SE528571C2 - Arrangemang för matning av en flissuspension från ett kärl till en kokare - Google Patents

Description

30 528 571 2/12 Tillsättning av vätska på de sätt som beskrivits ovan medför dock en del nack- delar framförallt då tillsättningen görs till ett impregneringskärl. l de fail vätskan tillsätts i ett impregneringskärl måste den extra tillsatsen av vätska tas omhand i toppseparatorn i efterföljande kokare, vilket medför en vä- sentlig merkostnad hos toppseparatom.

Dessutom medför den tillsatta vätskan stora vätskevolymer som systemet mås- te ta hand om, vilket i sin tur medför dyra investeringar samt höga driftkostna- der hos pumpar och/eller högtryckskikar.

Samma problem gäller givetvis även i de fall då ingen vätska har tillsatts i bot- ten av impregneringskärlet på grund av att v/v-förhållandet hos flissuspensio- nen är så hög att ingen vätska behöver sättas till för att säkerställa utmatningen ur impregneringskärlet.

S ena medu finnin en Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att upphäva och/eller reducera ovanstående problem/nackdelar i samband med utmatning av flissus- pension från ett impregneringskärl till en överföringsledning, där uppfinningen medger: I att mängden vätska i flissuspensionen som matas från impregneringskärlet till kokaren reduceras, dvs. v/v-förhållandet minskas; I att initiellt kunna etablera ett stabilt flöde ut från impregneringskärlets botten I med endast momentant ökade vätskevolymer; alternativt ge möjlighet till ökad utspädning i impregneringskärlets botten utan att för den skull de öka- de vätskemängderna måste pumpas vidare i överföringsledningen; I att kunna använda en mindre och billigare toppseparator l efterföljande ko- kare till följd av de minskade vätskevolymerna. och företrädesvis helt kunna undvara en toppseparator; I att kunna använda mindre och billigare pumpar och/eller högtryckskikar som i drar lägre effekt, tack vare de minskade vätskevolymerna.

Dessa syften uppnås med ett arrangemang i enlighet med patentkrav 1. 0503 SE_4.doc 20 25 30 528 571 3/12 Figurbeskrivning l det följande kommer uppfinningen att närmare förklaras med hjälp av de bifo- gade figurerna, i vilka; Figur 1 visar en föredragen utföringsform av ett impregneringskärl där det upp- finningsenliga arrangemanget ingår.

Figur 2a visar en sidovy med ett snitt A-A och figur 2b en toppvy, av en första föredragen utföringsform av det hinkformade utloppet 201, Figur 3a visar en sidovy med ett snitt B-B och figur 3b en toppvy av en andra föredragen utföringsform av det hinkformade utloppet 201, Figur 4a visar en sidovy och figur 4b en toppvy av en tredje föredragen utfö- ringsform av det hinkforrnade utloppet 201, Figur 5a visar en sidovy med ett snitt C-C och figur 5b en toppvy av en fjärde föredragen utföringsform av det hinkformade utloppet 201 och utloppsledning 301, Figur 6a, 6b och 6c visas olika utföringsformer av hur de olika silytorna hos hinkformade utloppet kan se ut.

Figur 7 visar en utföringsform på hur skraparmar 207 anordnats runt axel 106 för att hålla silhåi/-slitsar rena. ' Detaljerad beskrivning av uggfinning l den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen kommer begreppet ”flissuspension” att användas. Med flissuspension avses här flis tillsammans med vätska, vilken suspension behandlas i ett impregneringskärl och matas ut från nämnda impregneringskärl till en efterföljande kokare i en kontinuerlig kok- process för framställning av kemisk cellulosamassa.

Ytterligare ett uttryck som kommer att tillämpas är ”v/v-förhållande”. Med v/v- förhållande avses här det förhållande mellan vätska/ved som råder i flissuspen- oso3s1z_4.a°c 20 25 30 ;. 528 571 4/12 sionen.

