SE533901C2 - Raffineringsplåt av hög intensitet med inre defibrerande zon - Google Patents

Description

15 20 25 30 533 904 att det blir lättare att lansera lågkostnadssystem som kan tas i bruk och igångköras i accelererad takt. energiförbrukning. Förenklandet innefattar Föreliggande uppfinning anges i de efterföljande patentkraven 1-10 respektive 11-20.

I huvudsak medför uppfinningen hög energieffektivitet, t.o.m. i system som inte utnyttjar en höghastighetsraffinör, och samtidigt minskar omfånget och komplexiteten av utrustningen som behövs uppströms om raffinören.

Häri beskrivs också en trycksatt skruvutmatare (PSD) och raffinör(er). Det krävs stora modifikationer av PSD och den därmed anknutna raffineringsprocessen. PSD är av nedbrytande slag med växande kärndiameter och en pluggzon utrustad med en bakslagsventil. lnloppstrycket hos PSD (eller macererande trycksatt skruvutmatare) kan variera från atmosfäriskt till ca 30 psig, företrädesvis från 5 till 25 psig, Defibrerande inre plåtar (inre band) i primärraffinören är konstruerade så att de matar och defibrerar nedbruten träflis effektivt. Högeffektlva yttre plåtar (yttre band) i primärraffinören är konstruerade för att mata (hög intensitet => minimal energiförbrukning) eller hålla tillbaka (låg intensitet => maximal styrkeutveckling), eller för intensitetsnivåer mellan de två extrema, beroende av produktens kvalitet och energibehov.

Vidare beskrivs ett förfarande för termomekanisk raffinering av träflis, vilket innefattar att flisen utsätts för en ànghaltig miljö för uppmjukning, den uppmjukade flisen macereras och delvis defibreras i en komprimeringsanordning, den nedbrutna och delvis defibrerade flisen matas till en primärraffinör med roterande skivor, där var och en av de motstående skivorna har ett inre bandmönster av stavar (eller bommar) och spår och ett yttre bandmönster av stavar (eller bommar) och spår, defibreringen av flisen väsentligen slutförs i det inre bandet och de resulterade fibrema flbrilleras i det yttre bandet, samt till plåtelement, en plåtutformning och ett anknutet system för termomekanisk raffinering av träflis, där den nedbrutna och delvis defibrerade flisen matas till en primärraffinör med roterande skivor, där var och en av de motstående skivorna har ett inre bandmönster av stavar och spår och ett yttre bandmönster av 10 15 20 25 30 533 901 stavar och spår, så att defibreringen av flisen fullgörs i det inre bandet och de resulterade flbrema fibrilleras i det yttre bandet.

Det förverkligade systemet innefattar företrädesvis ett inre matningsområde och ett yttre arbetsområde på det inre bandet och ett inre matningsområde och ett yttre arbetsområde på det yttre bandet, där det inre bandets arbetsområde avgränsas av ett första mönster av växelvis anordnade stavar och spår och det yttre bandets matningsområde avgränsas av ett andra mönster av växelvis anordnade stavar och spår. Det forsta mönstret på det inre bandets arbetsområde har relativt smalare spår än det andra mönstret på det yttre bandets matningsområde. Defibreringen av flisen väsentligen slutförs på det inre bandets arbetsområde genom raffinering med låg intensitet, medan fibrilleringen av fibrerna utförs på det yttre bandets arbetsområde med en mindre spalt mellan plåtarna och högre raffineringsintensitet.

Vidare beskrivs ett par av motstående, samverkande raffineringsplåtelement som är avsedda för en planskiveraffinör för sönderdelning och lignocellulosahaltigt material i ett raffineringsgap mellan två motstående i förhållande till varandra roterande raffineringsskivor, där plåtelementen är avsedda att anordnas direkt raffinering av framför varandra på motstående rafflneringsskivor, varvid förbättringen innefattar att båda plàtelementen utgörs av ett inre band som innefattar stavar och spår och av ett yttre band som innefattar stavar och spår, vilka stavar och spår på vart och ett av de inre banden bildar ett inre matningsområde som följs av ett yttre arbetsområde och stavama och spåren på vart och ett av de yttre banden bildar ett inre matningsområde som följs av ett yttre arbetsområde, och spalten och/eller materialflödesomrádet som bildas när plåtarna placeras framför varandra ökar mellan det inre arbetsområdet och det yttre matningsområdet.

Det inre bandets arbetsområde avgränsas företrädesvis av ett första mönster av växelvis anordnade stavar och spår, och det yttre bandets matningsområde avgränsas av ett andra mönster av växelvis anordnade stavar och spår. Det första mönstret pà det inre bandets arbetsområde har relativt smalare spår än det andra mönstrets spår på det yttre bandets matningsområde så att det uppstår en diskontinuitet i geometrin.

Defibreringen av flisen väsentligen slutförs på det inre bandets arbetsområde genom 10 15 20 25 30 533 901 raffinering med låg intensitet. medan fibrilleringen av fibrerna utförs på det yttre bandet arbetsområde med en mindre spalt mellan plàtarna och högre raffineringsintensitet.

Vidare beskrivs ett förfarande som innefattar företrädesvis följande steg: flisen utsätts för en ánghaltig miljö för uppmjukning av flisen, den uppmjukade flisen nedbryts genom komprimering och awattnas till en konsistens som överskrider ca 55%, den nedbrutna och awattnade flisen utspäds till en konsistens inom intervallet ca 30% - 55%, den utspädda och nedbrutna flisen matas till en raffinör med roterande skivor, där var och en av de motstående skivorna har ett inre bandmönster av stavar och spår och ett yttre bandmönster av stavar och spàr, flisen defibreras i det inre bandet och de resulterade fibrerna fibrilleras i det yttre bandet.

Nedbrytningen genom komprimering, awattningen och utspädningen kan alla utföras i en enda integrerad anordning omedelbart uppströms om primärraffinören, och både defibreringen och fibrilleringen kan åstadkommas mellan bara en sats av inbördes roterande skivor i primärraffinören.

Det nya förenklade TMP-raffineringsförfarandet, där en nedbrytande trycksatt skruvutmatare och defibrerande plåtar kombineras, visade sig vara effektivt vid förbättring av TMP-massaegenskaps- gentemot energiförhàllandena i jämförelse med kända TMP-processer.

Förfarandet förbättrade massaegenskaps- gentemot energiförhàllandena åtminstone för TMP-raffineringssystem och TMP vid låg retention/högt tryck. Raffineringssystem vid låg retention/högt tryck fungerar typiskt vid 75 psig - 95 psig antingen vid standardhastigheter för malskivor eller vid högre skivhastigheter.

Det inre bandets defibreringseffektivitet blev bättre vid högre raffineringstryck.

Defibreringsnivån steg vidare, när malskivans hastighet ökade.

Termomekaniska massor som produceras med kvarhållande yttre band uppvisade bättre totalstyrkeegenskaper i jämförelse med massor som produceras med utdrivande 10 15 20 25 30 533 901 yttre band. Den senare utformningen behövde energi i mindre mån för ett givet freeness-tal och uppvisade lägre spetinnehàll.

Besparingarna av specifik energi för att uppnå ett givet freeness-tal genom användning av förfarandet enligt uppfinningen tillsammans med utdrivande yttre band var 15% - 32% i jämförelse med TMP-kontrollmassor och massor med raffinering med låg retention/högre tryck.

Att kombinera förfarandet enligt uppfinningen med bisulfitbehandling förbättrade massans styrkeegenskaper och ökade massans ljushet i stor grad. Ökat utspädningsflöde kompenserade effektivt den större mängden avgående fastämnen från den macererande skruvutmataren av PSD-typ. Utspädnings- /impregneringsanordningen borde säkerställa ordentlig genomträngning hos flisen som avgår från PSD. Ett alternativ är en strategi av delad utspädning som tillägger utspädning både vid PSD-utmatningen och inne i raffinören. l föreliggande sammanhang skall macerering förstås som en fysisk mekanism hos fast material under komprimerande skärkrafter. Macerering av träflis i en ängtrycksatt skruvanordning eller motsvarande nedbryter materialet utan bräckage tvärs fibergränser, vilket resulterar i signifikant, men inte fullständig (till exempel upp till ca 30 %) axiell separering av fibrerna. l huvudsak försiggår macereringen i pluggzonen efter vingarna, men en del inledande macerering kan äga rum i den vingade sektionen före pluggzonen. Reduceringen inom pluggzonen kan öka komprimeringen och macereringen i någon mån i början av den föregående vingade sektionen. lmpregneringsvåtska (vatten och/eller kemikalier) tillsätts direkt i expansionsområdet eller -kammaren vid utloppet av den macererande skruvanordningen så att vätskeintagningen hos den expanderande trästrukturen är omedelbar. Den nedbrutna träflisen skall vara tillräckligt vätskemättad så att raffineringskonsistensen ligger inom ett föredraget intervall för optimal massa. Hela eller den mesta av vätskeintagningen äger rum vid utloppet av den macererande skruvutmataren, när den starkt komprimerade flisen utsläpps. l den alternativa utföringsformen är utspädningsvätskan 10 15 20 25 30 533 901 delad: en del utspädning äger rum vid den macererade skruvutmatningen och vidare utspådningsvätska tillförs mellan de inre och yttre raffinörbanden.

Som ett exempel, men inte som en begränsning, kan konsistensen inom plu99tórzonen ligga 58% - 65% impregnering/utspädning inom intervallet ca 30% - 55%. Materialet ligger kvar inom inom intervallet och inom expansionszonen med detta konsistensomràde genom bakslagsventilens tätningszon, vid utgången från tätningszonen och vid inloppet till raffinörens bandmatare. Det är en trycksatt miljö, varvid förångning äger rum, men ändamålet är att sträva efter den optimala raffineringskonsistensen, vanligtvis ca 35 - 55%, vid tillförseln till raffinörens mataranordning för matning mellan raffineringsplàtarna. l flesta fall skall stavarna/spåren inom de yttre bandens (fibrillering) arbetsområde vara finare än inom de inre bandens (defibrering) arbetsområde. För att framställa en mekanisk massafiber, skall fibern först defibreras (avskiljas från tråstrukturen) och sedan fibrilleras (fiberns väggmaterial isärtas). Ett väsentligt drag av denna uppfinning är det att de inre bandens arbetsområde i huvudsak defibrerar och de yttre bandens arbetsområde i huvudsak fibrillerar. En viktig aspekt på uppfinningens nyhet är att maximera àtskiljningen av dessa två mekanismer i en enda maskin och därigenom effektivare optimera fiberlängd- och massaegenskaps- gentemot energiförhàllandena.

Eftersom defibreringen i de inre banden utförs på relativt grov nedbruten flis, får det därmed anknutna mönstret av stavarnas och spàrens arbetsområde inte vara för fint.

