SE534058C2 - Matning av fibermaterial med pumpar vid framställning av massa - Google Patents

Description

20 25 30 534 058 2 tryckkärl under ett övertryck av åtminstone ca 10 bar (ca 150 psig). För att upprätthålla detta tryck, speciellt vid utförande av en kontinuerlig kokningsprocess, måste speciella åtgärder vidtagas för att trycket inte skall försvinna då materialet inmatas i tryckkärlet. Enligt tidigare teknik användes för detta ändamål en s.k. High- Pressure Feeder. Denna matare är en för ändamålet konstruerad anordning innehållande en rotor försedd med fickor som tjänar som ett medel för överföring av en materialsuspension från ett lågt tryck till ett högt tryck och samtidigt fungerar som en ventil som förhindrar förlust av trycket. Denna komplicerade och dyra anordning har länge ansetts vara en nödvändig komponent för inmatning av suspensioner av finfördelat cellulosahaltigt material i trycksatta kärl, typiskt vid en förhöjd temperatur, speciellt i kontinuerliga kokare.

Enligt uppfinningen åstadkoms ett system som ersätter High-Pressure Feeder - som i över fyrtio år har ansetts vara nödvändig för kontinuerlig kokning - vilket i hög grad förenklar en massafabriks uppbyggnad.

Föreliggande uppfinning avser ett system för matning av finfórdelat cellulosahaltigt fibermaterial, såsom vedflis, vid framställning av kemisk massa, innefattande: ett basningskärl i vilket finfördelat celluosahaltigt fiberrnaterial basas för att avlägsna luft ur detta; och ett trycksatt vertikalt behandlingskärl med ett inlopp för en suspension av finfördelat cellulosahaltigt fibennaterial i dess övre del och ett utlopp i dess nedre del; kärmetecknat av att det vidare innefattar en tryckgenererande mataranordning för trycksättning av en suspension av material från basningskärlet och överföring av denna till behandlingskärlets inlopp, vilken tryckgenererande mataranordning består av en eller flera högtryckssuspensionspumpar belägna nedanför behandlingskärlets övre del; och en vätskeåterfóringsledning från övre delen av behandlingskärlet, vilken återföringsledning står i funktionsmässig förbindelse med ett utlopp i en av suspensionspumparna.

Nämnda en eller flera pumpar innefattar företrädesvis en första och en andra högtryckssuspensionspump anordnade i serie, som vardera har ett tryckvärde, ett inlopp och ett utlopp, varvid den första pumpens inlopp står i funktionsmässig förbindelse med basningskärlet, den första pumpens utlopp står i fimktionsmässig 10 15 20 25 30 534 058 3 förbindelse med den andra pumpens inlopp och den andra pumpen har ett högre tryckvärde än den första pumpen. Suspensionspumparna kan utgöras av centrifugalpumpar av spiralskruvstyp, som är kapabla att trycksätta en suspension med en relativt hög halt av fast material (i ett eller flera steg) till ett tryck av åtminstone ca 5 bar övertryck.

En typisk måttenhet som anger den relativa mängden fast material i en suspension innehållande fast material och vätska är det s.k. vätske/fastämnesförhållandet. I denna ansökan avser detta förhållande förhållandet mellan mängden, dvs. volymen, vätska och mängden, dvs. volymen, massa eller vedmaterial som transporteras. Typiska konventionella vätskepumpar av centrifiigaltyp är begränsade till pumpning av vätskor med en halt av fast material av högst 3 %. Denna halt av fast material motsvarar ett vätske/fastämnesförhållande av ca 33. I suspensionspumpen som används i uppfinningen är vätske/fastämnesförhållandet hos suspensionen som pumpas typiskt 2 - 10, företrädesvis 3 - 7 och allra helst 3 - 6. Suspensionspumparna som används i uppfinningen transporterar suspensioner med en mycket högre halt av fast material än vad en konventionell pump kan hantera.

En vätskeåterföringsledning är förenad med behandlingskärlets övre del, som innehåller vätska som avskilts ur suspensionen i övre ändan av behandlingskärlet (företrädesvis en kontinuerlig kokare). Återföringsledningen står i funktionsmässig förbindelse med ett utlopp i en av suspensionspumpama, antingen direkt eller indirekt. Vätskeåterföringsledningen är företrädesvis ansluten till en tryckreduceringsanordning för reducering av vätskans tryck i återföringsledningen innan vätskan förs till suspensionspumpens utlopp. Tryckreduceringsanordningen kan vara av olika slag, såsom en tryckregleringsventil i återföringsledningen eller annan konventionell konstruktion för effektiv reducering av trycket i en ledning utan att påverka vätskan ogynnsamt.

Alternativt kan tryckreduceringen åstadkommas eller till och med undvikas genom att man använder en strålpump som utnyttjar den trycksatta återföringsledningen som sin källa för trycksatt vätska. En strålpump kan användas tillsammans med en eller flera av suspensionspumparna för att transportera suspension till kokaren. 10 15 20 25 30 534 058 Ett konventionellt flisschakt liksom även andra altemativa komponenter är företrädesvis anordnat mellan basningskärlet och nämnda åtminstone en suspensionspump, varvid basningskärlet är beläget ovanför flisschaktet och flisschaktet ovanför suspensionspumpen/arna. Suspensionspumpen/arna är typiskt belägna på ett avstånd av åtminstone ca 10 meter (30 fot) nedanför kokarens övre ända och typiskt mer än ca 15 meter (ca 50 fot ) nedanför.

Då högtrycksmataranordningen bortlämnas är det önskvärt att utnyttja andra anordningar för att bibehålla en av högtrycksmatarens funktioner, nämligen att förhindra tryckavlastning ifall ett onormalt funktionstillstånd skulle uppstå.