Dessutom kommer uttrycket ”perforerad silhål/-s|its" att användas i beskriv- ningen av silytor. Med perforerad silhål/-slits avses här genomgående hålighe- ter i ytorna utan krav på form. Dessa håligheter kan således vara runda, fyrkan- tiga, triangelformade etc. Dessutom kan man tänka sig att perforeringen består av genomgående slitsar vilka kan vara raka, böjda, krokiga etc.

Slutligen kommer begreppet ”matningsorgan” att användas. Med matningsor- gan avses här ett organ avsett att genom trycksättning mata flissuspensionen från impregneringskärl till kokare. Exempel på sådant matningsorgan kan vara pump eller högtryckskik. l figur 1 visas nedre delen av ett i huvudsak cylindriskt vertikalt anordnat im- pregneringskärl 101 för impregnering av flis som föregår ett kokkärl 401 i en kontinuerlig kokprocess för tillverkning av kemisk cellulosamassa. Impregne- ringskärlet 101 har en diameter D1, ett inlopp 107 i kärlets topp där obehandlad flis matas in och ett hinkformat utlopp 201 i kärlets botten där en flissuspension dvs. impregnerad flis med vätska matas ut. I impregneringskärlet har flissus- pensionen ett första vlv-förhållande, vilket första v/v-förhållande företrädesvis ligger i intervallet 2-7.

För att underlätta utmatning av flissuspensionen ut ur impregneringskärlet 101 är en mekanisk omrörare 102 anordnad i botten av impregneringskärlet 101, för att erhålla en omröming av flissuspensionen. Omröraren 102 innefattar ett an- tal, företrädesvis två stycken skraparmar 105 vilka finns anordnade i övre än- den av en vertikalt anordnad axel 106. Axeln 106 drivs vid dess nedre ände medelst en direktverkande drivanordning 107. Genom omrörningen av flissus- pensionen bryts orienteringen av flisen i samband med utmatningen, så att ut- matningen ut ur impregneringskärlet underlättas.

För att ytterligare säkerställa utmatningen av flissuspensionen ut ur impregne- ringskärlet 101 tillsätts spädvätska på känt sätt i en mängd Q1 i närheten av botten medelst åtminstone en spädvätsketillsättningsdysa 103. Spädvätsketill- osos sß_4.doc 20 25 30 528 571 5/12 sättningsdysorna 103 är oftast anordnade genom väggen på impregneringskär- let 101 eller i skraparmarna 105. l utföringsformen där spädvätsketillsättnings- dysorna 103 är anordnade i skraparmarna 105 leds vätskan till skraparmarna 105 via en vätskegenomströmande hålighet (ej visad) i axel 106. Den totala mängden spädvätska som tillsätts till impregneringskärlet 101 från spädvätske- tillsättningsdysorna 103 benämns härefter som Q1. Flissuspensionen har efter tillsättningen av spädvätska ett andra v/v-förhållande som är högre än det första v/v-förhållandet längre upp i impregneringskärlet, vilket andra vätske-ved förhål- lande etableras för att säkerställa jämn och störningsfri utmatning. Detta andra v/v-förhållande ligger i företrädesvis intervallet 6-10. Det kan dock förekomma driftsfall där Q1=0, dvs inget spädvatten alls tillsätts via spädvätsketillsättnings- dysorna 103, i de fallen är första och andra v/v-förhållandet är lika ligger v/v- förhållandet i intervallet 6-10.

För att kort sammanfatta relationen mellan första och andra v/v-förhållandena, så har flissuspensionen i kärlet 101 det första v/v-förhållande etablerat ovanför det andra v/v-förhållande, där det andra v/v-förhållandet är etablerat i botten av kärlet. Det andra vlv~förhållandet är minst lika stort som första v/v-förhållandet, företrädesvis större.