Annars skulle den nedbrutna flisen inte passera ordentligt genom de inre bandens spår och fördelas jämnt. Det defibrerade materialet från det inre bandet som mottas på det yttre bandets matningsområde och fördelas över det yttre bandets arbetsområde är relativt mera finfördelat än på inre bandets matningsområde och därför är mönstret av stavar och spår på det yttre bandets arbetsområde finare än i det inre bandet. En annan fördel med uppfinningen är det att fördelningen är jämnare (dvs. högre fibertäckningsgrad tvärs raffineringsplåtar) både i de inre banden och i de yttre banden bättre matningsstabilitet som minskar fluktuationer i raffinörens belastning, vilket för sin del i jämförelse med konventionella processer. Bättre matning betyder bidrar till upprätthållande av likformigare massakvalitet. 10 15 20 25 30 533 901 För kompatibilitet med konventionella TMP-system kan kompositplåtarna enligt föreliggande uppfinning modifieras för att möjliggöra återflödet av ånga trots den smalare spalten på den inre plåtens arbetsområde. I allmänhet kan åtminstone en av de motstående plåtarna innefatta en återflödeskanal för ånga för att rikta en del av ångan från den yttre spalten till den inre spalten på det inre matningsområdet eller ett ställe vidare uppströms, medan ångan leds förbi den inre spalten på det inre arbetsområdet.

En viktig fördel med föreliggande uppfinning är det att den bidrar till att minimera uppehållstiden i varje funktionssteg av hela TMP-processen. Detta är möjligt, eftersom det fibrösa materialets storlek minskar tillräckligt i varje processteg så att drifttrycken kan nästan momentant uppvärma och uppmjuka fibern till behövlig nivå. Processen kan anses ha tre funktionssteg: (1) nedbruten flis produceras, (2) den nedbrutna flisen defibreras, och (3) det defibrerade materialet fibrilleras. Utrustningens utformning borde etablera en minimal uppehållstid från den macererande trycksatta skruvutmatarens utlopp i steg (1) till raffinörens inlopp. Raffinörens mataranordning (till exempel bandmatare eller sidomatare) fungerar nästan momentant för att starta steget (2) i de inre banden. De inre bandens konstruktion borde etablera en uppehållstid för materialet för att passera igenom utan hinder. Några konstruktioner av de inre banden kan ha ett längre uppehåll än de andra för effektiv defibrering, men nettouppehållstiden år ändå kortare än ifall defibreringen skulle utföras i en separat komponent. Det defibrerade materialet passerar nästan momentant till det yttre bandet, där steget (3) utförs. Även här är uppehållstiden kort. Den verkliga uppehållstiden i det yttre bandet bestäms av plàtarnas konstruktion som är vald för att optimera massaegenskaper och energiförbrukningen. Fördelen med denna mycket korta uppehållstid (minimum) i varje processteg (medan nödvändig uppmjukning av fibrer uppnås för att upprätthålla massans styrkeegenskaper) är maximala optiska egenskaper. Ett väsentligt drag hos dessa plåtar innefattar ett inre band för defibrering och ett yttre band för fibrillering med ett område av diskontinuitet mellan banden så att ett relaxalionsområde förefinner.

I systemet som beskrivs i den internationella ansökningen PCT/052003l022057, där den nedbrutna flisen defibrerades i en mindre defibratorrafflnör innan den tillfördes den huvudsakliga primärraffinören för fibrillering, var trycken mycket lägre i 10 15 20 25 30 533 901 defibreringssteget. Den defibrerande uppehållstiden vid tryck var mycket längre i en helt separat raffinör. Det var önskvärt att ha en lägre temperatur för att försöka upprätthålla massans llushet, eftersom raffineringen med låg intensitet var varsam.

Höga temperaturer var därför varken nödvändiga eller önskvärda i den separata defibrerande raffinören för upprätthållande av massans styrka. I föreliggande uppfinning utförs defibreringen och fibrilleringen inom samma högst trycksatta raffinörmantel. Raffineringsintensiteten i det defibrerande inre bandet som uppnås vid högt tryck och med kort uppehållstid är ändå låg. Ljusheten påverkas inte negativt trots det höga trycket (den höga temperaturen), eftersom uppehàllstiden är så kort. Detta motsvarar den överraskande fördelaktiga effekten av en kort uppehållstid för förvärmning vid hög temperatur beskriven i US-patentet nr. 5,776,305.

När föreliggande uppfinning förverkligas i ett raffineringssystem med låg retention/högt tryck, finns det inget behov av en separat förvärmningstransportor omedelbart uppströms om raffinörens mataranordning, eftersom den nedbrutna flisen uppvärms snabbt under normal transport från pluggskruvutmataren till raffinören. l miljön från expansionsutrymmet eller -kammaren till de roterande skivorna råder raffinörens drifttryck, 75 - och 'uppehàllstiden' vid den motsvarande mättningstemperaturen under transporten mellan pluggskruvutmataren och raffinören är klart under 10 sekunder, företrädesvis inom intervallet 2 - 5 sekunder, vilket motsvarar den föredragna uppehàllstiden för förvärmning vid raffinering med låg retention/högt tryck. t.ex. 95 psig, Mera generellt kan den fördelen med processen att energieffektiv produktion av TMP- massa av hög kvalitet uppnås i minimal tid i varje processteg uppnås i flera olika slags raffinörsystem och detta har den fóljaktiga fördelen att kraven på komponenter, utrymmen och kostnader för utrustningen för förverkligandet av processen minimeras.

Dualbandgeometrin med ett diskontinuitetsområde för raffineringsplåtarna enligt en aspekt på uppfinningen kan användas för olika plana plåttyper som inte är begränsade till men innefattar plana motroterande två-i-en-raffinörer med enkel riktning och dubbelskiveraffinörer. 10 15 20 25 30 533 901 Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 är en schematisk ritning av ett TMP-raffinörsystem illustrerande en utföringsform av uppfinningen; Figurerna 2A och 2B är schematiska ritningar av alternativa macererande trycksatta skruvar utrustade med utspädningsinsprutning och lämpliga att användas i samband med föreliggande uppfinning; Figur 3 är en schematisk framställning av en del av en skivplåt i en raffinör visande det inre defibreringsbandet och det distinkta yttre fibrilleringsbandet; Figurerna 4A och 4B visar ett exemplariskt par av inre defibreringsband för rotorn respektive statorn uppvisande vinklade stavar och spår; Figur 5 visar förhållandet mellan paret av inre defibreringsband och paret av yttre fibrilleringsband på övergångsområdet; Figurerna 6A och SB visar ett annat exemplariskt par av defibreringsband som uppvisar väsentligen radiella stavar och spår; Figurerna 7A och 7B visar ett exemplariskt yttre fibrillerande band, sett framifrån respektive från sidan, och Figurerna 7C och 7D visar snittfigurer tvärs stängerna och spåren inom de yttre, mellersta och inre zonerna; Figurerna 8A, 8B och 8C visar ett annat exemplariskt yttre fibrilleringsband som frontvy respektive tvärsnittsvyer; Figur 8D visar en sidovy och frontvy av ett exemplariskt yttre band för en rotorskiva som uppvisar krökta matningsstavar; Figur 8E visar en sidovy och frontvy av ett exemplariskt motstående yttre band för en stator för att användas tillsammans med det yttre bandet enligt figur 8D; 10 15 20 25 30 533 901 10 Figur 9 är en schematisk ritning av plåten som används i laboratorietester för att modellera och mäta upp de operativa kännetecknen hos den inre defibreringspláten, varvid S anger att stavar eller bommar på yttre hälft av mellanzon och yttre fin zon är utslipade; Figur 10 är en schematisk ritning av plåten som används i laboratorietester för att modellera och mäta upp de operativa känneteoknen hos den yttre fibrilleringsplåten; Figurerna 11 - 18 visar resultat gällande massaegenskaper för provkörningar av olika raffinörserier för att utreda olika aspekter på uppfinningen; Figur 19 visar rotorns och statorns inre bandpar som uppvisar en passage i det inre statorbandet för att ta hand om återflödet av ånga som produceras under raffineringen; Figur 20 är en liknande vy som den i FIG. 19 visande en annan utföringsform för att ta hand om återflödet av ånga genom en passage i det inre statorbandet som stöder skivan; Figur 21 är en liknande vy som den i FIG. 19 visande en vidare utföringsform för att ta hand om áterflödet av ånga genom spår i ytan av det inre bandets arbetsområde; och Figur 22 är en liknande vy som den i FlG. 4B med tillägg av spåren för motflödet av ånga i den främre ytan av det inre bandets arbetsområde enligt utföringsformen som visas i FIG. 21.

Beskrivning av de föredragna utföringsformerna 1. Översikt F|G.1 visar ett TMP-raffinörsystem 10 enligt den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning. En atmosfärisk standardskruvmatare 12 med inloppsplugg mottar förbasad (uppmjukad) flis från en källa S vid atmosfäriskt tryck P, = 0 psig och 10 15 20 25 30 533 901 11 tillför förbasad träflis vid ett tryck P2 = 0 psig till ett àngrör 14, där flisen utsätts för en miljö av mättad ånga vid ett tryck P3. Beroende av systemets utformning kan trycket P3 variera mellan atmosfäriskt tryck och ca 15 psig eller från 15 psig upp till ca 25 psig med retentionstider från ett par sekunder till flera minuter. Flisen matas till en macererande trycksatt pluggskruvutmatare 16.

Den macererande trycksatta pluggskruvutmataren 16 har en inloppsända 18 vid ett tryck Pti intervallet ca 5 till 25 psig för mottagning av basad flis. Företrädesvis har den macererande trycksatta skruvutmataren ett inloppstryck P., som är detsamma som trycket P3 i àngröret 14. Den macererande trycksatta skruvutmataren har en arbetssektion 20 för att utsätta flisen för awattning och macerering under stora mekaniska kompressionskrafter i en miljö av mättad ånga och en utloppsända 22 där den macererade, awattnade och komprimerade flisen utmatas som konditionerad flis till en expansionszon eller -kammare vid ett tryck P5, där den konditionerade flisen expanderar. Dysor eller motsvarande organ är anordnade för inmatning av impregneringsvätska och utspädningsvatten i skruvanordningens utloppsända, varvid utspädningsvattnet tränger sig i den expanderande flisen och bildar tillsammans med flisen ett material som tillförs raffinören i ett matarrör 24, vilket material har en fastämneskonsistens i intervallet ca 30 - 55%. Altemativt, i synnerhet om det inte förutom utspädning krävs någon impregnering, kan utspädningen utföras i en utspädningskammare som är ansluten till, men inte nödvändigtvis integrerad med, den macererande skruvutmatningen. I detta sammanhang betyder macerering eller nedbrytning av flisen det att axiell fiberseparering överskrider ca 20%, men det saknas flbrlllering.