Högtrycksmataranordningen förhindrar nämligen typiskt tillbakaströmning av vätska från kokaren till matarsystemet. Anordningen som förhindrar tryckavlastning enligt föreliggande uppfinning är företrädesvis åtskild från nämnda åtminstone en suspensionspump, även om i vissa fall suspensionspumparnas inlopp eller utlopp kan vara konstruerade så att de förhindrar tryckavlastning. Anordningama som förhindrar tryckavlastning kan automatisk innefatta en avskiljningsventil i suspensionsledningarna som leder suspension från pumpama till behandlingskärlets övre ända och återföringsledningen från behandlingskärlet, varvid ett konventionellt styrorgan är förenat med avskiljningsventilema, som styr dem med hjälp av trycket som avkärms av en detektor ansluten till suspensionsledningen som matar suspension till behandlingskärlets övre ända. Anordningarna som förhindrar tryckavlastning kan även innefatta en backventil i suspensionsledningen och/eller andra ventiler, behållare, detektorer, regleranordningar eller liknande hydrauliska, mekaniska eller elektriska komponenter som är kapabla att förhindra tryckavlastning.

Ett system som inbegriper uppfirmingen kan även innefatta anordningar för att öka vätskeflödet till den andra suspensionspumpens inlopp eller till någon annan pump eller mataranordning, såsom en vätskeledníng innehållande vätska med ett lägre tryck än trycket i den andra suspensionspumpens inlopp, en ledning mellan vätskeledningen och inloppet och en vätskepmnp i ledningen. Vätskeledningen kan utgöras av återföringsledningen från behandlingskärlet och ledningen kan vara direkt förenad med återföringsledriingen. Vätskeåterföringsledningen kan vara förenad med 10 15 20 25 30 534 058 5 ett avspärmingskärl såsom ovan beskrivits och ledningen kan vara förenad med avspänningskärlets vätskeutlopp.

Ett förfarande för matning av fmfördelat cellulosahaltigt fibermaterial till övre ändan av ett behandlingskärl kan innefatta följande steg: (a) materialet basas för att avlägsna luft ur detta och uppvänna materialet. (b) materialet suspenderas i en koklut för att åstadkomma en suspension av vätska och material; och (c) suspensionen trycksätts till ett tryck av åtminstone 5 bar övertryck nedanför behandlingskärlets övre ända (t.ex. åtminstone 9 meter eller 30 fot, företrädesvis åtminstone 15 meter eller 50 fot, nedanför denna) och trycksatt material överförs till behandlingskärlets övre ända, varvid trycksättningssteget består i att suspensionen pâverkas av en eller flera högtryckssuspensionspumpar, av vilka åtminstone en första är en centrifugalpump av spiralskruvstyp.

Ett sådant förfarande kan innefatta ytterligare steg där: (d) vätska som avskilts ur suspensionen i behandlingskärlets övre ända återförs till den åtminstone ena pumpen; och (e) trycket i suspensionen avkänns medan den överförs till behandlingskärlets övre ända och suspensionsflödet till behandlingskärlets övre ända och återföringen av suspension från behandlingskärlets övre ända stängs av om det avkända trycket understiger ett förutbestämt värde. Det kan även finnas ett ytterligare steg (f) där vätskan avspärmingsíörångas då det återförs vid utförandet av steget (d) för att producera ånga, och ångan används vid utförandet av steget (a).

I konventionella massafabríker kan det cellulosahaltiga materialet, typiskt barrved eller lövved, men även cellulosahaltigt material av annat slag kan förekomma, tillföras i olika former. Det kan t.ex. tillföras som sågspån, som flis, som stockar, som långa kvistade träd (dvs. långved) eller även som hela träd (dvs. helträd). Beroende på vedtillförselns cellulosakälla förvandlas veden typiskt till flis så att den kan hanteras och behandlas i en kokningsprocess. S.k. flishuggar omvandlar långveden eller stockama till flis som typiskt lagras i öppna flishögar eller i flissilor. Denna mottagning, hantering och lagring av flisen utförs i en avdelning av massafabriken kallad vedgård. Från vedgården transporteras flisen typiskt till den egentliga massafabriken för att inleda massatillverkningsprocessen. 10 15 20 25 30 534 058 I konventionella vedgårdar lagras flisen i silor från vilka flisen utmatas, typiskt medelst en roterande eller vibrerande siloutmatningsanordning, till en transportör.

Transportören utgörs typiskt av en remtransportör som mottar flisen och för dem till kokeriets behandlingskärl. Emedan vedgården typiskt är belägen på ett avstånd från kokerikärlen är transportören typiskt lång. En dylik transportör kan ha en längd av Lo-Levelm- matningssystemet, som saluíörs av Andritz och är beskrivet i tidigare nämnda US- upp till ca 800 m. Behandlingssystem som inte använder patent, kräver att transportören är belägen på en högre nivå, typiskt på en höjd av minst 30 m (100 fot), för att mata flisen till det första massatillverkningskärlets inlopp. Dessa transportörer och deras stödkonstruktioner är mycket dyra och utgör en betydande del av kostnaderna för kokeriets matningssystem.

Här beskrivs konceptet att transportera en suspension av flis till vedgården. Transport av finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial till en kokningsprocess kan bestå av följande steg: (a) Obehandlad flis inmatas i ett första kärl. (b) Suspenderingsvätska inmatas i det första kärlet för att bilda en suspension av material och vätska. (c) Suspensionen utrnatas från kärlet till inloppet av åtminstone en tryckgenererande och transporterande anordning. (d) Suspensionen trycksätts i en tryckgenerande och transporterande anordning och överförs till ett behandlingskärl.