Flissuspensionen dvs. den impregnerade flisen tillsammans med vätskan ma- tas kontinuerligt ut ur impregneringskärlet 101 genom ett hinkforrnat utlopp 201 anordnat i och under botten av impregneringskärlet 101 nedanför skrapanord- ningen 102. Det hinkformade utloppet 201 har en diameter D2 vilken är mindre än impregneringskärlets diameter D1, dvs. D2>D1. Díametem D2 på det hink- formade utloppet är cirka 1-1,5m på ett impregneringskärl 101 med en diameter D1 på 3-5m. På ett impregneringskärl med 10 meters diameter D1 kan D2 ha ett mått på cirka 2m. Diametern D2 är således mindre än 50% av D1 och före- trädesvis i intervallet 15-40% av D1. Delar eller hela väggpartiet hos det hink- formade utloppet består av perforerade silhål/-slítsar 205. Silhål/-slitsar omges på utloppets yttervägg av ett avdragsutrymme 206 från vilket avdragsutrymme 206 delvätskemängden Q2 dras av från flissuspensionen medelst en pump 303, innan resterande flissuspension skickas i utloppsledning 301 till efterföl- jande kokare (ej visad) genom trycksättning via ett matningsorgan 302. Utlopps- 0503 SE_4.doc 20 25 30 528 571 6/12 ledning 301 är ansluten till det hinkformade utloppets väggparti, vilken utlopps- ledning 301 har en diameter D3, där D1, D2 och D3 förhåller sig som D1>D2>D3. Efter vätskeavdraget har flissuspensionen ett tredje v/v-förhållande som är lägre än det andra andra v/v-förhållandet . Detta tredje v/v-förhållande ligger i intervallet 5-9, och är minst 1 enhet, företrädesvis minst 2 enheter lägre än det andra v/v-förhållandet som ligger i intervallet 6-10.

Vätskeavdraget Q2 kan sedan skickas något av eller kombination av följande: Q2 skickas i en cirkulationsledning som är ansluten med sin första in- Ioppsände till åtminstone ett avdragsutrymme (206) anordnat på det hinkformade utloppet (201) och där en andra ände på cirkulationsled- ningen är ansluten till återvinning (REC). Naturlig position om man vill dra bort slutförbrukad ímpregneringsvätska, som i sin tur utgjorts till delar av ett kokaravdrag.

Q2 skickas i en cirkulationsledning som är ansluten med sin första in- loppsände till åtminstone ett avdragsutrymme (206) anordnat på det hinkformade utloppet (201) och där en andra ände på cirkulationsled- ningen är ansluten till spädvätsketillsättningsdysa (103). Här är det en- dast fråga om en lokal utspädning som ej påverkar Q2 skickas i en cirkulationsledning som är ansluten med sin första in- loppsände till åtminstone ett avdragsutrymme (206) och där cirkulations- ledningens andra ände är ansluten till en position (A) nära toppen på im- pregneringskärlet (101).

Q2 skickas i en cirkulationsledning som är ansluten med sin första in- loppsände till åtminstone ett avdragsutrymme (206) och där cirkulations- ledningens andra ände är ansluten till en position (B) i efterföljande ko- kare (401). Detta görs i syfte om man i något kokskede vill modifiera kok- villkoren, eventuellt höja sultiditeten, eller initiera utfällning avtidigt utlöst XYLAN på fibrerna i kokaren. ososssßdec 20 25 30 528 571 7/12 I figur 2a och 2b visas en första föredragen utföringsform av det hinkforrnade utloppet 201 där delar av, företrädesvis hela utloppets mantelyta 204 är perfo- rerad med silhål/-slits 205, och från vilken perforerad mantelyta 204 en del- mängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen dras av med en pump 303 via ett avdragsutrymme 206 anordnat omkring silhålen/-slitsarna på yttre mantelytan 204. Axel 106 (ej visad här) löper genom en genomgående hålighet 202 i det hinkformade utloppet 201. lfigur 3a och 3b visas en andra föredragen utföringsform av det hinkformade utloppet 201 där utloppets mantelyta 204 är perforerad med silhål/-slits 205 över en omslutningsvinkel d mellan 90-2702 företrädesvis 180°, och från vilken perforerad mantelyta 204 en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen dras av med en pump 303 via ett avdragsutrymme 206 anordnat runt de perfo- rerade silhålen/-slitsarna på mantelytan 204 yttersida. Axel 106 (ej visad här) löper genom en genomgående hålighet 202 i det hinkformade utloppet 201.