En primär högkonsistensraffinör 26 har inbördes roterande skivor inom en mantei 28 som upprätthålls vid ett tryck P5 och varje skiva har en arbetsplát på sig, vilka arbetsplàtar är anordnade i ett motstàende koaxiellt inbördes förhållande, varvid de avgränsar ett utrymme som sträcker sig väsentligen radiellt utàt från skivornas inre diametrar till skivornas yttre diametrar. Varje plåt har ett radiellt sett inre band och ett radiellt sett yttre band, och vart och ett av banden har ett mönster av växelvis anordnade stavar och spår. Mönstret på det inre bandet har relativt större stavar och spàr och mönstret på det yttre bandet har relativt mindre stavar och spår. Raffinörens 10 15 20 533 901 12 mataranordning 30, till exempel en bandmatare, mottar matningsmaterialet från utspädningsområdet som är belägen i samband med den macererande trycksatta skruvutmataren (direkt eller genom en mellanliggande bufferttank), och transporterar materialet vid ett tryck P5 till utrymmet mellan skivorna väsentligen vid skivornas inre diameter. Såsom kommer att beskrivas mera detaljerat i det nedanstående. fullgör det inre bandet defibreringen av flismaterialet och det yttre bandet fibrillerar fibrerna.

Systemet kan tillämpas på typiska TMP-raffineringssystem eller system med låg retention/högt tryck. Gränserna för process- eller komponentbetingelserna kan summeras i följande tabell: Gränserna för systembetingelser inom uppfinningens skyddsomfång KOMPONENTBETINGELSER GRÅNSER FÖREDRAGN A Tryck P1@ fliskälla S 0 psig 0 psig Tryck P2 @ 12 utlopp 0 - 30 psig 0 - 30 psig Tryck P3 @ àngrör 14 O - 30 psig 0 -30 psig Hälltid ångrör 14 10 -180 sek 10 - 40 sek lnloppstryck P4 @ 16 0 - 30 psig 0 - 30 psig Behandlingstid i 16 < 15 sek < 15 sek Tryck P5 @ expansionsutrymme 22, 30 - 95 psig 75 - 95 psig raffinörens matare 30 och mantel 28 Residenstid i expansionsutrymme 22, < 10 sek < 10 sek raffinörens matare 30 och mantel 28 Figurerna 2A och 2B är schematiska ritningar av en macererande trycksatt skruv 16 som är försedd med utspädningsinsprutning och är lämplig att användas i samband med föreliggande uppfinning. Enligt utföringsformen i FIG. 2A visas flismaterial 32 i den centrala awattningsdelen av en arbetssektion 20, där den perforerade rörformiga väggens 34, den roterande koaxiella axelns 36 och vingarnas 38 diametrar är konstanta. En flisplugg 40 bildas i arbetssektionens pluggdel, omedelbart efter awattningsdelen, där väggen är icke-perforerad och axeln har inga vingar, men axelns 10 15 20 25 30 533 901 13 diameter växer i betydlig grad, varvid ett avsmalnat flödestvärsnitt bildas och därvid ett högt mottryck produceras. vilket ökar vätskans extrusion från flisen genom awattningshålen som bildats i den centrala delens vägg. Det strypta flödet och den macererande inverkan kan vidare ökas eller justeras genom att använda ett rörformigt förträngningsinlägg (ej visat) inom den icke-perforerade väggen, eller hàllfasta tappar eller motsvarande (ej visade) som utskjuter ifrån väggen in i det pluggade materialet.

Pluggen är högst komprimerad under mekaniska tryck typiskt i intervallet 1000 psi - 3000 psi, eller högre. Macereringen äger rum huvudsakligen, om inte helt, i pluggen.

Flisen är väsentligen helt nedbruten med partiell defibrering som överskrider ca 20 procent och vanligtvis närmar sig 30 procent eller mer. l slutet av pluggen har utloppsändan 22 på den macererande trycksatta skruvutmataren ett ökat tvärsnittsområde som avgränsas mellan en utåt kragad vägg 42 och backslagsventilens 46 motstàende koniska yta 44 på ett avstånd.

Backslagsventilen är axiellt reglerbar från en stopp-position i ett koniskt urtag 48 i ändan på axeln 36 av den macererande trycksatta skruvutmataren till en maximalt indragen position, Detta reglerar expansionszonens eller -utrymmets 50 flödesomràde och upprätthåller samtidigt en mindre tätningsgrad vid 52 med hjälp av flismaterial mellan ventilen och den kragade väggens yttre ända, vilket kan regleras som respons pà momentan tryckdifferens mellan matarröret 24 och den macererande trycksatta skruvutmataren 16.

Inom expansionszonen 50 matas impregneringslut under högt tryck antingen genom ett flertal tryckslangar 54 och därtill anslutna dysor (som visats) eller en trycksatt cirkelformig ring. Den awattnade flisen som kommer till expansionszonen 50 absorberar snabbt impregneringsvätskan och expanderar, vilket bidrar till att bilda en svag tätningszon i ändan på expansionszonen.

FlG. 2B visar ett alternativ. där impregneringen i expansionszonen 50 uppnås genom att anordna öppningar 56 för vätskeflödet i den koniska backslagventilens ändyta. varvid vätska kan tillföras via högtrycksslangar genom backslagventilens axel 58. 10 15 20 25 30 533 901 14 Matarröret 24 är företrädesvis ett vertikalt fallrör för bladning och ledning av den utspädda flisen fràn den macererande trycksatta skruvutmataren 16 till raffinörens mataranordning 30. Det skall emellertid inses att trycket P5 i matarröret 24 är detsamma som i mataranordningen 30 och raffinörens mantel 28. Det kan vara önskvärt att anordna en liten tryckförhöjning eller -sänkning mellan raffinörens mataranordning 30 och raffinörens mantel 28, vilket är allmän praxis i fråga om TMP.

Trots detta skulle trycken tvärs över detta område efter den macererande trycksatta skruvutmataren upp till raffinörens mantel vara typiskt klart över 30 psig, vanligen över 45 psig, vilket är betydligt högre än ånginloppstrycket P.. hos den macererande trycksatta skruvutmataren. Pluggen 40 är emellertid så högt mekaniskt komprimerad att t.o.m. vid ett så högt rörtryck som 95 psig eller mer expanderar den komprimerade pluggen snabbt i expansionszonen på grund av expansionen av porer i fibrerna i det okomprimerade tillståndet. Det kan således vara fördelaktigt att matarröret kan fungera som en expansionskammare vid sitt medverkande i expansionsutrymmets effektivitet.

Fackmän inom området kunde lätt modifiera expansionszonens och matarrörets konstruktion och deras förhållande så att expansionen och utspädningen äger rum huvudsakligen i en speciell expansionskammare som är ansluten till, men inte integrerad med, den macererande trycksatta skruvutmataren.

Som ett exempel, men inte som en begränsning, ligger konsistensen inom pluggrörzonen typiskt inom intervallet 58 - 65% och inom expansionszonen med irnpregnering/utspädning inom intervallet ca 30 % - 55%. Ändamålet är att sträva efter den optimala raffineringskonsistensen, vanligtvis ca 35 - 55%, vid tillförseln till raffinörens mataranordning för matning mellan raffineringsplåtarna.

FIG. 3 är en schematisk framställning av en del av raffinörens skivplät 100 visande det inre defibrerande bandet 102 och det yttre fibrillerande bandet 104. Varje band kan utgöras av ett distinkt plàtorgan som kan anslutas till skivan, eller banden kan bildas integrerbart pà ett gemensamt underlag som kan anslutas till en skiva. Varje band har ett inre matningsomráde 106, 108 och ett yttre arbetsområde 110, 112. Det inre bandets arbetsområde (defibrerande) avgränsas av ett första mönster av växelvis anordnade stavar 114 och spår 116, och det yttre bandets matningsomráde avgränsas av ett andra mönster av växelvis anordnade stavar 118 och spår 120. De mycket grova 10 15 20 25 30 533 901 15 stavarna 122 och spåren 124 pà det inre bandets matningsomráde 106 riktar det tidigare nedbrutna flismaterialet till defibreringsområdet 110 som har betydligt smalare stavar och spår. Det defibrerade materialet blandas och korsar sedan övergångsringen 126, där det kommer till det yttre bandets matningsomráde 108. I allmänhet har det första mönstret på det inre bandets arbetsområde 110 relativt smalare spår än det andra mönstret på det yttre bandets matningsomráde 108. Det yttre bandets arbetsområde (fibrillerande) 112 har ett mönster av stavar 128 och spår 130, där spåren 130 är smalare än spåren 116 på det inre bandets arbetsområde 110.

De grova stavarna och spåren på det inre bandets matningsomráde 106 på den ena skivan kan anordnas intill varandra med ett matningsomráde på den motsatta skivan som saknar stavar och spår, så länge som flödesvägens form snabbt styr matningsmaterialet från bandmataren till de motsatta inre bandens arbetsområden 110.

Varje inre band 102 har alltså ett yttre defibrerande område 110 med ett mönster av växelvis anordnade stavar och spår 114, 116, men det inre området 106 i samband därmed har nödvändigtvis inte ett mönster av stavar och spår. Det fibrillerande bandets 104 yttre område 112 kan uppvisa ett flertal radiellt sekvenserade zoner, såsom 132, 134, och/eller ett flertal awikande men lateralt växlande fält, såsom 136, 138, på ett sätt som är välkänt för TMP-raffinörernas "raffineringszon". l FlG. 3 har det yttre bandet 104 ett inre matningsomráde 108 med växelvis anordnade stavar och spår, och arbetsområdet 112 har ett första mönster av växelvis anordnade stavar och spår 128, 130 som visar sig som lateralt upprepade parallelltrapetser i zonen 132, och ett annat mönster av växelvis anordnade stavar och spår 140, 142 som visar sig som lateralt upprepade parallelltrapetser i zonen 134 som sträcker sig till plåtens omkrets 144.

Det ringformiga utrymmet 126 mellan de inre och yttre banden 102, 104 kan vara helt fritt eller, såsom visas i FIG. 3, en del av stavarna, till exempel 146, på det yttre bandets matningsomráde 108 kan sträcka sig in i det ringformiga utrymmet. Det ringformiga utrymmet 126 bildar konturerna av det inre och yttre bandets radiella dimensioner, varvid det inre bandets 102 radiella bredd är mindre än det yttre bandets 104 radiella bredd, företrädesvis under ca 35 % av plåtens totalradie från det inre bandets 102 inre kant 148 till det yttre bandets 104 perlferiska kant 144. Även den radiella bredden av det inre bandets 102 matningsomráde 106 år större än den radiella 10 15 20 25 30 533 901 16 bredden av det inre bandets arbetsområde 110. medan den radiella bredden av det yttre bandets 104 matningsomràde 108 år mindre än arbetsområdets 112 radiella bredd.

Det nedbrutna och delvis defibrerade flismaterialet kommer till det inre matningsområdet 106, där väsentligen inte någon vidare defibrering äger rum, men materialet matas till arbetsområdet 110, där stavarnas och spårens 114, 116 energieffektiva verksamhet med låg intensitet defibrerar väsentligen hela materialet.