Det första kärlet är typiskt en flissilo eller -binge. Denna binge har företrädesvis ett utlopp med endimensionell konvergens utan omröring eller vibration, såsom DlAMONDBACK®-bingen som beskrivs i US-patentet 5,000,083, även om omröring eller vibration kan användas. Bingen kan även ha två eller flera utlopp som matar två eller flera transportanordningar. Kärlet kan arbeta vid ett högre än atmosfäriskt tryck, t.ex. 0,1 - 5 bar. Om kärlet arbetar vid ett högre än atmosfáriskt tryck behövs en tryckavskiljningsanordning av något slag vid kärlets inlopp tör att förhindra avlastning av trycket. Denna anordning kan utgöras av en avskiljningsanordning av stjärntyp, såsom en Low-Pressure Feeder eller Air-Lock Feeder som salufórs av Andritz, eller en matare av skruvtyp med tätningsfönnåga såsom beskrivs i US- patentet 5 766 418. 10 15 20 25 30 534 058 7 Suspensionsvätskan kan bestå av någon i massafabriken tillgänglig vätska, såsom färskvatten, ångkondensat, krafivitlut, svartlut, grönlut eller sulfilut eller någon annan vätska härrörande från kokningsprocessen. Vätskan kan utgöras av en uppvärmd vätska, t.ex. varmvatten eller ånga med en temperatur av 50 - l00°C. Om kärlet är ett trycksatt kärl kan vätsketemperaturer över l00°C användas. Vätskan kan, även om detta inte är nödvändigt, innehålla åtminstone någon aktiv kokkemikalie, Lexnatriumhydroxid (NaOH), natriumsulfid (NAZS), polysulfid, antrakinon eller deras motsvarigheter eller derivat.

Den tryckgenererande och transporterande anordningen i stegen (c) och (d) utgörs företrädesvis av en eller flera suspensionspumpar. Transportsystemet kan även innehålla ett eller flera lagrings- eller utjärnningsbehållare samt transportanordningar.

Nämnda en eller flera transportanordningar kan inkludera åtminstone en anordning med avgasningsiörmåga så att icke-önskvärd luft eller gas kan avlägsnas ur suspensionen. Under transporten kan flisen bli utsatt för en behandling av något slag, t.ex. avluftning eller impregnering med en vätska, företrädesvis en vätska innehållande kokkemikalier, såsom de ovan beskrivna. Suspensionen kan även utsättas för åtminstone en tryckvariation under transporten, såsom att trycket förändras från ett första tryck till ett andra, högre tryck och sedan till ett tredje tryck som är lägre än det andra trycket. Såsom beskrivits i US-patenten 4,057,46l och 4,743,338, förbättrar tryckvariationen i en suspension av flis och lut impregneringen av flisen med denna lut. Tryckpulsationema kan åstadkommas genom att variera utloppstrycket i en serie av transportanordningar eller genom reglerad tryckavlastning i suspensionen mellan pumpningarna.

Materialet behöver inte komma i kontakt med vätska i kärlet utan vätskan kan inmatas i detta först i eller nedanför kärlets utlopp medelst en strålpump anordnad där. Denna vätska är företrädesvis trycksatt så att materialet och vätskan bildar en trycksatt suspension av material och vätska.

Behandlingskärlet i steget (d) kan typiskt utgöras av ett basningskärl enligt beskrivningen ovan, företrädesvis ett DlAMONDBAClÖD-basningskärl. Kärlet kan 10 15 20 25 30 534 058 8 även utgöras av en lagrings- eller utjämningsbehållare i vilken materialet lagras före behandlingen. Emedan transportprocessen kan kräva extra lut som inte behövs under behandlingen eller lagringen, kan en urvattningsanordning av något slag vara anordnad mellan transportanordningen och behandlingskärlet. En föredragen urvattningsanordning utgörs av en Top Separator som saluförs av Andritz. Denna Top Separator kan vara av standardtyp eller en "omvänd" Top Separator. Anordningen kan vara en separat enhet eller vara monterad direkt på behandlingskärlet. Vätskan som avlägsnas från suspensionen medelst urvattningsanordningen återförs till det första kärlet eller till transportanordningen för att tjäna som suspenderingsvätska.

Vätskan kan även användas någon annanstans där den behövs i massafabriken.

Vätskan kan uppvärmas eller avkylas enligt önskan. Vätskan kan t.ex. uppvärmas genom att bringa det i indirekt värmeväxlingskontakt med någon varm vätskeström, t.ex. en avloppsvätskeström med en temperatur högre än S0°C. Vätskan trycksätts även typiskt genom att använda en eller flera konventionella vätskepumpar av centrifugaltyp.

Behandlingskärlet i steget (d) kan vara ett basningskärl som matar en eller flera transportanordningar av ovan beskrivna typ.

Matning av flis till en kokningsprocess är inte begränsad till en kemisk massatillverkningsprocess, utan kan utnyttjas i vilken som helst arman kokningsprocess där finfördelat cellulosahaltigt fibennaterial förflyttas från ett ställe till ett annat. Massatillverkningsprocessema som uppfinningen kan tillämpas på inkluderar samtliga kemiska massatillverkningsprocesser, samtliga mekaniska massatillverkningsprocesser och samtliga kemimekaniska eller termomekaniska massatillverkningsprocesser för satsvis eller kontinuerlig behandling.

Uppfinningen inte endast minskar storleken av systemet för transport av finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial och dess kostnader, men om det finfördelade cellulosahaltiga fibermaterialet behandlas under transporten, kan antalet och storleken av de egentliga behandlingskärlen minskas. Systemet kan t.ex. eliminera behovet av konventionella förbehandlings- eller impregneringskärl före kokaren. Systemet har även potential för förbättring av massafabrikens totala energiekonomi. Denna och 10 15 20 25 30 534 058 9 andra aspekter av uppfinningen framgår av den detaljerade beskrivningen och ritningama nedan.

Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ett enkelt och effektivt system för matning av suspension av cellulosamaterial till ett behandlingskärl såsom en kontinuerlig kokare, och att samtidigt åstadkomma förbättrade drifts- och underhållsegenskaper. Detta och andra ändamål med uppfinningen framgår vid genomläsning av den detaljerade beskrivningen av uppfinningen och av de bifogade patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIG. 1 visar ett typiskt system enligt tidigare teknik för matning av en suspension av finfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare; FIG. 2 visar ett annat tidigare känt system for matning av en suspension av finfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare; FIG. 3 visar en typisk utforingsfonn av ett system för matning av en suspension av finfördelat cellulosahaltigt material till en kontinuerlig kokare enligt uppfinningen; och FIG. 4 visar en annan utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Även om systemen som visas och beskrivs i FIG. 1 - 3 är kontinuerliga kokarsystern, är det underförstått att förfarandet och anordningen enligt föreliggande uppfinning även kan användas för att mata en eller flera satskokare eller ett impregneringskärl som är anslutet till en kontinuerlig kokare. De kontinuerliga kokare som visas och som kan användas i samband med uppfinningen är företrädesvis kontinuerliga kokare av KAMYR®-typ och kan användas för kraft- (dvs. sulfat-) kokning, sulfitkokning, sodakokning eller motsvarande processer. Specifika kokningsförfaranden och - 10 15 20 25 30 534 058 10 utrustning som kan utnyttjas inkluderar MCC®-, EMCC®- och Lo-Solidsw- processerna och -kokama som saluförs av Andritz Inc. Styrke- och utbytes- förbättrande medel såsom antrakinon, polysulfid eller deras motsvarigheter eller derivat kan användas i kokningsförfaranden som utnyttjar föreliggande uppfinning.

FIG. 1 visar ett typiskt system 10 enligt tidigare känd teknik för matning av en suspension av finfórdelat cellulosahaltigt ñbermaterial, t.ex. barrvedsflis till en kontinuerlig kokares 11 övre ända. Kokaren 11 innehåller typiskt en lutavdragssil 12 vid kokarens inlopp 13 för avdragning av överloppslut från suspensionen och återföring till matarsystemet 10. Kokaren 11 innehåller även åtminstone en lutavdragssil 14 för avdragning av avlut under eller efter kokningsprocessen. Kokaren ll innehåller typiskt en eller flera ytterligare avdragssilar (inte visade) som kan vara anslutna m1 kokiutscifkulaiion, såsom en Mcc®-, Emccfiëkokafes kokcifkulation eller en Lo-Solids®kokares cirkulation med en lutavdragsledning och en tillförselledning för utspädningslut. Koklut, t.ex. kraftvitlut, svartlut eller grönlut kan tillsättas i dessa cirkulationer. Kokaren ll innehåller även ett utlopp 15 för utmatning av den kemiska massa som producerats som kan föras vidare till efterföljande behandling såsom tvättning och blekning.

I matarsystemet 10 enligt tidigare teknik som visas i FIG. 1 inmatas finfördelat eellulosahaltigt fibermaterial 20 i flisbingen 21. Materialet 20 består typiskt av barrveds- eller löwedsflis, men finfördelat cellulosahaltigt fibermaterial av annat slag, såsom sågspån, gräs, halm, bagass, kenaf eller jordbruksavfall av armat slag eller en kombination av dessa kan användas, Även om termen "flis" i den följande beskrivningen används för att hänvisa till det finfördelade cellulosahaltiga fibermaterialet, är det underförstått att tennen inte är begränsad till vedflis utan avser varje form av finfördelat cellulosahaltigt material uppräknad ovan eller liknande.

Flisbingen 21 kan utgöras av en konventionell flisbinge med vibrationsutmatning eller ett DlAMONDßACKgi-basningskärl som beskrivs i US-patentet 5,500,083 och saluförs av Andritz Inc., som inte har vibrationsutmatning utan ett utlopp som uppvisar endimensionell konvergens och sidosläppníng. Bingen 21 innehåller en luftlåsanordning vid sitt inlopp och anordningar för övervakning och reglering av 10 15 20 25 30 534 058 ll flisnivån i bingen och en pysventil med styrorgan för reglering av trycket i bingen.

Färskånga eller ånga som alstrats genom indunstning av avlut (dvs. avspänningsånga) tillförs typiskt i bingen 21 via en eller flera ledningar 22.

Bingen 21 utmatar typiskt till en doserare 23, t.ex. en Chip Meter som salutörs av Andritz, men anordningar av annat slag, såsom en doserare av skruvtyp kan även användas. Doseraren 23 utmatar till en tryckavskiljningsanordning 24, såsom en Low- Pressure Feeder som saluförs av Andritz. Tryckavskiljningsanordningen 24 avskiljer det trycksatta horisontella behandlingskärlet 25 från det väsentligen atmosfáriska trycket som råder ovanför anordningen 24.

Kärlet 25 används för att behandla materialet med trycksatt ånga, t.ex. ånga med ett tryck av ca 0,7 - 1,4 bar (10 - 20 psig). Kärlet 25 kan, såsom Steaming Vessel som salufors av Andritz, skruvtyp. Färsk- avspärmingsånga tillförs kärlet 25 via en eller flera ledningar 28. innehålla en transportör av eller Efter behandling i kärlet 25 förs materialet till en högtrycksmatare 27, såsom en High-Pressure Feeder som salutörs av Andritz. Det basade materialet överförs typiskt till mataren 27 medelst en ledning eller ett schakt 26, såsom ett Chip Chute som salufórs av Andritz. Uppvärmd koklut, tex. en blandning av krafiavlut och vitlut tillförs typiskt i schaktet 26 via ledningen 29 så att en suspension av material och lut bildas i schaktet 26.

Om systemet enligt den kända tekniken enligt FIGJ utnyttjar ett DlAMONDBACKal-basningskärl som beskrivs i US-patentet 5,000,083, vilket åstadkommer förbättrad basning under atmosfáriskt tryck, kan tryckbehandlingskärlet 25 och tryckavskiljningsanordningen 24 bortlämnas.

Den konventionella High-Pressure Feeder 27 har ett lågtrycksinlopp anslutet till schaktet 26, ett lågtryeksutlopp anslutet till ledningen 30, ett högtrycksinlopp anslutet till ledningen 33, ett högtrycksutlopp anslutet till ledningen 34 och en rotor försedd med fickor, som drivs av en elmotor med varvtalsregleríng och en växel (inte visad).

