SE528574C2 - System samt förfarande för generering av ånga i ett kokeri för tillverkning av kemisk cellulosamassa - Google Patents

Description

528 5? 2. uppvärmda processvätska. Systemet har dock ingen effekt på torrhalten i den tryckavlastade svartluten. l US 6.176.971 visas ett system för genering av renånga för användning i flisfickan där man har en ångomformare för svartluten där svartluten värmer en ren processvätska, och där mängden producerad renånga ökas genom att undertrycksätta renånge sidan i ångomformaren med en àngdriven ejektor.

Det sänkta trycket på renånge sidan medför att mer värme kan dras ur från svartluten, vilket ger mer ånga i sig, men där ångtillsättningen till ejektorn ävenledes bidrar till att ökade ångmängder erhålles. Här utgöres dock den bildade renångan av en blandning av renånga som avdrivits från processvätskan och ånga som tas från fabrikens àngnät för drivning av ejektorn. l US 6.306.252 visas en annan variant för genering av renånga för användning i flisfickan där svartluten från kokaren leds genom en värmeväxlare där man värmer upp rent processvatten, varefter det uppvärmda processvattenet tryckavlastas så att renånga bildas.

De olika lösningarna visar att betydande utveckling lagts på framtagning av nya system för genering av renånga från heta kokvätskor, vilken renånga skall användas i åtminstone första basningssteget av flisen. Systemen har haft den egenheten att de generade mängderna av ånga, dels renångan men även svartlutsàngan som användes i ett andra basningsmoment, inte blir tillräckliga för önskad basningseffekt. En annan nackdel är att systemen inte sänker torrhalten på svartluten i samband med produktionen av renänga, vilket medför att motivationen för att installera dessa system i äldre anläggningar med luktproblem, vilka ofta även har kapacitetsproblem på indunstningssidan, blir låg.

Uppfinningens sfle och ändamål Föreliggande uppfinning avser att erbjuda ett förbättrat system of förfarande för generering av renånga från svartlut, där tillräckliga mängder av både svartlutsånga som renånga kan erhållas, vilka mängder ånga krävs för en 20 30 52% 5274 3 flerstegs basningsprocess där renánga användes först, följt av basning med svartlutsånga. En direkt generering av svartlutsånga från svartluten är den mest effektiva formen på ànggenerering.

Ett annat syfte är att erhålla en ökad torrhalt i den tryckavlastade svartluten, - vilken torrhaltshöjning medger reducerad belastning i återvinningsprocessen. I äldre anläggningar är ofta indunstningskapaciteten fullt utnyttjad och ökad produktion av cellulosamassa, vilket ger ökade volymer av svartlut som skickas till indunstningen, kan inte komma ifråga om inte svartluten dessförinnan nått en högre torrhalt än tidigare. Systemet enligt uppfinningen har den fördelen att inga nya vattenmängder införes i processen än de som trots allt finns med i flisen efter basningen.

Ytterligare ett syfte är att mängden ren fârskånga som tas från fabrikens àngnät och som tillsättes flisen, och däri förorenas, reduceras. Den renånga som behövs för flisens basning erhålles genom uppvärmning av processvatten istället samt i nära anslutning till kokaren. Ingen ånga behöver därför tas från sodapannans ångproduktion (fabrikens ångnät).

Den färskånga som tas från fabrikens ångnät för värmning av svartluten blandas ej ut i flisen med åtföljande förorening, och istället erhålles ett rent kondensat som kan återföras till sodapannan för genereringen av àngai sodapannan och àterföring till fabrikens àngnät. Ftenhetskraven för det kondensat som användes vid ànggenereringen är mycket höga i syfte att undvika igensättning och utfällningar i systemet.

Behovet av färskånga från fabrikens ångnät kommer att reduceras totalt sett, då man erhåller ökad indunstningseffekt på svartluten redan i kokeriet, vilket ger minskat ångbehov i indunstningen.

Ritningsförteckning Figur 1, visar schematiskt ett system enligt uppfinningen. pgetalierad Beskrivning av föredraqna utförinqsformer I figur 1 visas ett system för generering av ånga i ett kokeri för tillverkning av kemisk cellulosamassa enligt uppfinningen. Systemet innefattar ett kokarkärl 20 25 30 528 574- Li 4 i vilket flis kokas i en trycksatt het kokvåtska. l kokarkärlet finns åtminstone en avdragsanordning, här en kokarsil 10, för avdragning av het, trycksatt och förbrukad kokvätska, så kallad svartlut BL, från kokarkärlet. Svartluten leds till en första tryckavlastningsanordning, här i form av två tryckavlastningstankar 1 ta &1 fb kopplade i serie i vilka svartluten tryckavlastas till ett första lägre tryck under avdrivning av en första mängd svartlutsànga BL-ST.