Sådana plåtar kan med fördel användas som ersättningsplàtar i raffinörsystem, i samband med vilka det kanske inte finns någon trycksatt macererande utmatare. Om en macererande trycksatt skruvutmatare är närvarande, möjliggör kombinationen av total nedbrytning och partiell defibrering tillsammans med högt vämte uppströms om raffinören det att plåtkonstruktören kan minimera den radiella bredden och energianvändningen på det inre bandets arbetsområde 110 för att slutföra defibreringen. Stavarnas och spårens 114, 116 mönster och arbetsområdets 110 bredd kan variera angående intensitet och uppehàllstid. T.o.m. med mindre än idealisk nedbrytning och partiell defibrering uppströms kan plåtkonstruktören öka det inre arbetsområdets 110 radiella bredd och välja ett mönster som häller materialet något tillbaka för att förbättra arbetet, medan tillfredsställande fibrillering i ett förkortat yttre band 112 med högre intensitet och totala energibesparningar för en given kvalitet av primärmassa ändå uppnås.

Kompositplåten som visas i FlG. 3 är endast representativ. FIG. 4 och 6 visar andra möjliga områden för de inre banden. FIG. 4A visar ett inre band 15OA och FIG. 4B visar det motsatta inre bandet 150B. FIG. 5 visar schematiskt positionen av de intilliggande motsatta inre banden 15OA och 150B tillsammans med delar av de anslutna yttre banden 152A och 1528 installerade i raffinören. De inre bandens mataröppning 154 är företrädesvis krökt för att återinrikta matningsmaterialet som mottas vid skivornas "öga" från den axiella transportriktningen mot de inre bandens radiella arbetsöppning 156.

Företrädesvis är matarstavarna (mycket grova stavar) anordnade på ett längre avstånd från varandra än materialets storlek vid mätningen skulle förutsätta. Till exempel den minsta av de tre dimensionerna som definierar flisen (flisens tjocklek) år typiskt 3 - 5 mm. Detta är för att undvika kraftig stötning som resulterar i fiberskada i trästrukturen. l 10 15 20 25 30 533 901 17 flesta fall borde den minimala spalten 154 under drift vara 5 mm. De grova matarstavarna har den enda funktionen att tillföra det inre bandets yttre del en lämplig mängd av det fördelade matningsmaterialet och inte behandla flisen. Matarstavama är anordnade på rotorns inre band. men är inte absolut nödvändiga pà statoms inre band.

Det är fördelaktigt att geometrin av en konventionell plåt som används i en plan skivraffinör har en radie från plåtens inre kant till dess yttre kant. Två plana plåtar bildar ett motstàende par, när de är inmonterade i raffinören och båda har en arbetsyta med ett mönster av upphöjnings- och inskämingsstruktur (till exempel stavar, spår, urtag) transversellt sett i förhållande till axeln. såsom i FIG. 5, bildar ett radiellt sig sträckande raffineringsgap mellan plåtarna. Detta gap har en profil som varierar fràn plátarnas inre radie till deras yttre radie. Gapet, och därmed gapprofilen, avgränsas av dimensionen mellan de motsatta upphöjningsstrukturernas (stavarnas) övre ytor och påverkar direkt flödesområdet som är tillgängligt för materialet när det rör sig radiellt mellan plåtama. l vilken som helst radiell tvärsnittsomràdet av eventuella urtag eller spåren mellan stavarna. Den totala ändringen av flödesområdet, inklusive gapet, mellan konventionella plana skivplåtar kan uttryckas som dA/dr<0 över hela det radiella avståndet Ri vid plàtens inre kant till R., vid plåtens yttre kant. position innefattar det totala flödesområdet även Med föreliggande uppfinning kan ändringsgraden av flödesområdet uttryckas såsom följer: dA/dr<0 fràn R. till R, dA/dr<0 från R, till R., dA/dr<0 från R., till R., där R.

Det växande området mellan R, och R., kan anses som ett diskontinuitets- eller ett relaxationsutrymme mellan eller vid de yttre och inre bandens övergång på det yttre bandets matningsomràde. Materialet som defibrerades på det inre bandets arbetsområde kommer till relaxationsutrymmet, där materialet blandas och fördelas med matningsstavar och -spår på det yttre bandets matningsområde. 10 15 20 25 30 533 901 18 Gapprofilen, såsom den visas i FlG. 5, har en transporterande inre matningsdel 154 som följs av en spalt 156 på det inre arbetsområdet, vilken spalt avsmalnar företrädesvis radiellt till en inre minimispalt som kan sträcka sig radiellt till en väsentligen likformig spalt. Efter avsmalnandet på 10 - 30 % över ett avstånd upp till ca en tum uppnår arbetsområdets spalt ett minimum inom området av ca 1.5 - 3.0 mm, företrädesvis ca 2.0 mm. Spàrbredden på detta arbetsområde är under ca 4.0 mm, företrädesvis inte större än ca 3.0 mm. Spårinriktningen främjar företrädesvis utåtpumpningen av materialet när det defibreras. En diskontinuerlig övergångsdel 160 följer, med en abrupt ökning av spalten till större än ca 4.0 mm, i samband med det yttre bandets matningsområde. Denna kan avsmalna genom matningsområdet och följs av en yttre arbetsdel som avsmalnar radiellt till ett yttre minimifibrilleringsspalt inom området 0.5 - 1.0 mm. Spalten har ett radiellt sig stråckande rakt centrum från inträdet till det inre arbetsområdet till utgången från det yttre arbetsområdet.

Spaltens inre matningsdel innefattar en grov ytstruktur som innefattar ett grovt mönster av matningsstavar och -spàr, medan den inre arbetsdelen innefattar ett relativt finare defibrerande mönster av stavar och spår. Övergångsdelen där diskontinuitets- eller relaxationseffekten uppnås kan innefatta ett annat grovt matarmönster av stavar och spår, medan den yttre arbetsdelen innefattar ett relativt finare flbrillerande mönster av stavar och spår. l flesta förverkliganden skulle spåren på det inre bandets arbetsområde vara mindre ån spåren på det yttre bandets matningsområde. Spåren på det inre bandets arbetsområde skulle vara större än spåren på det yttre bandets arbetsområde. Allt som allt är intensiteten som materialet upplever på det inre bandets arbetsområde lägre än intensiteten som arbetsmaterialet upplever på det yttre bandets arbetsområde.

Det skulle vara fördelaktigt om ökningar av flödesområdet vid övergången kunde uppnås med en kombination av ändringar av spalt- och spårbredder. Om spalten ökar i stor grad, år det yttre bandets matningsområde inte nödvändigtvis grövre än det inre bandets arbetsområde. Ökningen av flödesområdet av relaxationsmaterialet dA/dr>0 kommer omedelbart efter defibreringsområdets minimispaltbredd (där området A är också vid ett minimum på defibreringsområdet). Ökningen av relaxationsområdet kan åstadkommas med något av eller flera av följande arrangemang: (a) motsatt slätt 10 15 20 25 30 533 901 19 ringformigt urtag i båda plåtarna, beläget radiellt mellan de inre och yttre banden; (b) slätt ringformigt urtag i den ena plåten och motsatta, grova och/eller avfasade införingar av några av de yttre matarstavarna i den motsatta plåten (visas i FIG. 8D och E); (c) ringformig utformning på varje motsatt plåt med införingar av några av de yttre matarstavarna (visas i FIG. 7); och (d) ingen ringformig utformning, utan grova matarstavar med eller utan avfasning eller fina matarstavar med införingsavfasning på alla matarstavar.

I utföringsformen enligt FIG. 4 är stavama och spåren i det inre bandet i en vinkelposition I förhållande till radiet, varvid de förhindrar fritt centrifugalflöde i det inre bandet och utsträcker uppehàllstiden, om roteringen sker till vänster, eller accelererar flödet, om roteringen sker till höger. I utföringsformen enligt FIG. 6 har de inre banden 162A och 1628 en väsentligen radiell orientering som varken spärrar eller förstärker centrifugalflödet.

Såsom visas I FIG. 3 och 5 har spåren vid det defibrerande områdets inlopp, till exempel på de inre bandens yttre område, en lång fas 164 eller en gradvis kilslutningsform. I allmänhet är inträdet i den defibrerande spalten 156 mellan de inre banden radiellt eller nästan radiellt (ingen sporadisk övergång i någon betydlig grad).

Detta förhindrar även starka stötar mot träflisen. Fasens lutning borde typiskt vara en nedgång på 5 mm i höjd över ett radiellt avstånd pà 15 - 50 mm. Den resulterande lutningen är 1:5 - 1:10, men lutningar på 1:3 - 1:15 med en höjdnedgång på 3 - 10 mm är acceptabla. Det är kilformen som definierar "avskalningen" av flisen med låg intensitet i motsats till stötarna av hög intensitet av konventionella knådfibreringsstavar som fungerar vid en trång spalt. Arbetsöppningen 156 på den inre plåtens arbetsområde kan avsmalna något i riktning utåt över ett avstånd upp till 3 tum eller mer. Om fasen 164 är nära vinkelns nedre gräns (till exempel 1:3), skall då en större avsmalning av öppningen 156 användas, till exempel minst 1:40. Detta underlättar inmatningen i den trängre spalten. Det inre bandets yttre del är företrädesvis slipad med kon från plan nivå till ca 2 grader, beroende av tillämpningen. Större koner och större funktionsöppningar minskar arbetsmängden som utförs i de inre banden.

Konstruktionen av det inre bandets yttre område är sådan att den borde minimera 10 15 20 25 30 533 901 20 stötning mot det matade materialet för att upprätthålla fiberlängden vid maximum för ordentlig separering av fibrer.

Spärbredden på det defibrerande området 110 borde vara mindre än träpartiklarna, företrädesvis ca den minimala funktionsöppningen för det defibrerande området.

Typiskt borde inget spår vara bredare än 4 mm. Detta försäkrar att träpartiklar behandlas i spalten i stället för att kilas mellan stavar och träffas av stavar fràn motstàende skiva.

På det defibrerande inre området 110 reduceras flisen till fibrer och fiberknippen innan den passerar genom ett ringformigt utrymme 126 och kommer till det yttre bandet 104 vid 160. Detta band kan vara mycket likt en känd konstruktion av en högkonsistensraffineringsplät. Eftersom fibrerna år i huvudsak separerade, utsätts de inte för stötar av hög intensitet. Det framgår av FIG. 3 och 5 att om obehandlad flis skulle komma till det yttre bandets mataromräde 108, skulle den utsättas för stötar av hög intensitet när flisen kilas mellan två grova stavar 118, 120. Om flisen separeras ordentligt i fibratorns inre band 102, finns det inga stora partiklar kvar, varför de inte kan utsättas för detta slags behandling. lnloppet av det inre bandets yttre område har en radiell eller nästan radiell övergång (dvs. bägform med väsentligen konstant radie direkt framifrån sett). Stor variation i den radiella positionen av den slipade ytans början resulterar normalt i att fiberlängd förloras, när partiklar som är större än spalten tvingas snabbt in i spalten. Med en lång fas i början av området (längre är bättre) kommer det matade materialet gradvis att reduceras i storlek itillräcklig mån (grovhetsreduktion) för att kunna komma in i spalten som bildas av arbetsytorna (ej visade i FIG. 5). Damm under ytan eller på ytan kan användas för att öka åtgärdens effektivitet och/eller öka av energitillförseln till de inre plåtarna.