Lågtrycksinloppet leder den uppvärmda flissuspensionen från schaktet 26 in i en ficka 10 15 20 25 30 534 058 12 i rotom. En sil i matarens 27 utlopp 30 håller flisen kvar i rotorn, men medger att luten i suspensionen kan strömma genom rotorn för att avlägsnas via ledningen 30 och pumpen 31. Då rotorn roterar utsätts flisen som kvarhållits i rotorn för högtryckslut från pumpen 32 via ledningen 33. Denna högtryckslut rycker med sig flisen från mataren och för den till övre ändan av kokaren 11 via ledningen 34. När strömmen av flis och lut nått kokarens 11 inlopp avlägsnas från suspensionen via silen 12 en del av den lut som har använts för att transportera flisen i ledningen 34.

Den via silen 12 avdragna överloppsluten återförs till pumpens 32 inlopp via ledningen 35. Luten i ledningen 35, i vilken färsk koklut kan tillsättas, trycksätts i pumpen 32 och förs i ledningen 33 till mataren 27 för att spola ut flisen ur denna.

Flisen som hålls kvar av silen 12 rör sig nedåt i kokaren ll för fortsatt behandling.

Luten som avlägsnats från mataren 27 via ledningen 30 och pumpen 31 återcirkuleras till schaktet 26 ovanför mataren 27 genom ledningen 36, sandavskiljaren 37, ledningen 38, ñltret 39 och ledningen 29. Sandavskiljaren 37 är en avskiljare av cyklontyp för borttagning av sand och andra partiklar från luten. Filtret 39 är en statisk silanordning som avlägsnar överloppslut från ledningen 38 och för det genom ledningen 39' till en nivåbehållare 40 för att lagras där. Lut som lagrats i behållaren 40 återförs till kokarens övre ända via ledningen 41, pumpen 42 (dvs. ersättningslutpumpen) och ledningen 43. Färsk koklut kan även tillsättas i ledningama 41 och 43.

FIG. 2 visar ett annat system 110 enligt tidigare teknik för matning av flis till en kokare. Systemet använder processer och utrustning som beskrivs i US-patenten 5,476,572, 5 635 025 och 5 622 598. Denna utrustning och processema som de utnyttjar saluförs under varumärket Lo-Levelm av Andritz. De komponenter i FIG. 2 som är identiska med de som visats i FIG. 1 har betecknats med samma hänvisningssiñior. De komponenter som är liknande eller utför liknande funktioner som de som visats i FIG. 1 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 men försedda med prefixet "1".

Liksom i systemet enligt FIG. 1 inmatas flis 20 i basningskärlet 121 där den utsätts för ånga som inmatas via ledningen 22. Kärlet 121 utmatar till doseraren 123 och 10 15 20 25 30 5311 058 13 sedan till ledningen 126, som företrädesvis utgörs av en Chip Tube som saluförs av Andritz. Koklut inmatas typiskt i röret 126 via ledningen 55, som liknar ledningen 29 i FIG. 1. Emedan kärlet 121 företrädesvis utgörs av ett DIAMONDBACKQ- basningskärl enligt US-patentet 5,000,083, behövs ingen tryckavskiljningsanordning 24 eller trycksatt basningskärl 25 som i FIG. 1 i detta system enligt tidigare teknik.

Såsom visats i US-patentet 5,476,572 används en högtryckssuspensionspump 51 som matas av ledningen 50 för att transportera flisen till mataren 27 via ledningen 52, i stället för att utmata suspensionen av flis och lut direkt till mataren 27. Flisen förs via pumpen 51 till kokaren ll medelst mataren 27 på liknande sätt som beskrivits och visats i samband med FIG. 1.

Systemet enligt FIG. 2 behöver förutom pumpen 51 inte pumpen 31 i FIG. I för att föra suspensionen till mataren 27. Pumpen 51 ger den drivkraft som behövs för att föra luten genom mataren 27, ledningen 30, sandavskiljaren 37, filtret 39 och ledningen 129 till nivåbehållaren 53 för lut.

Nivåbehållarens 53 funktion beskrivs i US-patentet 5 622 598. Behållaren 53 säkerställer en tillräcklig tillförsel av lut till pumpens 51 inlopp, via ledningen 54.

Behållaren kan även tillföra lut till röret 126 via ledningen 55. Lutbehållaren 53 gör det även möjligt för operatören att förändra lutnivän i matarsystemet så att lutnivån, om så önskas, kan höjas till doserarens 123 eller till och med till bingens 121 nivå.

Denna möjlighet beskrivs även i US-patentet 5 635 025.

FIG. 3 visar en föredragen utföringsform av ett matarsystem 210 enligt föreliggande uppfmning som ytterligare förenklar de i FIG. 1 och 2 visade matarsystemen enligt tidigare teknik. I den föredragna utföringsformen som visas i FIG. 3 har högtrycksmataren, komponenten 27 i FIG. 1 och 2, eliminerats. I stället för att mata flis till mataren 27 med hjälp av tyngdkraften i schaktet 26 i FIG. 1 eller via pumpen 52 i FIG. 2 används åtminstone två högtryckssuspensionspumpar 251, 251' för att transportera suspension till kokarens 11 inlopp. De komponenter i FIG. 3 som är väsentligen identiska med de som visats i FIG. 1 och 2 har betecknats med sarnma hänvisningssiffror. De komponenter som är liknande eller utför liknande funktioner 10 15 20 25 30 534 (158 l 4 som de som visats i FIG. 1 och 2 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 och 2 men försedda med prefixet "2".

Liksom i processen enligt FIG. 1 och 2 inmatas flisen 20 enligt föreliggande uppfinning i basningskärlet 221. Flisen inmatas företrädesvis medelst en tätad horisontell transportör såsom visas i US-patentet 5 766 418. Basningskärlet 221 är företrädesvis ett DIAMONDBACK®-basningskärl enligt US-patentet 5,000,083, som tillförs ånga via en eller flera ledningar 22. Basningskärlet 221 är typiskt försett med konventionella övervaknings- och regleringsanordningar samt en tryckavlastningsventil (visas inte). Kärlet 221 utmatar basad flis till doseraren 223 som såsom ovan beskrivits kan utgöras av anordning av rotortyp med fickor, såsom en Chip Meter, eller en anordning av skruvtyp.

