konvertering av ett uppflödestorn med konisk inloppsdel till ett nedflödestorn samt nedflödestomet som sådant.

Ritningsförteckning Figur 1, visar ett konventionellt uppflödestorn där tornets inloppsdel med sin koniska inloppsdel är speciellt anpassad för att etablera ett jämt flöde över tornets hela tvärsnitt; Figur 2, visar ett torn enligt figur 1 konvertyerat till ett nedflödestom enligt uppfinningen.

Deta|'|erad Beskrivning av föredragna utföringsformer l figur 1 visas ett konventionellt vertikalt stående uppflödestorn 1 som användes vid lagring eller behandling av cellulosamassa vid medelkonsistens i området 8-16%. Uppflödetornet 1 har ett inlopp 2 i tornets botten som övergår till en konisk inloppsdel 4 i botten på tornet, där den koniska inloppsdelen har konvinkel d relativt horisontalplanet på i storleksordningen 30-80°, företrädesvis 45-60°. Tornet är försett med ett utlopp (3) i toppen på tornet. l figur 2 visas hur detta torn konverteras till ett nedflödestorn 10 genom att i tornets tidigare inloppsdel insättes ett fritt inskjutande rör 25 vars övre öppna ände ligger på ett första avstånd A från den koniska inloppsdelens nedre del, vilket första avstånd A är mindre än den koniska inloppsdelens totala vertikala utsträckning B, varvid det ursprungliga inloppet och utloppet istället användes “ som utlopp 20 respektive inlopp 30 i ett nedflödestorn. 20 25 30 528 274 b Genom denna utformning kommer cellulosamassan att etablera en självformande stagnationszon runt röret 25 i nedflödestornets nedre del vilket antydes med en svag linje 29 som löper från rörets 25 övre kant och upp mot tornets cylindriska väggparti. Denna linje 29 åskådliggör gränsen mellan en massavolym som i allt väsentligt är stillstående (den volym som ligger under" linjen 29) och den aktivt verksamma volymen i tornet där flödet är etablerat.

Denna stagnationszon kan enkelt minimeras genom att dra ned röret i små steg till dess att pluggningsfenomen börjar uppkomma, då röret enkelt kan skjutas upp en förbestämd sträcka så att en viss säkerhet mot pluggning kan etableras vid den aktuella konsistensen. Om bleklinjen av något skäl förändras så att konsistensen förändras så kan optimering av rörets läge enkelt erhållas genom en förskjutning i höjdled. Ökar konsistensen så brukar normalt röret behöva höjas något och omvänt om konsistensen sjunker så kan röret sänkas.

Inom det angivna applikationsområdet erhålles normalt en minimerad stagnationsvolym om röret 24 inskjutes i tornets koniska del så att det första avståndet A är i storleksordningen 50-85% av det andra avståndet B. På detta sätt kan gränslinjen (det som antydes i figur 2) mellan stagnationsvolymen och den aktiva volymen anpassas så att denna så långt möjligt närligger tornets koniska väggar.

För att underlätta tömning av tornet anordnas ett antal första dysor 21 a för tillsättning av spädvätska, via spädvätskeledningen 21, i tornets omkretsled på en första nivå i tornet anordnade att utrnynna itomet ovanför rörets 25 övre öppna ände, vilken första uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut cellulosamassan i samband med normal drift eller vid tömning av tomet. Dessa späd dysor kan även användas om det skulle uppstå momentana pluggningstendenser i tornet under normal drift. Som regel kan dock dessa späd dysor vara avstängda, eller endast ha ett mycket begränsat kontinuerligt tillflöde av spädvätska, väl under en 10%-ig tillsättning av spädvätska, under normal drift. 20 528 274 ? I det fall som hela tornet skall tömmas anordnas åtminstone ett andra utlopp 23 i tornets nedre koniska del, vilket andra utlopp 23 ansluter till den del av tornets volym som ligger radiellt utanför röret 25 men längst ned i tornets koniska nedre del. Lämpligen anordnas ett antal andra dysor 22a, vilka förses med spädvätska från ledningen 22, för tillsättning av spädvätska 'i tomets omkretsled på en andra nivå i tornet anordnade att utmynna i tornet nedanför rörets övre öppna ände, vilken andra uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut cellulosamassan i samband med tömning av tornet.

Uppfinningen kan inom ramen för patentkraven modifieras på ett flertal sätt.

Exempelvis så kan det andra utloppet 23 vara integrerat med utloppet 20, där en axiellt förskjutbar hylsa kan anordnas runt röret 25 och vid förskjutning blottar en andra utloppsöppning in i röret 25.

Röret 25 kan även anordnas som ett teleskopiskt rör där detta rörs totala instick i tomet regleras av ett servo, antingen manuellt eller återkoppiat i beroende av detekterade flödesparametrar som är indikativa för eventuella pluggningstendenser.