Fördelningen mellan de inre och yttre bandens funktion kan också förverkligas i en så kallad "konisk skiva" som har en plan raffineringszon i början följd av en konisk raffineringszon inom samma raffinör. I så fall skulle de defibrerande banden enligt uppfinningen ersätta den plana raffineringszonen som skulle sedan följas av den 10 15 20 25 30 533 901 21 konventionella raffineringen med "huvudplåt" i den koniska delen. Normalt har en konisk del i dylika raffinörer en kon med en vinkel på 30 eller 45 grader, dvs. den är till exempel 15 eller 22.5 grader från en cylindrisk yta. Ett exempel på en dylik konisk skivraffinör beskrivs i US-patentet nr 4.283,016, beviljat den 11 augusti 1981. Tennen "skiva", såsom den används häri, hänvisar alltså till en "konisk skiva", och uttrycket "väsentligen radiell” till en i allmänhet utåt riktad, men vinklad spalt i en konisk raffinör.

Termen "plan skiva" används till skillnad, när skivan och/eller plåten är väsentligen plan över hela arbetsytan, såsom visas i de tillfogade ritningarna.

Två utföringsformer av det yttre fibrillerande bandet visas i FIG. 7 och 8. Dessa kan variera fràn hög intensitet till mycket låg intensitet. För att illustrera konceptet är mönstret som visas i FIG. 7 ett typiskt exempel på ett riktat yttre band 166 med hög intensitet. FIG. 8 visar en dubbelriktad konstruktion 182 av mycket låg intensitet. Även andra olika slags stav-/spårutformningar kan användas, till exempel sådana som har en variabel stigning (se US-patentet nr. 5.893.525).

Det riktade bandet 166 är grövre och har ett framåt matande område 172 som förkortar uppehållstiden och minskar energiinmatningsförmågan på detta område genom att tvinga mer energi att tillämpas i bandets yttre del, vilket i sin tur ökar arbetsintensiteten däri, och således fungerar bandet vid en trängre spalt. Det yttre bandets arbetsområde har tvâ zoner 168, 170, det yttre 168 av vilka har finare spår än 170. Några eller alla spår, till exempel 176 inom zonen 168, kan avgränsa tydliga kanaler som år något vinklade mot bandets verkliga radier, medan andra spår, till exempel 180 inom den andra zonen 170, kan ha damm 174, 178 på ytan eller under ytan. l huvuddrag är det yttre bandet 166 likt det yttre bandet 112 i FIG. 3.

Som ett annat exempel har det hellånga variabla stigningsmönstret 182 i FIG. 8 väsentligen radiella kanaler utan någon centrifugal matningsvinkel. Matningsområdet 190 är mycket kort och arbetsområdet 188 kan ha jämn eller växlande spàrbredd, eller såsom visas vid 184 och 186, växlande eller variabel spårdjup. Detta möjliggör en längre uppehållstid inom plåtarna och, tillsammans med det stora antalet stavkorsningar, möjliggör en energiöverföring av låg intensitet, vilket resulterar i en större spalt mellan plåtarna. 10 15 20 25 30 533 901 22 l en variation av det yttre bandet är det yttre bandets inre matningsområde konstruerat så att det förhindrar bakströmning av fiber från det yttre bandet till det inre bandet. FIG. 8D visar ett yttre band 192 för rotorskivan med ett matningsområde 194 som har krökta matningsstavar 195. Det motsatta statorbandet 196 som visas i FIG. 8E har inte stavar på det inre matningsområdet 198 i motsatsförhållande till de krökta stavama, varvid de motstående krökta matningsstavarna 195 är anordnade på det yttre bandet 192. Ett dylikt arrangemang försäkrar vidare en fullständig åtskiljning av defibrerings- och fibrilleringsstegen ide inre respektive yttre banden.

Såsom visas i figurerna kan de krökta matnings-(besprutnings)stavarna 195 alternativt kompletteras med en annan konstruktion på rotor- och/eller statorbandens matningsområde (tex. pyramider och motstående radiella stavar) för att underlätta fördelningen av materialet från de krökta stavarna till arbetsområdet. Således kan ytan av den radiella omfattningen av rotorns matningsområde 194 övertas helt eller delvis av utskjutande krökta stavar 195 och ytan av den radiella omfattningen av statorns matningsområde 198 kan vara helt plan eller delvis övertagen av fördelningsstrukturen.

Rotorbandets krökta stavar 195 på matningsområdet 194 skjuter ut på ett avstånd som är längre än stavarnas höjd på arbetsområdet, men planheten av den motsatta ytan på statorbandets matningsområde 198 möjliggör denna ökade höjd. l allmänhet har mönstret av stavar och spår över det inre bandets hela arbetsområde en första genomsnittlig, företrädesvis likformig, densitet och mönstret av stavar och spår över det yttre bandets hela matningsområde har en andra genomsnittlig, företrädesvis likformig, densitet som är emellertid lägre.

Såsom kommer att beskrivas i det nedanstående, har uppfinningen uppvisat signifikanta fördelar när den demonstrerats på en pilotanläggning, där den primära skivdiametern var effektivt 36 tum. Uppfinningen är synnerligen lämplig när den tillämpas på större raffinörer, vilkas skivdiameter ligger inom området av ca 45 - 60 tum eller mer. 10 15 20 25 30 533 901 23 2. Genomförande pà pilotanläggningens laboratorium Kombinationen av defibrerande inre band och högeffektiva yttre band är därför en viktig komponent i denna process. Optimeringen av processen utfördes genom att köra en trycksatt Andritz 36-1 CP enkelskiveraffinör i två steg: först genom att använda bara de inre plåtarna och sedan genom att använda bara de yttre plåtarna. För de inre plàtarna användes en speciell Durametal D14B002 raffineringsplåt med tre zoner så att hälften av den yttre mellanzonen och hela den yttre zonen var utslipade (se FIG. 9). Den inre hälften av mellanzonen används för att defibrera den nedbrutna träflisen. För den yttre 36604 riktad matning (utdrivande) plåten användes en Du rametal både raffineringsplàt i raffineringsutformningarna av (kvarhàllande) (se FIG. 10). och hämmande Tre raffineringsutformningar kördes genom att använda defibreringsplàtamas inre delar för att simulera följande processvariationer: 1. TMPA [2-3 sek. uppehåll (i), 85 psig, 1800 rpm] ii) Se A1 i datatabeller. 2. TMPB (2-3 sek. uppehåll (i), 85 psig, 2300 rpm] ii). Se A2 i datatabeller. 3. TMP [2-3 sek. uppehåll (i), 50 psig, 1800 rpm] iii). Se A3 idatatabeller. i) Uppehåll från trycksatt skruvutmatning till raffinörinloppet. ii) Trycket i basningsröret = 5 psi, uppehåll = 30 sekunder. iii) Trycket i basningsröret = 20 psi, uppehåll = 3 minuter.

Förtecknet som används för att hänvisa till kombinationen av nedbrytning med macererande trycksatt skruvutmatare och defibrerande inre plåtar är f-. Därför är nomenklaturen som används för de föregående utformningarna följande: 1) f-TMPA 2) f-TMPB 3) f-TMP 10 15 20 25 30 533 901 24 Det defibrerade (f) materialet raffinerades sedan genom att använda raffineringsplàtarnas yttre delar under motsvarande tryck- och rafñnörhastighetsförhâllanden, dvs. 1) f-TMPA yttre delar: 85 psig, 1800 rpm 2) f-TMPB yttre delar: 85 psig, 2300 rpm 3) f-TMP yttre delar: 50 psig, 1800 rpm Huvuddelen av den specifika energin tillämpades under körningar med raffinörens yttre delar. Olika förhållanden av raffineringsplàtens riktning (utdrivande och kvarhållande) och tillämpad energi uppskattades under körningarna med de yttre delarna i denna undersökning.

Var och en av de raffinerade primärmassorna raffinerades sedan i en atmosfärisk sekundärraffinör Andritz 401 på tre olika nivåer av tillämpad specifik energi.

TMP-kontrollserier producerades också utan nedbrytning av träflisen i den trycksatta Detta àstadkoms sänka produktionshastigheten av kontrollkörningen med de inre plåtarna från 24.1 ODMTPD till 9.4 ODMTPD. Detta minskade flispluggen effektivt i PMSD. Plàtarna drogs undan under testkörningen med de inre delarna sà att storleksminskning uppnàddes genom macerera nde skruvutmataren. genom att att använda bara knâdfibreringsstavar, dvs. ingen effektiv raffinering med raffinörens defibrerande stavar efter knàdfibreringsstavarna. Flisen på de inre delarna raffinerades sedan i 36-1CP-raffinör genom att använda de yttre plåtarna. De raffinerade primärmassorna raffinerades sedan i Andritz 401-raffinör på flera nivåer av specifik energi.

Tabell A visar nomenklaturen för varje raffinörserie som produceras i denna testkörningsundersökning. De motsvarande providentifikationerna visas ocksâ.

Tabell A Nomenklatur Providentifikation 10 533 901 25 Primära inre Primära yttrefl Sekundära plåtar plåtar f-TMPA 1800 hb 485 ml A1 A4 A7, A6, A9 f-TMPA 1800 GX 663 m| A1 A5 A10, A11, A12 f-TMPA 1600 GX 661 ml A1 A6 A13, A14, A15 f-TMPA 1800 GX 460 ml A1 A16 A22, A23, A24 f-TMPA 1800 GX 640 m| A1 A17 A25, A26, A27 (2.s% NaHsog f-TMPA 1800 hb 588 ml A1 A18 A26, A29, A30 f-TMPB 2300 GX 617 ml A2 A19 A31, A32, A33 f-TMPB 2300 GX 538 ml A2 A20 A34, A35, A36 (3.1% NaHsOg) f-TMP 1800 GX 597 ml A3 A21 A37, A38, A39 f-TMP 1800 hb 524 ml A3 A41 A46, A47, A48 TMP 1800 hb 664 m| A3-1 A44 A54, A55, A56.

A57, A58 TMP " 1800 hb 775 ml A3-1 A43 A49, A50, A51.

A52, A53 *Nomenklatur = process, primärraffinörhastighet (1800 rpm eller 2300 rpm), utformning (ex eller hb) av yttre primärplåtar, primärraffinörens freeness-tal "inte bra eftersom primärraffinörens freeness~tal var för högt.

Raffinörserierna som producerades med yttre primärplàtar vid kvarhállande hade en större spalt mellan plåtarna och högre haltighet av långa fibrer än motsvarande serier som producerades genom att använda utdrivande yttre plåtar. Detta möjliggjorde raffinering av de kvarhàllande serierna till lägre primära freeness-nivàer, varvid massans långfiberinnehàll bibehölls.