I en utföringsfonn av uppfinningen utrnatar doseraren 223 direkt till ledningen eller schaktet 226. I en alternativ utföringsfonn kan en tryckavskiljningsanordning, såsom en avskiljningsanordning av rotortyp med fickor, som visas med prickade linjer vid 224, t.ex. en konventionell Low-Pressure Feeder, vara anordnad mellan doseraren 223 och schaktet 226. om trycket i schaktet 226 utan tryckavskiljningsanordningen 224 är väsentligen atrnosfáriskt, kan trycket i schaktet 226 med en tryckavskiljningsanordning 224 ligga mellan 0,07 - 3,5 bar (1 och 50 psig), men är företrädesvis 0,3 - 1,7 bar (5 - 25 psig) och helst 0,7 - 1,4 bar (10 - 20 psig). Koklut tillsätts såsom ovan beskrivits i schaktet 226 (se ledningen 226' i FIG. 3) så att en suspension av flis och lut bildas i schaktet 226 med en detekterbar nivå (inte visad). Suspensionen i schaktet 226 utmatas via ett krökt utlopp 250 till Även även pumpens 251 inlopp. Inmatningen av suspension i purnpens 251 inlopp utökas typiskt genom ett lutflöde från behållaren 253 via ledningen 254 såsom beskrivits i US- patentet 5 622 598.

Pumpen 251 utgörs av en högtryckssuspensionspump av centrifugaltyp med spiralskruv, såsom en "Hidrostal"-pump från Wemco, Salt Lake City, Utah. Pumpen kan alternativt utgöras av en suspensionspump från Lawrence Company. Trycket vid pumpens 251 inlopp kan variera från atmosfáriskt tryck till 3,5 bar (50 psig) beroende på om en tryckavskiljningsanordning 224 används eller inte. 10 15 20 25 30 534 058 15 I den föredragna utföringsfonnen som visas i FIG. 3 utmatar pumpen 251 till pumpens 251' inlopp. Pumpen 251' är företrädesvis av samma typ som pumpen 251 med samma eller ett högre tryckvärde. Om två pumpar används är trycket som alstras i pumpens 251' utlopp typiskt 10 - 27,5 bar (150 - 400 psig) (dvs. 105 - 280 meter eller 345 - 920 fot vattenpelare) men företrädesvis ca 14 - 21 bar (200 - 300 psig) (140 - 210 meter eller 460 - 690 fot). Om det är nödvändigt kan lutrnängden i suspensionen utökas med lut från behållaren 253 via ledningen 56 och vätskepumpen 57. Även om utföringsforrnen som visas i FIG. 3 innehåller två pumpar, kan altemativt en enda eller tre eller flera pumpar i serie eller parallellt användas. I så fall är utloppstrycket från denna ena pump eller från den sista pumpen företrädesvis detsamma som utloppstrycket från pumpen 251' ovan.

Den trycksatta, typiskt uppvärmda, suspensionen utmatas från pumpen 251' till ledningen 234. Ledningen 234 för suspensionen till den kontinuerliga kokarens ll inlopp. Överloppslut i suspensionen avdras via silen 12 på konventionellt sätt. Överloppsvätskan återförs till matarsystemet 210 via ledningen 235, företrädesvis till lutbehållaren 253 för att användas för suspendering i ledningen 250 via ledningen 254. Luten i ledningen 235 kan föras genom en sandavskíljare 237 om så önskas.

Denna sandavskiljare kan vara konstruerad för trycksatt eller trycklös drift beroende på det önskade drifissättet.

Till skillnad från systemen enligt den tidigare tekniken, som utnyttjar en High- Pressure Feeder (27 i FIG. 1 och 2) som använder trycket hos luten som återförs via ledningen 35 som en väsentlig del av metoden att föra flisen från High-Pressure Feeder till kokaren ll vätskeburen, är det inte väsentligt för utförandet av föreliggande uppfinning att den trycksatta återcirkulationsvätskan 235 återförs till pumparnas 251, 251' inlopp. Tryckenergin i flödet i ledningen 235 kan användas var som helst i fabriken där den behövs. I en föredragen utföringsforrn utnyttjar föreliggande uppfinning emellertid trycket i ledningen 235 för att minimera pumpamas 251 och 251' energibehov så långt det är möjligt. 10 15 20 25 30 534 058 16 Hur trycket i återföringsledningen 235, typiskt ca 10 - 27,5 bar (150 - 400 psig), utnyttjas beror på hur matarsystemet 210 fungerar. Om kärlet 226 arbetar trycklöst - vid väsentligen atmosfäriskt tryck - måste den trycksatta luten som återförs i ledningen 235 áterföras till ett väsentligen atmosfäriskt tryck innan den inmatas i ledningen 250. Ett sätt att göra detta är att använda en tryckregleringsventil 58 och en tryckmätare 59 i ledningen 235. Öppningen i ventilen 58 regleras så att ett förutbestämt tryck råder i ledningen 235 nedströms om ventilen 58. Lutbehållaren 253 måste dessutom vara konstruerad så att det fungerar som ett avspänningskärl så att den varma trycksatta luten i ledningen 235 snabbt förângas för att bilda en ångkälla i kärlet 253. Ångan kan b1.a. användas i kärlet 221 via ledningen 60. I en föredragen utföringsform används den trycksatta luten i ledningen 235 emellertid för att utöka flödet från pumpen 251', t.ex. via ledningen 61 och pumpen 62. Trycket i ledningen 235 kan även användas för att utöka flödet mellan pumparna 251 och 251' i ledningen 252 via ledningen 63, med eller utan pumpen 64 (en backventil kan i vissa fall användas i stället för pumparna 62, 64 eller dessutom). Genom att återanvända en del trycket i ledningen 235 kan pumparnas 251 och 251' energibehov minskas.

Värmet hos luten i ledningen 235 kan även bringas i vänneväxlingskontakt med en eller flera andra vätskor i massafabriken som behöver uppvärmas.