Innan flisen matas till kokarkärlet så basas obehandlad flis CH i ett första ängbasningskärl 1, typiskt en flisficka, där man förvärmer flisen med en första ånga vid ett första basningstryck, typiskt vid ett tryck fràn atmosfärstryck upp till cirka 1 bars övertryck. Den förvärmda flisen CH1 matas sedan via lämpligt slussorgan 9 till ett andra ängbasningskärl 2 i vilket förvärmd flis innan det kokas i kokarkärlet förvärmes med en andra ånga vid ett andra basningstryck, vilket andra basningstryck är högre än det första basningstrycket, typiskt mellan 1-3 bar. Pä konventionellt sätt följer sedan en uppslamning av flisen med kok~limpregneringsvätska Liq i samband med att flisen med lämplig matningsanordning 3 trycksätter flisblandningen CS och matar den till kokarens topp. I figuren visas ett en-kärls kokeri men uppfinningen kan tillämpas på alla former av konfigurationer av kontinuerliga kokerier, exempelvis tvà-kärls kokerier. Uppfinningen kan givetvis även tillämpas i ett satsvis kokeri, där man har àngbasning av flisen i tvâ steg, där det första steget använder ren ånga för basningen. I denna figur visas enbart de för uppfinningen väsentliga komponenterna, och olika typer av kokarcirkulationer kan givetvis finnas i kokarsystemet. fl/latningsanordningen 3 kan antingen vara av konventionell typ med slussmatning med en högtryckskik, med eller utan en toppseparator i kokarens topp. Matningsanordningen kan även vara av enkel pumpningsteknik, där flisblandningen CS flödar genom de trycksättande pumparna. l enlighet med uppfinningen innefattar även systemet en värmningsanordning 13 för svartluten efter det att svartluten tryckavlastats i den första tryckavlastningsanordningen 11a &11b i vilken värmningsanordning 13 den tryckavlastade svartluten BLQ värms för bildande av en återuppvärmd svartlut BLZH. Denna värmningsanordning utgöres företrädesvis av en värmeväxlare där svartluten värms upp indirekt med ånga St, och fràn vilken värmnings- 20 30 528 574 '5 anordning erhålles ett rent ångkondensat Cond. En indirekt värmeväxlare är att föredra då man inte får någon utspädning av svartluten med àngkondensat vilket annars skulle medföra ökad belatstning på återvinningens indunstningssystem. Svartluten BL; i denna position har förhöjd torrhalt, relativt torrhalten på svartluten BL som drogs av från kokaren, och sålunda ökad benägenhet för igensättning i eventuella värmeväxlare eller reboliers.

Den àteruppvärmda svartluten BL2H leds därefter till en andra tryckavlastningsanordning 12 i vilken den àteruppvärmda svartluten BLZH tryckavlastas under avdrivning av en andra mängd svartlutsànga. Denna andra mängd svartlutsänga leds sedan till en ángomformare 14 anordnad att mottaga den andra mängden svartlutsänga vilken i àngomformaren värmer upp ren processvätska P.Liq under bildning av en ren ånga.

Den rena processvätskan P.Liq kan som visas recirkuleras över värme- överföringsytorna i ångomformaren genom en pump 15 som drar av värmd processvätska från ängomformarens botten och leder in denna värmda vätska pà nytt l ångomformarens topp, där man på konventionellt sätt finfördelar vätskan över ångomformarens värmeöverförande ytor. Ny ren processvätska P.Liq tillsättes cirkulationskretsen via en nivàstyrd ventil 16.

Den rena ångan P-ST som drivs av från ångomformaren 14 leds sedan till det första basningskärlet 1, emedan den första mängden svartlutsånga leds till det andra basningskärlet 2 i respektive àngledningar.

Den heta trycksatta svartluten BL håller typiskt en temperatur i intervallet 130- 160°C, motsvarande koktemperaturen i kokaren, där denna svartlut tryckavlastas på sådant sätt att en första mängd svartlutsånga BL-ST genereras under det att den tryckavlastade svartluten BL2 får en första reducerad temperatur som är minst 15°C lägre än koktemperaturen.

Företrädesvis är den första reducerade temperaturen på den tryckavlastade svartluten minst 25°C lägre än koktemperaturen.

Den tryckavlastade svartluten värms sedan minst 5°C för bildande av en àteruppvärmd svartlut BL2H. Företrädesvis värms den tryckavlastade svartluten minst 10-15°C för bildande av den àteruppvärmd svartlut BL2H.

Den àteruppvärmda svartluten BLZH tryckavlastas igen för generering av en andra mängd svartlutsånga samt tryckavlastad svartlut BL3 , vilken 20 25 30 57 li- b tryckavlastad svartlut BL3 håller lägre tryck och en andra reducerad temperatur, vilken andra reducerad temperatur är minst 5°C lägre än den första reducerade temperaturen, företrädesvis minst 10-15°C lägre än den första reducerade temperaturen. Denna svartlut BL3 leds sedan till àtervinningen.