Figurerna 11 - 18 visar resultat av massaegenskaper hos de flesta av raffinörserierna som erhölls i denna undersökning. De två serierna som producerades vid mycket lågt primärt freeness-tal (< 500 ml) är uteslutna fràn diagrammen på grund av anhopning_ 10 15 20 533 901 26 Figur 11. Freeness-tal gentemot specifik energi TMP-kontrollserien hade de högsta behoven av specifik energi för uppnående av ett givet freeness-tal. f-TMP-serien hade de näst högsta energibehoven och därefter f- TMPA-serien. f-TMPB-serien hade de lägsta behoven av specifik energi för uppnående av ett givet freeness-tal.

Tabell B jämför behoven av specifik energi för varje kartlagd raffinörserie vid ett freeness-tal på 150 ml. Resultaten är från lineär interpolering.

Tabell B. Specifik energi vid 150 ml Specifik energi (kWhlMT) f-TMPA 1800 ex 661 ml 1889 f-TMPA 1800 hb 588 ml 1975 f-TMPB 2300 ex 617 ml 1626 f-TMP 1800 ex 597 ml 2060 f-TMP 1800 hb 524 ml 2175 TMP 1800 hb 664 ml 2411 f-TMPA 1800 ex 640 ml (2.8% NaHSOs) 2111* f-TMPB 2300 ex 538 ml (3.1% NaHSO3) 1411* *Genom extrapolering. f-TMPB 2300 ex-serien (kombination av defibrering, TMPB, och plåtar av hög intensitet) hade ett 32 % lägre energibehov än TMP-kontrollserien för uppnående av ett freeness-tal på 150 ml. f-TMPA 1800 hb- och f-TMPA 1800 ex-serierna hade ett 18 % respektive 22 % lägre energibehov än TMP-kontrollserien vid 150 ml. f-TMP hb- och f- TMP ex-serierna hade ett 10 % respektive 15 % lägre energibehov än TMP- kontrollserien. Resultaten visar att ombyggandet/ersättandet av den trycksatta skruvutmataren och raffineringsplåtarna kan medföra en betydlig avkastning på investeringar på befintliga TMP-system. 10 15 20 25 30 533 901 27 Figur 12. Dragindex gentemot specifik energi f-TMPB ex-massorna hade det högsta dragindexet vid en given tillämpning av specifik TMP- kontrollmassorna hade det lägsta dragindexet vid en given tillämpning av specifik energi och de följdes av f-TMPA-serien och därefter f-TMP-serien. energi.

Tillsättandet av ungefär 3 % natriumbisulfiflNaHSOg-lösning till den trycksatta skruvutmataren ökade dragindexet i förhållande till motsvarande serie utan behandling med kemikalier.

Ett dragindex på 52.5 Nm/g uppnåddes med f-TMPB 2300 ex (3.1 % NaHS03) -serien under användning av 3.1 % NaHSO, och 1754 kWh/ODMT.

Figur 13. Dragindex gentemot freeness-tal Serier utan behandling med kemikalier Det fanns två grupper av dragindexresultat. Den lägre resultatgruppen representerar serier som producerades genom att använda utdrivande yttre plåtar. Den högre resultatgruppen representerar serier som producerades genom att använda kvarhâllande yttre plåtar. Den genomsnittliga ökningen av dragindexet genom att använda de kvarhållande plåtarna var ca 10%. Det skall uppmärksammas att en f- TMPB hb-serie inte användes i denna provkörning, eftersom det fanns brist på defibreral A3-material.

Serier som behandlades med bisulfit Tillsättandet av ungefär 3% bisulfit till f-TMPA ex- och f-TMPB ex-serierna ökade dragindexet till samma eller t.o.m. högre nivå som hos massorna som producerades med de kvarhållande plàtarna.

Tabell C Regressionsekvationerna som användes i interpoleringarna ingår i FIG. 13. jämför varje raffinörserie vid ett freeness-tal på 150 ml. 533 901 28 Tabell C. Dragindex vid 150 ml Dragindex (Nmlg) f-TMPA 1800 ex 661 ml 43.8 f-TMPA 1800 hb 588 ml 47.7 f-TMPB 2300 ex 617 ml 42.4 f-TMP 1800 ex 597 ml 43.5 f-TMP 1800 hb 524 ml 48.1 TMP 1800 hb 664 ml 48.2 f-TMPA 1800 ex 640 ml (2.8% NaHSO3) 47.0* f-TMPB 2300 ex 538 ml (3.1% NaHSOa) 47.9* *Genom extrapolering.

Figur 14. Rivindex gentemot freeness-tal Raffinörserien som producerades genom att använda kvarhållande yttre plåtar hade det högsta rivindexet och làngfiberlnnehàllet.

I tabell D jämförs raffinörserierna vid ett freeness-tal pà 150 ml. Rivindexvärdena 10 erhölls genom att använda lineär interpolering.

Tabell D. Rivindex vid 150 ml Rivindex (mNJlf/g) f-TMPA 1aoo ex sal ml 9.o f-TlvlPA 1aoo nb saa ml 9.9 f-TMPB zaoo ex 617 ml av f-TlvlP laoo ex 597 ml aa f-TlvlP laoo hb 524 ml 9.3 TMP laoo hb 664 ml 9.1 f-TlvlPA laoo ex 640 ml (2.a% Nallsos) * 9.7 f-TMPB 2300 ex saa ml (3.1% Nel-lsog * aa *Genom extrapolering. 10 15 20 533 901 29 f-TMPA-hb-massorna hade det högsta rivindexet. f-TMPA ex- och f-TMPB ex- massorna hade jämförbara rivindexresultat.

Figur 15. Sprängindex gentemot freeness-tal f-TMPA 1800 hb- och f-TMP 1800 hb-serierna som producerades med kvarhàllande yttre plåtar hade det högsta sprängindexet vid ett givet freeness-tal. Raffinörserierna som producerades med utdrivande plåtar, dvs. f-TMPA 1800 ex-, f-TMP 1800 ex, F- TMPB 2300 ex, hade ett lägre sprängindex vid ett givet freeness-tal.

Tillsättandet av ungefär 3 % bisulfit ökade sprängindexet hos serierna som producerades med utdrivande yttre plåtar till samma nivå som hos serierna som inte behandlades med kemikalier och som producerades med kvarhàllande yttre plåtar.

I tabell E jämförs sprängindexresultaten interpolerade till ett freeness-tal på 150 ml.

Tabell E. Sprängindex vid 150 ml Sprängindex (kPamz/g) f-TMPÅ 1800 QX 561 ml 2.51 f-TMPÅ 1800 hb 588 ml 2.85 f-TMPB 2300 eX 617 ml 2.30 f-TMP 1800 eX 597 ml 2.38 f-TMP 1800 hb 524 ml 2.76 TMP 1800 hb 664 ml 2.45 f-TMPA 1800 ex 640 ml (2.8% NaHSOg) * 2.98 f-TMPB 2300 eX 538 ml (3.1% NaHsOg) * 2.67 *Genom extrapolering_ Figur 16. Spetinnehåll gentemot freeness-tal TMP-kontrollmassorna hade de högsta spetinnehållsnivàerna. Raffinörserierna som producerades med de utdrivande yttre plàtarna hade lägre spetinnehållsnivàer än 10 15 20 533 901 30 motsvarande serier som producerades med de kvarhàllande yttre plàtarna. Det var helt uppenbart att f-förbehandlingen bidrog till att reducera spetinnehàllet.

I tabell F jämförs spetinnehållsnivåerna för varje raffinörserie interpolerade till ett freeness-tal pà 150 ml.

Tabell F. Spetinnehâll vid 150 ml Spetinnehåll (%) f-TMPA 1800 ex 661 ml 0.70 f-TMPA 1800 hb 588 ml 1.35 f-TMPB 2300 ex 617 ml 0.31 f-TMP 1800 ex 597 ml 0.37 f-TMP 1800 hb 524 ml 1.61 TMP 1800 hb 664 ml 2.63 f-TMPA180O ex 640 ml (2.8°/° NaHSOa) * 0.59 f-TMPB 2300 ex 538 ml (3.1% NaHS03) * 0.18 *Genom extrapolering. f-TMPB ex-serlen som producerades utan bisulfittillsats hade de lägsta spetinnehållsnivàerna. Tillsättandet av bisulfit reducerade spetinnehållet.

Figur 17. Sprid ningskoefficient gentemot freeness-tal Raffinörserierna som producerades med de utdrivande yttre plåtarna hade de högsta spridningskoefflcientnivåerna.

Tabell G visar spridningskoefficientresultaten för varje serie vld ett freeness-tal på 150 ml.

Tabell G. Spridningskoefficient gentemot freeness-tal spridningskoefficient (mf/kg) 57.1 f-TMPA 1800 ex 661 ml 533 B01 31 f-TMPA 1800 hb 588 ml 55.1 f-TMPB 2300 ex 617 ml 56.6 f-TMP 1600 ex 597 ml 56.3 m f-TMP 1800 hb 524 ml 53.6 Ü TMP 1800 hb 664 ml 54.4 f-TMPA 1aoo ex 640 ml (2.a% 55.9 Nal-lsoa) ~ f-TMPB 2300 ex 538 ml (3.1% 53.8 NaHsog * *Genom extrapolering.

Tillsättandet av ungefär 3 % bisulfit minskade spridningskoefflcienten med ca 1-3 mz/kg.

Figur 18. Ljushet gentemot freeness-tal Samtliga f-serier hade högre ljushet än TMP-kontrollmassorna. 10 Tabell H jämför varje rafflnörserie interpolerad till ett freeness-tal på 150 ml.

Tabell H. lSO-ljushet vid 150 ml lSO-ljushet f-TMPA 1800 ex 661 ml 52.0 f-TMPA 1800 hb 588 ml 51.3 f-TMPB 2300 ex 617 ml 52.8 f-TMP 1800 ex 597 ml 49.4 f-TMP 1800 hb 524 ml 48.9 TMP 1800 hb 664 ml 47.3 f-TMPA 1800 ex 640 ml (2.8% NaHSOS) * 56.5 f-TMPB 2300 ex 538 ml (3.1% NaHSOa) * 59.1 *Genom extrapolering. 10 15 20 25 533 901 32 f-TMP-serierna hade ca 2 % högre ljushet än TMP-kontrollserien. Det att träextraktämnen avlägsnades i större grad från f-förbehandlingens trycksatta skruvutmatarkomponent av hög kompression bidrog mest sannolikt till ökningen av Ijushetsnivån. f-TMPB-serien hade den högsta ljushetsnivàn (52.8), följd av f-TMPA-serierna (medelvärdet = 51.7) och sedan f-TMP-serierna (medelvärdet = 49.2).

Tillsättandet av 3 % bisulfit ökade ljusheten avsevärt, dvs. upp till 59.1 hos f-TMPB ex- serien. 3. Jämförelse av defibreringsförhållanden under raffinering på den inre ZODGH l tabell l jämförs de defibrerade egenskaperna efter de inre plàtarna. Såsom nämndes tidigare, utfördes det tre defibratorkörningar, A1, A2, A3, för att simulera f-TMPA-, f- TMPB- och f-TMP-utformningarna. Till var och en av dessa körningar på det inre bandet tillfördes nedbruten flis från den trycksatta skruvutmataren.