Regleringen av spädvätska till dysorna 21a kan ävenledes skötas av ett återkoppiat reglersystem i beroende av detekterade flödesparametrar på motsvarande sätt.

Claims (1)

1. 20 25 30 528 274 8 PArENrkRAv . Sätt att vid lagring eller behandling av oellulosamassa vid medelkonsistens i området 8-16% konvertera ett för massans lagring eller behandling använt vertikalt stående uppflödestom (1) med ett inlopp (2) itomets botten som övergår till en konisk inloppsdel (4) i botten på tornet, där den koniska inloppsdelen har konvinkel cl relativt horisontalplanet på i storleksordningen 30-802 företrädesvis 45-60°, och där tornets är försett med ett utlopp (3) i toppen på tornet k ä n n e t e c k n a t av att i tornets inloppsdel insättes ett fritt inskjutande rör (25) vars övre öppna ände ligger på ett första avstånd (A) från den koniska inloppsdelens nedre del, vilket första avstånd (A) är mindre än den koniska inloppsdelens totala vertikala utsträckning (B), varvid det ursprungliga inloppet och utloppet istället användes som ut|opp(20) respektive inlopp (30) i ett nedflödestorn, där cellulosamassan etablerar en självforrnande stagnationszon runt röret (25) i nedflödestomets nedre del. . Sätt enligt krav 1A k ä n n e t e c k na t av att röret (25) inskjutes itomets koniska del så att det första avståndet (A) är i storleksordningen 50-85% av det andra avståndet (B). . Sätt enligt krav 2 k ä n n e te c k n at av att ett antal första dysor (21a) för tillsättning av spädvätska anordnas i tornets omkretsled på en första nivå i tornet anordnade att utmynna i tomet ovanför rörets övre öppna ände, vilken första uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut cellulosamassan i samband med nonnal drift eller vid tömning av tomet. . Sätt enligt krav 3 k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone ett andra utlopp (23) anordnas i tornets nedre koniska del, vilket andra utlopp (23) ansluter till den del av tornets volym som ligger radiellt utanför röret (25) men längst ned i tornets koniska nedre del. . Sätt enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a t av att ett antal andra dysor (22a) för tillsättning av spädvätska anordnas i tornets omkretsled på en andra nivå i 20 25 30 528 274 “i tornet anordnade att utmynna i tornet nedanför rörets övre öppna ände, vilken andra uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut cellulosamassan i samband med tömning av tornet. . Nedflödestorn vid lagring eller behandling av cellulosamassa vid medel- konsistens i området 8-16% där tornet utgöres av ett vertikalt stående nedflödestorn (10) med ett utlopp (20) l tornets botten som övergår till en konisk utloppsdel (40) i botten på tornet, där den koniska inloppsdelen har konvinkel u relativt horisontalplanet på i storleksordningen 30-80°, företrädesvis 45-60°, och där tornets är försett med ett inlopp (30) i toppen på tornet k ä n n e t e c k n a t av att i tomets utloppsdel är anordnat ett fritt inskjutande rör (25) vars övre öppna ände ligger på ett första avstånd (A) från den koniska utloppsdelens nedre del, vilket första avstånd (A) är mindre än den koniska utloppsdelens totala vertikala utsträckning (B), där cellulosamassan etablerar en självformande stagnationszon runt röret (25) i nedflödestomets nedre del. . Nedflödestom enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a t av att röret (25) är anordnat i tornets koniska del så att det första avståndet (A) är i storleksordningen 50-85% av det andra avståndet (B). . Nedflödestom enligt krav 7 k ä n n e t e c k n at av att ett antal första dysor (21a) för tillsättning av spädvätska är anordnade itornets omkretsled på en första nivå itornet och anordnade att utmynna i tornet ovanför rörets övre öppna ände, vilken första uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut cellulosamassan i samband med nonnal drift eller vid tömning av tornet. . Nedflödestorn enligt krav 8 k ä n n e t e c k n at av att åtminstone ett andra utlopp (23) är anordnat i tornets nedre koniska del, vilket andra utlopp (23) ansluter till den del av tornets volym som ligger radiellt utanför röret (25) men längst ned i tornets koniska nedre del. 528 274 IO 10. Nedflödestorn enligt något av föregåendekrav 6-9 k ä n n e t e c k n at av att ett antal andra dysor (22a) för tillsättning av spädvätska är anordnade i tornets omkretsled på en andra nivå itornet och anordnade att utmynna i tornet nedanför rörets övre öppna ände, vilken andra uppsättning dysor för spädvätska användes för att späda ut ceiluiosamassan i samband med tömning av tornet.