Tryckavlastningen regleras företrädesvis så att den andra mängden svartlutsånga som leds till ângomformaren håller en temperatur på minst 105- 115°C.

Med denna teknik erhålles tillräckliga mängder av dels svartlutsånga och renånga där den bildade andra mängden svartlutsånga leds till en àngomformare i vilken den andra mängden svartlutsånga användes för att producera ren ånga. Den rena ångan användes sedan för förvärmning av flisen i det första steget 1 och där den första mängden svartlutsånga användes för förvärmning av flisen i det andra steget 2.

Den rena ångan som produceras i ångomformaren bildas företrädesvis från rent processvatten, företrädesvis kondensat från massabruket, vilket processvatten redan håller en relativt hög temperatur pà 70-85°C. Alternativt kan rent kranvatten användas. Men det behöver inte alls ha samma höga krav pä renhet som vattnet som användes i fabrikens àngnät. Kondensaten från värmeväxlarna 13 & 13b är dock ett helt rent ångkondensat och kan àterföras till àngnätet utan någon typ av reningsprocess.

Processvattnet kan även som visas i figur 1 först värmas i en värmeväxlare 20 med smutskondensat, dvs smutskondensat som bildats fràn den andra mängden svartlutsånga i àngomformaren 14.

Vid tillämpning av uppfinningen i ett kokeri under Nordiska förhållanden där avdragen svartlut håller en temperatur på 155°C, så tryckavlastas svartluten i avlastningstankar (typ 11a &1tb) till en temperatur på 123°C, dvs en temperatursänkning pà 32°C. Den mängd svartlutsånga som då erhölls räcker väl till för basningen i ett andra steg. l den efterföljande uppvärmning av denna tryckavlastade svartlut höjdes temperaturen från cirka 123°C till 137°C, dvs en temperaturhöjning på cirka 14°C. Denna temperaturhöjnlng ökade 20 25 30 5 22 8 5 f? íš- _ 7 mängden renànga som kan erhållas från ångomformaren i det aktuella systemet med mer än 100%, från 3kg/sek till drygt Tkg/sek.

Den andra mängden svartlutsànga kunde hållas pà 110°C, och med ett flöde pà drygt 7,3 kg/sek, där ångomformaren hade en värmeöverföringsyta på cirka 1600 m2, ett k-värde på 2000 W/(mz * °C) samt ett deltaT på 5,0°C.

Tillfört kondensat värmdes med värmare 20 till en temperatur på drygt 95°C och i mängd motsvarande àngmängden avdriven från kondensatet (drygt 7 kg/sek).

Denna mängd renånga är vad som krävdes för att på ett tillfredställande sätt basa flisen i det första steget till en temperatur runt 100°C pä flisen.

Samtidigt medverkade temperaturhöjningen till att torrhalten pà svartluten, BL3, ökade med 2-3 procentenheter, vilket kraftigt reducerar de vattenmängder som skall drivas av i efterföljande återvinning i indunstningen.

Detta kan växlas in till möjligheter att öka produktionen i kokerier där indunstningen körs på gränsen av sin kapacitet, vilket ofta är fallet i äldre anläggningar där man under årens lopp har pressat systemen mot ökad produktion.

Alternativt kan àteruppvärmning ske genom att tillsätta en mängd uppvärmd kokavlut till den i första momentet tryckavlastade svartluten som håller cirka 123°C. l figur 1 visas en sådan variant där man i en nedre avdragssil 10b drar av en kokavlut som typiskt håller runt 110°C. Denna kokavlut leds sedan till en värmeväxlare 13b där denna kokavlut värms upp med färskånga till en temperatur i intervallet 145-165°C. Denna uppvärmda kokavlut blandas sedan med den från första momentet tryckavlastade svartluten BL2H som håller runt 123°C, på sådant sätt och i sådana mängder att blandningen når en temperatur på cirka 137°C.

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

Exempelvis så kan den första tryckavlastningen som genererar svartlutsängan ske i ett enda steg, eller i fler steg än 2. 528 574 8 Värmningen av den tryckavlastade ångan BL2 kan även ske genom värmeväxling mot andra heta processvätskor än ånga, eller i kombination med en efterföljande värmning med ånga.

Systemet enligt figur 1 har den fördelen att inga nya vattenmängder inlöres i processen än de som trots allt finns med iflisen efter basningen, och då endast de vattenmängder som tillförts i första basningsmomentet. Det andra basningsmomentet blir helt och hållet utfört med àtergenererad ånga, utan tillsättning av nya vätskemängder.

Claims (10)

1. 20 25 30 PATENTKRAV 1.