I figur 4a och 4b visas en tredje föredragen utföringsforrn av det hinkformade utloppet 201, där utloppet har en bottenyta 203. Delar av, företrädesvis hela bottenytan 203 är perforerad med si|håV-slitsar 205. Från den perforerade bot- tenytan 203 dras en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen av med en pump 303 via ett avdragsutrymme 206. Axel 106 (ej visad här) löper genom en genomgående hålighet 202 i det hinkformade utloppet 201. l figur 5a och 5b visas en tjärde föredragen utföringsform, där utloppsledning- ens 302 mantelyta är helt eller delvis perforerad silhål/-slits 205. Från den per- forerade mantelytan dras en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen av med en pump 303 via ett avdragsutrymme 206 anordnat runt de perforerade silhålen/-slitsarna 205 på utloppsledningens mantelyta.

I figur 6a visas en femte föredragen utföringsfonn av hur hinkformade utloppets silyta bestående av perforerade silhål/-slitsar 205 kan se ut. Här är hela ytan perforerad. lfigur Sa visas en sjätte föredragen utföringsform där delar av silytan är perfo- 0503SE_4.doc 528 571 8/12 rerad av silhål/-slitsar 205. l figur 6c visas en sjunde föredragen utföringsform där delar av silytan är perfo- rerad med silhål/-slitsar 205.

I figur 7a en sidovy och en toppvy av det hinkformade utloppet 201 där skrap- armar 207 anordnats på axel 106 i syfte att hålla silhàlen/-slitsarna på silytorna i det hinkforrnade utloppet rena, så att 'de inte pluggar igen.

Med uppfinningen uppnås bl.a. följande fördelar, gentemot den konventionella tekniken, beskriven i teknikens ståndpunkt: j I Minskat vätskeflöde tiil kokarens toppseparator från föregående impreg- neringskärl, vilket gör att en mindre och billigare toppseparator kan nytt- jas. I en optimal utföringsform kan man helt ta bort toppseparatom på kokaren.

~ Det minskade vätskeinnehållet hos flissuspensionen som lämnar im- pregneringskärlet gör att mindre, billigare och driftsnålare pumpar och/eller högtryckskikar kan användas.

Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utföringsformerna utan flera varianter inom ramen för patentkraven är möjliga. T.ex. är samtliga nedanstå- ende kombinationer sinsemellan möjliga: 1) silhàl/-slitsar 205 någonstans på hinkformade utloppets mantelyta 204 2) silhål/-slitsar 205 någonstans på hinkformade utloppets bottenyta 203 3) silhâl/-slitsar 205 på ledningens 301 mantelyta. 0503 SE_4.doc

Claims (4)

52s 571 9/12 PÅTENTKRAV

1. Arrangemang för att mata en flissuspension från ett kärl till en efterföljande kokare i en kontinuerlig kokprocess för framställning av kemisk cellulosa- massa, där arrangemanget innefattar, - ett i huvudsak vertikalt anordnat kärl (101) med ett inlopp (107) för inmat- ning av flis och ett utlopp (201) för utmatning av en flissuspension; - en utloppsledning (301) ansluten till utloppet, för att transportera flissus- pensionen till en efterföljande kokare (401) medelst trycksättnlng av ett mat- ningsorgan (302), kännetecknar! av - att kärlet (101) har en diameter D1, utloppet (201) har en diameter D2 och utloppsledningen (301) har en diameter D3, och där diametrarna förhåller sig sinsemellan som D1>D2>D3. - att åtminstone en del av utloppet (201) före matningsorganet (302) är per- forerat med silhål/-slits - att i samband med flissuspensionens passage genom utloppet (201) dras en delmängd (Q2) av vätskan hos flissuspensionen av från utloppets perfo- rerade silhåll-slitsar (205) innan resterande flissuspension trycksätts me- delst matningsorganet (302) och skickas till efterföljande kokare (401) via ut- loppsledningen (301 ).