Pumpama 251, 251' kan användas tillsammans med en strålpump för att öka trycket i pumpamas inlopp eller utlopp. En strålpump kan även användas som ett medel för inmatning av vätska i flisen. En strålpump kan t.ex. vara anordnad i utloppet av eller under kärlet 226 och vätska först inmatas i flisen medelst denna strålpump.

Strålpumpen kan innefatta en öppning av venturityp i en eller flera av ledningarna 250, 252 och 234 i vilken en trycksatt vätskeström inmatas. Den trycksatta vätskan kan erhållas från vilken som helst disponibel källa, men tas företrädesvis från ledningen 235 uppströms om ventilen 58. En som exempel anförd strålpump visas schematiskt vid 70 i FIG. 3.

En av High-Pressure Feedems 27 uppgifter i FIG. 1 och 2 är att fungera som en avstängningsventil för att förhindra att trycket försvinner i utrustningen och 10 15 20 25 30 534 058 17 transportledningarna, t.ex. ledningarna 34 och 35 i FIG. 1, om någon av matarkomponentema skulle krångla eller strejka. I matarsystemet enligt föreliggande uppfinning finns det alternativa medel för att förhindra förlust av trycket på grund av uppstådda fel eller funktionsbrister. FIG. 3 visar tex. en envägs- (back-) ventil 65 i ledningen 234 för att förhindra att ett trycksatt flöde strömmar tillbaka till pumpen 251 eller 251”. Konventionella automatiska (t.ex. solenoidstyrda) avskiljningsventiler 66 och 67 är dessutom anordnade i respektive ledningar 234 och 235 för att avskilja de trycksatta ledningarna 234, 235 från resten av matarsystemet 210. I ett föredraget funktionsalternativ är en konventionell tryckströmställare 68 anordnad nedströms om pumpen 251' i ledningen 234. Strörnställarens 68 uppgift är att övervaka trycket i ledningen 234 så att det konventionella styrorganet 69 automatiskt isolerar kokaren ll från matarsystemet 210 genom att stänga ventilerna 66 och 67 om trycket avviker från ett förutbestämt värde. Ventilema kan även vara anordnade att automatiskt stänga då en flödesriktningsdetektor avkärmer en omkastning av flödesriktningen i ledningen 234. Även om de ovan beskrivna anordningarna för förhindrande av tryckavlastning föredras, kan andra arrangemang av ventiler, detektorer, indikatorer, alarm eller liknande användas för att förhindra väsentlig sänkning av trycket i kokaren ll. Även om systemet 210 företrädesvis används tillsammans med en kontinuerlig kokare 11 kan det även användas tillsammans med andra vertikala behandlingskärl med ett högre än atmosfäriskt tryck (typiskt ett tryck av åtminstone ca 10 bar övertryck) med ett övre inlopp, såsom ett impregneringskärl eller en satskokare.

FIG. 4 visar en ytterligare utföringsform av uppfinningen där flistransportskonceptet har utvidgats från matningssystemet för en kokare till matning från en massafabriks vedgård. FIG. 4 visar ett system 510 för matning av fxnfördelat cellulosahaltigt material till en massatillverkningsprocess. Systemet består av ett delsystem 410 för inmatning av flis från vedgården i systemet 510 och ett delsystem 310 för behandling och matning av flis till kokaren ll. Delsystemet 310 är väsentligen identiskt med systemet 210 som visats i FIG. 3. 10 15 20 25 30 534 G58 1 8 De komponenter i FIG. 4 som är väsentligen identiska med de som visats i FIG. 1 - 3 har betecknats med samma hänvisningssiffror. De komponenter som är liknande eller utför liknande funktioner som de som visats i FIG. 1 ~ 3 har betecknats med samma hänvisningssiffror som i FIG. 1 men försedda med prefixet "3". _ Vedgården i konventionella massafabriker kan tillföras ved av olika form såsom ovan beskrivits. Veden eller armat cellulosahaltigt fibennaterial omvandlas typiskt till flis och lagras i öppna flishögar eller flislagringssilon. I FIG. 4 visas ett flistörråd bestående av en flishög 80. I ett föredraget utförande transporteras flisen från högen 80 eller något annat förråd med konventionella medel, t.ex. en transportör eller en frontlastare (inte visad) och inmatas 20 í kärlet 81. Detta kärl kan utgöras av ett DlAMONDBACKqb-kärl eller ett konventionellt lagringskärl. Kärlet 81 kan arbeta vid ett högre än atmosfäriskt tryck, t.ex. 0,1 - 5 bar. Om kärlet arbetar vid ett högre än atmosfariskt tryck kan en tryckavskiljningsanordning (inte visad) av något slag vara anordnad vid kärlets inlopp för att förhindra avlastning av trycket. Anordningen kan utgöras av en avskiljningsanordning av stjämtyp, såsom en Low-Pressure Feeder eller Air-Lock Feeder som saluförs av Andritz eller en matare av skruvtyp med tätningsfórmåga såsom beskrivits i US-patentet 5 766 418.

Vätska, t.ex. fárskvatten, ånga, vätska innehållande kokkemikalier, inmatas i kärlet 81 via en eller flera ledningar 82 för att bilda en suspension av vätska och flis och åstadkomma en detekterbar vätskenivå i kärlet 81. Anordningar för övervakning och reglering av vätskenivån och flisnivån i kärlet 81 kan vara anordnade. Vätskan kan utgöras av en uppvärmd vätska, t.ex. varmvatten eller ånga med en temperatur av 50 - l00°C. Om kärlet 81 är ett trycksatt kärl kan vätsketernperaturer av över l00°C användas. Våtskan innehåller företrädesvis men inte nödvändigtvis åtminstone någon aktiv kokkemikalie, t.ex. natriinnhydroxid (NaOH), natriumsulñd (NazS), polysulfid, antrakinon eller dess motsvarigheter eller derivat.