2. System för generering av ånga i ett kokeri för tillverkning av kemisk cellulosamassa, vilket innefattar - ett kokarkärl (4) i vilket flis kokas i en trycksatt het kokvätska - en avdragsanordning (10) för avdragning av het, trycksatt och förbrukad kokvätska, sä kallad svartlut (BL), från kokarkärlet - åtminstone en första tryckavlastningsanordning (11a,11b) i vilken svartluten tryckavlastas till ett första lägre tryck under avdrlvning av en första mängd svartlutsànga (BL-ST) - ett första àngbasningskärl (f) i vilket obehandlad flis innan det kokas i kokarkärlet förvärmes med en första ånga vid ett första basningstryck - ett andra àngbasningskärl (2) i vilket förvärmd flis innan det kokas i kokarkärlet förvärmes med en andra ånga vid ett andra basningstryck, vilket andra basningstryck är högre än det första basningstrycket k ä n n e t e o k n a t av att systemet även innefattar - en värmningsanordning (13) för svartluten (BL2) efter detatt svartluten (BL) tryckavlastats i den första tryckavlastningsanordningen (11a,11b) i vilken den tryckavlastade svartluten värms för bildande av en återuppvärmd svartlut (BLZH) - en andra tryckavlastningsanordning (12) i vilket återuppvärmd svartlut (BLQH) tryckavlastas under avdrlvning av en andra mängd svartlutsånga - en àngomformare (14) anordnad att mottaga den andra mängden svartlutsànga vilken i àngomformaren värmer upp ren processvätska under bildning av en ren ånga; -medel för ledning av den rena ångan (P-SU till första basningskärlet, samt -medel för ledning av den första mängden svartlutsànga (BL-ST) till det andra basningskärlet. .

3. System enligt krav 1 k ä n n e t e c k n at av att värmningsanordningen (13) för svartluten (BLZ) utgöres av en värmeväxlare i vilken svartluten värms indirekt med hjälp av ånga (St). 20 25 30 528 52% lO 3.

4. System enligt krav 2 k ä n n e t e c k n at av att den första tryck- avlastningsanordning (1 1 a, 11b) utgöres av 2 tryckavlastningskärl (11a resp. 11b) kopplade i serie i vilka svartluten från kokaren tryckavlastas i tvâ steg till det första lägre trycket under avdrivning av en första mängd svartlutsànga (BL-ST) från båda dessa tryckavlastningskärl. _ Förfarande för generering av ånga i ett kokeri för tillverkning av kemisk cellulosamassa, där obehandlad flis i ett första steg förvärmes med en första ånga vid ett första basningstryck innan koket, följt av att den förvärmda flisen i ett andra steg förvärmes med en andra ånga vid ett andra basningstryck, där det andra basningstrycket är högre än det första basningstrycket, och där den basade flisen därefter kokas i en kokvätska vid högt tryck samt koktemperatur, där het, trycksatt och förbrukad kokvätska, sä kallad svartlut, vid en koktemperatur på 130-160°C avdrages från koket och tryckavlastas för generering av en första mängd svartlutsànga samt tryckavlastad svartlut som häller lägre tryck och en första reducerad temperatur, vilken första reducerad temperatur är minst 15°C lägre än koktemperaturen kännetecknatavatt den tryckavlastade svartluten värms minst 5°C för bildande av en àteruppvärmd svartlut, varefter den àteruppvärmda svartluten tryckavlastas igen för generering av en andra mängd svartlutsànga samt tryckavlastad svartlut som håller lägre tryck och en andra reducerad temperatur, vilken andra reducerad temperatur är minst 5°C lägre än den första reducerade temperaturen, där den andra mängden svartlutsànga leds till en àngomformare i vilken den andra mängden svartlutsànga användes för att producera ren ånga, där den rena ångan användes för förvärmning av flisen i det första steget och där den första mängden svartlutsànga användes för 20 25 ll förvärmning av flisen i det andra steget. .

5. Förfarande enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a t av att den första reducerade temperaturen på den tryckavlastade svartluten är minst 25°C lägre än koktemperaturen. .

6. Förfarande enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a t av att den tryckavlastade svartluten värms minst 10-15°C för bildande av en àteruppvårmd svartlut .

7. Förfarande enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a t av att den andra mängden svartlutsànga som leds till àngomformaren håller en temperatur pá minst 105-115°C.. .

8. Förfarande enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a t av att den rena ångan som produceras i ångomformaren bildas från rent processvatten, företrädesvis kondensat från massabruket. .

9. Förfarande enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a t av att processvattnet först värms med smutskondensat, dvs smutskondensat som bildats från den andra mängden svartlutsångai àngomtormaren.

10. Förfarande enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att svartluten värms sà mycket att den genererade andra mängden svartlutsànga ökar minst 100%, räknat i kg/s i àngmängd, relativt om svartluten icke skulle ha värmts innan sista tryckavlastning..