Tabell I. defibrerade egenskaper efter inre plåtar Defib- Process Tryck Genom- Specifik Spet- +28 rator (f-)- (psi) strömning energi inne- Mesh körning (ODMTPD) (kWhIODMT) håll (%) i (%) A1 TMPA 85 23.3 152 66.5 75.4 A2 TMPB 85 23.3 122 35.6 79.4 A3 TMP 50 24.1 243 88.7 82.4 Det är uppenbart att processförhållandena har en betydande inverkan på defibreringseffektiviteten under raffineringen pá den inre zonen. Den nedbrutna flisen som raffinerats vid högre tryck (A1, A2) hade ett betydligt lägre spetinnehåll (flera defibrerade fibrer) i jämförelse med raffinenng vid ett typiskt TMP-tryck (50 psi). 10 15 20 25 30 533 901 33 Energibehovet för defibrering var också lägre vid högt tryck. Den högsta defibreringsniván uppnàddes, när högt tryck och hög hastighet (A2) kombinerades.

A2 (f-TMPB)-materialet uppvisade den högsta fibersepareringen, följt av A1 (f-TMPA)- materialet. A3 (f-TMP) var tydligt det grövsta av de defibrerade proven.

Det kan märkas att stavens direktionalitet inte var en faktor under de inre raffineringskörningarna, eftersom de inre plátarna var dubbeiriktade.

Energibehovet för defibrering minskar när trycket förhöjs. Energiförlusterna år tämligen stora, när defibreringen sker under konventionella förhållanden. Till exempel vid ett tryck på 50 psig skulle ett tilläggsbehov av specifik energi på klart över 100 kWh/MT vara nödvändigt, när defibrerat material produceras till samma spetnivà som vid raffinering vid 85 psig. 4. Laboratoriemetoder Vitgranflis från Wisconsin användes i dessa exempel. faståmneshalt och bulkdensitet för granflisen framgår av Tabell ll.

Materialidentifiering, I början utfördes flera körningar på trycksatt 36-1CP-raffinör med variabel hastighet genom att använda plåtmönstret D14B002 med den yttre zonen och hälften av mellanzonen slipade. Detta utfördes för att simulera de inre banden av större första förbasningsuppeháll på 30 sekunder i basningsröret vid 0.4 bar, ett tryck på 5.87 bar i maskinhastighet på 1800 A2 ökades 2300 Körningen A3 producerades med ett förbasningsuppehàll på 3 minuter vid 1.38 bar, ett tryck på 3.45 bar i raffinörrnanteln och en raffinörskivhastighet pà 1800 rpm. Körningen A3-1 utfördes också under enkelskiveraffinörer. Den körningen A1 producerades med ett raffinörmanteln och en rpm. För maskinhastigheten till rpm. likadana förhållanden som A3, förutom att produktionshastigheten reducerades från 24.1 ODMTPD till 9.4 ODMTPD för att förebygga nedbrytning av flisen före matningen till raffinören. Storleken av spalten mellan plåtarna för denna körning ökades också för att eliminera all aktivitet av stavarnas mellanzon så att flisen utsattes enbart för 10 15 20 25 30 533 901 34 behandling av knàdfibreringsstavar. Analys av fiberkvalitet var inte möjlig på provet A1- 1, eftersom flisen som utsätts enbart för behandling av knådfibreringsstavar inte är i en defibrerad form. Av denna anledning är spet- eller Bauer McNett-analys inte tillämpbar.

Var och en av massorna användes för att producera tilläggsserier. Sex serier utfördes pà A1 -materialet. Deyttre plåtarna (Durametal 36604) installerades i 36-1 CP-raffinören för att simulera den yttre raffineringszonen. Alla sex primärkörnlngar på yttre zonen raffinerades på 36-1CP vid ett tryck på 5.87 bar i manteln och vid en skivhastighet av 1800 rpm. Processnomenklaturen för dessa körningar är TMPA. En natriumbisulfitlut tillsattes i A17 och resultatet var en kemikaliesats på 2.8 % NaHSOa (på ugnstorrt virke). Tre sekundära raffinörkörningar producerades på varje serie.

Tvà serier producerades på A2-materialet. Båda 36-1CP körningarna pà yttre zonen (A19 och A20) producerades vid ett tryck pà 5.87 bar i raffinörmanteln och en maskinhastighet av 2300 rpm. Processnomenklaturen för dessa körningar är TMPB.

Natriumbisulfitlut tillsattes i A20 (3.1 % NaHSOa). Tre sekundära raffinörkörningar producerades igen på varje serie.

Flera serier producerades också pá AS-materialet, var och en vid ett tryck på 3.45 bar i raffinörmanteln och en hastighet av 1800 rpm. Tre sekundära raffinörkörningar producerades på varje serie. Processnomenklaturen för dessa körningar är TMP.

Tvà TMP-kontrollserier producerades (A43 och A44) på A3-1-flisen, vilka genomgick en behandling av knàdfibreringsstavar endast under raffinering pà den inre zonen. Både A43 och A44 raffinerades vid ett basningstryck pà 3.45 bar och vid en maskinhastighet pà 1500 rpm. Flera atmosfäriska raffinörkörningar utfördes sedan på dessa massor för att minska freeness-talet till ett jämförbart område med de tidigare producerade serierna.

Alla massor testades i enlighet med TAPPI-standardmetoder. Testningen innefattade Bauer McNett klassificeringar, optiska flberlängdanalyser, fysiska och optiska egenskaper.

Canadian Standard Freeness, Pulmac Shives (0.1O mm sil), 10 15 20 25 30 35 40 45 533 901 35 Tabell |-A GRAlsK sAMMANFATTNnga Av KöRNmGAR MATERIAL 36-1cPunre) 3s-1cP(Yme) m A7 A4 5.87 BAR, ä: 2-3 SEK. 1800 RPM 10 As 5.87 BAR 11 2-3 SEK. 1800 RPM 12 01 A1 GRAN- *'""_' 5.87 BAR'__ A13 Fus 1800 RPM A6 '" “_ 587 14 2-3 sr-:K 1800 RPM 15 A22 A16 5.87 BAR 3 2-3 SEK. 1800 RPM 4 1A A17 5.87 A28 2-3 sEK. 1800 RPM 7 2.8 % Nar-fsoa A28 A18 5.87 9 f- 2-3 sEK. š 1800 RPM A30 MARK: A1 ANVÄNDE D14B002-PLATAR, YTTRE KoN OCH HÄLFTEN Av MELLANzoNEN ocH YTTRE zoNEN uTsuPADE. A1; RORTRYCK PA 0.69 BAR; A4, As, A8, A16, A17 ocH A18; RÖRTRYCK PA 0.34 BAR; As, A8, A18 0cH A17 RAFFINERADES PÅ OMVÄNT SÄTT. 10 15 20 25 30 35 40 45 533 901 36 Tabell I-B _ GRAHsK SAMMANFATTNING Av KORN|NGAR MATER|AL 3e-1cPunfe) 3s~1cP(Yur3 ) m 31 ___ A19 5.97 BAR, A32 o sex. 2300 RPM A33 1-- A2 -_--_- 5.97 BAR 34 2300 RPM *_- A20 5.37 BAR ss o sEK. 2300 RPM A36 31% NaHso, 01 GRAN- A37 Fus fi* A21 3.45 BAR 8 0 SEK. 1300 RPM 9 :--A40 ï-í-ms __ A3 3.45 BAR 3.45 BAR 0 sex. 1900 RPM 1300 RPM 46 -- A41 3.45 BAR 47 o sEK. 1900 RPM 49 ___ A42 3.4sBAR 0 sex. 1800 RPM MÄRK: A2 OCH A3 ANVÄNDE D14B002-PLATAR, YTTRE KON OCH HÄLFTEN AV MELLANZONEN OCH YTTRE ZONEN SLIPADE. A2: RORTRYCK PA 0.69 BAR; A3: RORTRYCK PA 1.38 BAR; A19, A20, A21, A40, A41 ocH A42: RöRTRYcK PA 0.34 BAR; A19, A20, A21 RAFF|NERADES PA øMvANT sATT. 533 901 37 Taben |-c _ GRAHsK sAMMANFATTNmG Av KORMNGAR MATERIAL as-mpunre) 35-1 cmvure) 401 4o1 A49 i A43 1/ 3.45 BAR Aso A52 o1 ___-_ As-1-- 150 sEK. < GRAN- 9.45 sar 1900 RPM A51 A59 Fus 1500 RPM A54 -- A44 3.45 BAR A55 A57 150 sEK. < 1500 RPM A55 A55 Tabeu || MATERIALIDENTHHKAHON MATER|AL % ugNsTgRRA FAsTÄMNEN Bu LKDENSITET (KQ/m ) LH TORR o1 GRAN 55.5 159.5 112.9 GENOMDRÄNKT 47.7 10 15 20 25 30 533 901 38 5. Ångförsörjning Såsom beskrivs i det ovanstående med hänvisning till FIG. 3, 4 och 5 är raffineringsplåtarna anordnade i ett motstående koaxiellt förhållande, varvid de avgränsar ett raffineringsgap som sträcker sig väsentligen radiellt utåt från skivornas inre radie till skivornas yttre radie. Raffineringsgapet innefattar en yttre spalt 158 mellan de motstående ytter banden, till exempel 152A och 1528, och en inre spalt 156 avgränsad mellan de motstående inre banden, till exempel 150A och 1505. För ideal defibrering av det nedbrutna flismaterialet borde arbetsområdet 110 av det ena inre bandet ligga på ett kort avstånd från det motsatta inre bandets arbetsområde 110.

Avståndet ligger inom området 1.5 - 3.0 mm och år idealt ca 2 mm. Den täta spalten mellan de inre banden för ett arbetsområde som har ett tillräckligt fint mönster av stavar och spår för att uppnå den önskade defibreringseffekten kan emellertid resultera i blockering av ångflödet tillbaka till bandmataren 30 och någon förvärmare uppströms (se FIG. 1). l några kända TMP-system används ett återflöde av ånga som alstrats under fibrilleringen för att upprätthålla det förhöjda trycket i raffinörens förvårmare och bandmataren. I föreliggande uppfinning alstras ånga i den yttre spalten 158 mellan de yttre bandens arbetsområden 112. För kompatibilitet med sådana kända TMP-system kan kompositplàtarna enligt föreliggande uppfinning modifieras för att möjliggöra återflöde av ånga trots den tätare spalten på den inre plåtens arbetsområde.

I allmänhet kan åtminstone en av de motstående plåtarna innefatta en återflödeskanal för ånga för att rikta en del av ångan från den yttre spalten till den inre spalten på det inre matningsområdet 154 eller ett ställe vidare uppströms, medan den inre spalten 156 på det inre arbetsområdet förbigås.