Från kärlet 81 utströmmar suspensionen till suspensionspumpens 85 inlopp via ledningen 84. Utströmningen från kärlet 81 kan effektiveras med hjälp av en utrnatningsanordning 83. Suspensionsflödet i ledningen 84 kan även effektiveras genom tillförsel av vätska via ledningen 82'. Pumpen 85 kan utgöras av en 10 15 20 25 30 534 058 1 9 suspensionspurnp av ovan beskrivet slag. t.ex. en Wemco- eller Lawrence-purnp eller liknande eller en suspensionstransportanordning av annat slag. Trots att endast en enda pump 85 visas, kan flera än en pump eller liknande anordning användas iör att transportera suspensionen via ledningen 86 till kärlet 321. Suspensionstransporten via ledningen 86 kan innehålla en eller flera lagrings- eller utjämningsbehållare (inte visade). Nämnda en eller flera pumpar 85 innehåller åtminstone en anordning med avgasningsförrnåga så att icke önskvärd luñ eller gas kan avlägsnas från suspensionen. Trycket i ledningen 86 är beroende av antalet pumpar och andra transportanordningar som används och hur högt och hur långt suspensionen skall transporteras. Trycket i ledningen 86 kan variera från ca 0,3 till över - 35 bar (ca 5 till över 500 psig).

Under transporten kan flisen även utsättas för en behandling av något slag, t.ex. avlufining eller irnpregnering med en väska, företrädesvis en vätska innehållande kemikalier såsom de som ovan beskrivits. Suspensionen kan även utsättas för åtminstone en tryckvariation under transporten, såsom att trycket förändras från ett första tryck till ett andra, högre tryck och sedan till ett tredje tryck som är lägre än det första trycket. Såsom beskrivits i US-patenten 4,057,46l och 4,743,338, förbättrar tryckvariationen i en suspension av flis och lut impregneringen av flisen med denna lut. Tryckpulsationema kan åstadkommas genom att variera utloppstrycket i en serie av transportanordningar eller genom reglerad tryckavlastning i suspensionen mellan pumpníngarna.

Suspensionen i ledningen 86 inmatas i kärlets 321 inlopp. Även om kärlet som visats är ett behandlingskärl, dvs. ett basningskärl, kan det även vara ett lagringskärl, ett ímpregneringskärl eller till och med en kokare. Emedan transporten i ledningen 86 typiskt kräver överloppsvätska åtminstone i någon mån, som inte behövs under behandlingen eller lagringen, måste en urvattningsanordning av något slag vara anordnad mellan transportanordningen och behandlingskärlet. En föredragen urvattningsanordning utgörs av en Top Separator som saluförs av Andritz. Denna Top Separator kan vara av standardtyp eller en "omvänd" Top Separator. Anordningen kan vara en yttre separat enhet eller en som är monterad direkt på behandlingskärlet såsom visats. Vätskan som medelst avlägsnas från suspensionen 10 15 20 534 058 2 O urvattningsanordningen 87 återfórs till kärlet 81 eller till pumpens eller pumparnas 85 inlopp via ledningen 88 för att tjäna som suspensionsvätska för flisen. Vätskan som avlägsnas via anordningen 87 kan även användas någon annanstans där den behövs i massafabriken. Vätskan i ledningen 88 kan uppvärmas eller avkylas enligt önskan i en värmeväxlare 90 och kan trycksättas genom att använda en eller flera konventionella vätskepumpar av centrifugaltyp 89. Vätskan i ledningen 88 kan inmatas i kärlet 81 via ledningen 82 och i ledningen 84 via ledningen 82'.

Behandlingskärlet 321 som visats är ett basningskärl liknande kärlet 221 som visats i FIG. s, Lex. en DIAMONDBACKQbaSmngSkän. Marafsysreme: 310 är för övrig: likadant som systemet 210 i FIG. 3. Flismatningssystemet 410 matar t.ex. matarsystemet 310 som matar kokaren ll. Observera att delsystemet 310 i FIG. 4 är ett delsystem i totalsystemet som matar flis från flishögen 80 till kokaren ll.

Systemet kan innehålla ett eller flera delsystem 310 för matning till kokaren l l.

Uppfïnningen möjliggör i sin vidaste omfattning transport och behandling i flera steg av finfórdelat cellulosahaltigt ñbermaterial med ekonomisk återvinning och återanvändning av energi, bl.a. värmeenergi. Även om uppfinningen ovan har beskrivits i samband med vad som för närvarande anses vara de mest praktiska och föredragna utföringsforrnerna är det underförstått att uppfinningen inte är begränsad till de ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsfonnerna, utan kan modifieras inom ramen for bifogade patentkrav.

Claims (3)

10 15 20 25 53-!! 058 2 1 PATENTKRAV

1. System (210, 310) för matning av ñniördelat cellulosahaltigt ñbermaterial vid framställning av kemisk massa, innefattande: ett basningskärl (221, 321) i vilket flntördelat cellulosahaltigt fiberrnaterial basas för att avlägsna luft ur detta; och ett trycksatt vertikalt behandlingskärl (11) med ett inlopp för en suspension av finiördelat cellulosahaltigt material i dess övre del och ett utlopp i dess nedre del; kärmetecknat av att det vidare innefattar en tryckgenererande mataranordning för trycksâttriing av en suspension av material från basningskårlet och överföring av denna till behandlingskärlets inlopp, vilken tryckgenererande mataranordning består av en eller flera högtrycks- suspensionspumpar (251, 251 ', 351, 351'), belägna nedanför behandlingskärlets övre del; och en vätskeåtertöringsledning (235) från övre delen av behandlingskärlet, vilken återföringsledning står i funktionsrnässig förbindelse med ett utlopp i en av suspensionpumparna.

2. System enligt patentkravet l, där vätskeåtertöringsledningen (23 5) är ansluten till en tryckreduceringsanordning för reducering av vätskans tryck i återföringsledningen innan vätskan förs till suspensionspumpens utlopp.

3. System enligt patentkravet 2, där tryckreduceringsanordningen innefattar en tryckregleringsventil (58) i återföringsledningen.