2. Arrangemang enligt patentkrav 1 kännetecknat av att en omrörare (102) är anordnad i botten av kärlet (101) för omrörning av flissuspensionen;

3. Arrangemang enligt något av patentkraven 1-2 kännetecknat av att ett av- dragsutrymme (206) anordnat pâ utsidan av utloppet (201), och där del- mängden Q2 avdrages från silhàl/-slits (205) via avdragsutrymmet (206) medelst en pump (303),

4. Arrangemang enligt något av patentkraven 1-3 kännetecknat av åtminstone en spädvätsketillsättningsdysa (103) är anordnad i närheten av botten av kärlet (101), vilken dysa (103) tillsätter spädvätska i en mängd Q1 till nämn- da kärl (101). ososs13_4.a0c 20 25 52s 571 10/12 . Arrangemang enligt något av patentkraven 1-5 kännetecknad av att utlop- pet (201) har formen av en cylindrisk hink. . Arrangemang enligt patentkrav 1-5 kännetecknad av att åtminstone en del av mantelytan (204) på det hinkformade utloppet är perforerad med silhåll- slitsar, från vilken perforerad mantelyta (204) en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen dras av . Arrangemang enligt patentkrav 1-6 kännetecknad av att åtminstone en del av det hinkforrnade utloppets mantelyta (204) är perforerad med en omslut- ningsvinkel mellan 90-2702 företrädesvis 180°, från vilken perforerad man- telyta (204) en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen dras av. . Arrangemang enligt något av patentkraven 1-7 kännetecknar! av att åtmin- stone en del det hinkformade utloppets bottenyta (203) är perforerad med silhål/-slitsar (205), från vilken perforerad bottenyta (203) en delmängd av vätskan hos flissuspensionen dras av. . Arrangemang enligt något av patentkraven 1-8 kännetecknad av att den till det hinkformade utloppet anslutna utloppsledningen (301) är försedd med perforerade silhål/-slitsar (205), på åtminstone en del av dess mantelyta, från vilka perforerade silhål/-slitsar (205) en delmängd Q2 av vätskan hos flissuspensionen dras av. 0503SE_4 .doc 52s 571 11/12 10.Arrangemang enligt något av ovanstående patentkrav 1-9 kännetecknad av att en cirkulationsledning är ansluten med sin första inloppsände till åtmin- stone ett avdragsutrymme (206) anordnat på det hinkfonnade utloppet (201) och där en andra ände på cirkulationsledningen är ansluten till återvinning s (REC). 11.Arrangemang enligt något av patentkraven 1-10 kännetecknad av att en cirkulationsledning är ansluten med sin första inloppsände till åtminstone ett avdragsutrymme (206) anordnat på det hinkformade utloppet (201) och där 10 en andra ände på cirkulationsledningen är ansluten till spädvätsketillsätt- ningsdysa (103). 12.Arrangemang enligt något av ovanstående patentkrav 1-11 kännetecknad av att en cirkulationsledning är ansluten med sin första inloppsände till åt- 1s minstone ett avdragsutrymme (206) och där cirkulationsledningens andra ände är ansluten till en position (A) nära toppen på kärlet (101). 13.Arrangemang enligt något av ovanstående patentkrav 1-12 kännetecknad av att en cirkulationsledning är ansluten med sin första inloppsände till åt- zo minstone ett avdragsutrymme (206) och där cirkulationsledningens andra ände är ansluten till en position (B) i efterföljande kokare (401). 0503 SE__4.doc