En lösning, visad i FlG. 19, är att öppna de inre plåtarnas 204 baksida 202 på statorn 200, vilket skulle låta ångan 210 att flöda i kanalen 206 uppströms i processen bakom det inre bandets arbetsområde 208. Denna förbiledning av ånga skulle inte ha en skadlig påverkan på uppehållstiden för fibrer i de inre banden (uppehàllstiden i de inre banden borde hållas kort för att undvika överflödig fiberackumulering som ökar friktionsförluster och därigenom energiförbrukningen. Det är allmän praxis att bilda varje raffineringsplåt utav ett flertal, till exempel tio, något tårtformade segment eller - 10 15 20 25 30 533 901 39 element som är bultade ihop med skivan. l föreliggande uppfinning kan det inre bandet bildas utav en sats inre bandsegment och det yttre bandet kan bildas utav en annan sats av yttre bandsegment. Några eller alla av de inre bandsegmenten kan ha en radiell genomborrning eller ett spår 206 på baksidan (vid gränsytan med skivan) för ångan så att den flödar förbi det motsvarande segmentets arbetsområde, med ett inlopp 212 mot raffineringsgapet 126 radiellt utanför det inre bandets arbetsområde.

Såsom visas i FlG. 20, innefattar en variation en passage 214 bildad i själva skivan, företrädesvis statorn. Detta kan vara synnerligen effektiv, ifall plåten utgörs av distinkta inre och yttre band som är anslutna till skivan så att ett ringformigt utrymme 126 bildas mellan banden. inloppet 212 för passager för förbiströmning av ånga kan vara belägeti skivan i detta ringformiga utrymme. En dylik ångavledningspassage genom raffinörskivan kan alternativt åstadkommas genom att anordna ett eller flera hål i skivan i linje med motsvarande hål i plåtarna någonstädes radiellt utåt från det inre arbetsområdet 208. Hålen skulle vara anslutna till raffinörens matningssida genom ett rörarrangemang och anslutningen kan vara kopplad till ett eller flera ställen någonstädes mellan utmatningen av pluggskruvutmataren (eller tryckförmedlaren till matningssystemet) och inloppet vid raffineringsplàtarnas radiella centrum.

En annan lösning, visad i FIG. 21 och 22, innefattar en ångkanal 216 på ytan av det inre bandets arbetsområde 208, företrädesvis i statorn. Denna kanal är anordnad för det enda ändamålet att låta ånga flöda tillbaka mot matningssystemet i stället för att vara fångad mellan de inre och yttre banden. En dylik avledningskanal löper diagonalt eller snett över stav-/spårmönstret på det inre bandets arbetsområde, antingen på rotorn, statorn eller båda två av fasen 164 på arbetsområdets stavar eller till mataröppningen 154. Kanalen för förbiströmning av ånga har ett inlopp 218 vid det ringformiga utrymmet 126 de inre och yttre banden. Placeringen av kanalen i statorn möjliggör att ångan har en passage med minst motstånd. Rotorn skulle ha en tendens att pumpa ånga framåt, t.o.m. med kanalen, men statorn låter ångan att flöda tillbaka.

Såsom i samband med föregående utföringsform som beskrivs i det ovanstående, skulle förbiströmningskanalen på ytan suga ånga från arbetsområdets 208 radiellt sett yttre ända som skulle typiskt befinna sig vid den på ett avstånd belägna gränsytan mellan de inre och yttre banden. Spåren löper bort ifrån rotationsriktningen så att 10 15 533 901 40 matningsmaterial inte år riktat tvärs statorns spår i det inre bandet, varvid obehandlad flis skulle släppas igenom. l den illustrerade utföringsformen har spàrens vinkel valts så att all inkommande flis tvings genom raffineringsgapet i syfte att uppnå det yttre raffineringsomràdet. Sett från sidan utgörs förbiledningskanalen 216 för ånga helt enkelt en kål i plåtmönstret löpande med en fas på ungefär 20 - 30 grader från horisontalplanet på stavarna som löper mot den yttre diametern och med en minimal fas på stavarna som sträcker sig mot den inre diametern Denna geometri hjälper till vid tvingandet av träflis tillbaka till gapet genom mekaniska krafter varje gång material kommer till àngavledningsspåren. Ångspàren kan vara djupare än det omgivande mönstret (i detta fall år de av samma djuphet) och kanalen kan vara rak (såsom i detta fall) eller krökt. Även om olika former av ángspår och t.o.m. spår genom segmentens baksida har prövats tillbaka i tiden, var de konstruerade för att få ånga att röra sig framåt, inte bakåt. Såvitt uppfinnaren vet har ingen modifierat raffineringsplåtar för att öka bakflödet av ånga, dvs. strömning bakåt, i uppströms riktningen.

Claims (20)

10 15 20 25 30 533 901 41 PATENTKRAV

1. Kompositplatta för att fästas vid en plan skiva i en raffinör med roterande skivor, innefattande: ett inre band (102) som har ett inre matningsområde (106) som avgränsas av ett första grovt mönster av stavar (122) och spår (124) och ett yttre arbetsområde (110) som avgränsas av ett första fint mönster av stavar (114) och spår (116); ett yttre band (104, 192) som har ett inre matningsområde (108, 194) som avgränsas av ett andra grovt mönster av stavar (118) och spår (120) och ett yttre arbetsområde (112) som avgränsas av ett andra fint mönster av stavar (128) och spår (130); där spåren i det andra grova mönstret av stavar och spår år smalare än spåren i det första grova mönstret av stavar och spår och spåren i det andra fina mönstret av stavar och spår är smalare än spåren i det första fina mönstret av stavar och spår, kännetecknad av att kompositpiattan innefattar ett ringformigt utrymme (126) mellan det inre bandet och det yttre bandet, varvid kompositpiattan har en totalradie som sträcker sig till det yttre bandets (104, 192) yttre omkrets och varje band har en motsvarande radiell bredd; och det inre bandets (102) radiella bredd är mindre än det yttre bandets (104, 192) radiella bredd, varvid den radiella bredden av det inre bandets matningsområde (106) är större än den radiella bredden av det inre bandets arbetsområde (110); och den radiella bredden av det yttre bandets matningsområde (108, 194) är mindre än den radiella bredden av det yttre bandets arbetsområde (112).

2. Kompositplatta enligt patentkravet 1, där nägra, men inte alla, stavar (146) pà det yttre bandets arbetsområde sträcker sig in i det ringformiga utrymmet.

3. Kompositplatta enligt något av patentkraven 1 eller 2, där det inre bandet och yttre bandet är distinkta organ.

4. Kompositplatta enligt patentkravet 3, där det inre bandet och yttre bandet är fästa vid en gemensam skiva. 10 15 20 25 30 533 901 42

5. Kompositplatta enligt något av patentkraven 1 - 4, där det inre bandets radiella bredd är mindre än ca 35 % av totalradien.

6. Kompositplatta enligt något av patentkraven 1 - 5, där mönstret av stavar och spår på det yttre bandets arbetsområde har åtminstone två zoner, av vilka en zon befinner sig bredvid det yttre bandets matningsområde och en andra zon befinner sig bredvid det yttre bandets yttre omkrets; och mönstret av stavar och spår i den ena zonen är inte så tätt som mönstret av stavar och spår i den andra zonen.

7. Kompositplatta enligt patentkravet 6, där mönstret av stavar och spår över det inre bandets hela arbetsområde har jämn densitet.

8. Kompositplatta enligt något av patentkraven 1 - 7, där det grova mönstret av stavar och spår på det yttre bandets (192) matningsområde (194) innefattar ett flertal krökta stavar (195).

9. Kompositplatta enligt patentkravet 8, där stavarna på det yttre bandets matnings- och arbetsområden har motsvarande höjder och de krökta stavarna pà matningsområdet har en större höjd än stavarna på arbetsområdet.

10. Kompositplatta enligt något av patentkraven 1 - 9, där det yttre bandets matningsområde har ett grövre mönster än det inre bandets arbetsområde.

11. Kompositplatta för att fästas vid en skiva i en raffinör med roterande skivor, innefattande: ett inre band (102) som har ett inre matningsområde (106) som avgränsas av ett första grovt mönster av stavar (122) och spår (124) och ett yttre arbetsområde (110) som avgränsas av ett första fint mönster av stavar (114) och spår (116); 10 15 20 25 30 533 901 43 ett yttre band (104, 192) som har ett inre matningsområde (108, 194) som avgränsas av ett andra grovt mönster av stavar (118) och spàr (120) och ett yttre arbetsområde (112) som avgränsas av ett andra fint mönster av stavar (128) och spàr (130); där det andra grova mönstret av stavar och spår har en högre densitet av spår än det första grova mönstret av stavar och spår och det andra fina mönstret av stavar och spår har en högre densitet av spår än det första fina mönstret av stavar och spår, kännetecknad av att kompositplattan innefattar ett ringformigt utrymme (126) mellan det inre bandet och det yttre bandet, varvid kompositplattan har en totalradie som sträcker sig till det yttre bandets (104, 192) yttre omkrets och varje band har en motsvarande radiell bredd; och det inre bandets (102) radiella bredd är mindre än det yttre bandets (104, 192) radiella bredd, varvid den radiella bredden av det inre bandets matningsområde (106) är större än den radiella bredden av det inre bandets arbetsområde (110); och den radiella bredden av det yttre bandets matningsområde (108, 194) är mindre än den radiella bredden av det yttre bandets arbetsområde (112).

12. Kompositplatta enligt patentkravet 11, där några, men inte alla, stavar (146) på det yttre bandets arbetsområde sträcker sig in i det ringformiga utrymmet.

13. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 eller 12, där det inre bandet och yttre bandet är distinkta organ.

14. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 eller 12, där det inre bandet och yttre bandet är fästa vid en gemensam skiva.

15. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 eller 12, där det inre bandet och det yttre bandet är integrerat anordnade på ett gemensamt underlag.

16. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 - 15, där det inre bandets radiella bredd är mindre än ca 35 % av totalradien. 10 15 20 533 901 44

17. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 -16, där mönstret av stavar och spår på det yttre bandets arbetsområde har åtminstone två zoner, av vilka en zon befinner sig bredvid det yttre bandets matningsomràde och en andra zon befinner sig bredvid det yttre bandets yttre omkrets; och mönstret av stavar och spår i den ena zonen är inte så tätt som mönstret av stavar och spår i den andra zonen.

18. Kompositplatta enligt patentkravet 17, där mönstret av stavar och spår över det inre bandets hela arbetsområde har jämn densitet.

19. Kompositplatta enligt något av patentkraven 11 - 18, där det grova mönstret av stavar och spår på det yttre bandets (192) matningsomràde (194) innefattar ett flertal krökta stavar (195).

20. Kompositplatta enligt patentkravet 19, där stavarna på det yttre bandets matnings- och arbetsområden har motsvarande höjder och de krökta stavarna pà matningsområdet har en större höjd ån stavarna på arbetsområdet.