SE526704C2 - Matning av cellulosaflis från en lågtrycksdel till en högtrycksdel med en slussmatare - Google Patents

Description

526 704 2. behandlingskärl eller någon annan separationsutrustning anordnad i överfö- ringsledningen eller i behandlingskärlets övre parti. Återföringscirkulatíonen 50 reglerar vätskenivän i flisstupet 32 och tillser att till- räcklig vätska finns för att mata ut flisen ur HT-kiken 33.

Eftersom àterföringscirkulationen 50 går från lågtryck till högtryck, krävs att minst en högtryckspump 51 är anordnad längs àterföringscirkulationen 50.

En stor nackdel med detta utförande för att transportera flis från flisstupet 32 till behandlingskärl 48 är att högtryckspumpen 51 är mycket elenergikrävande. l figur 2 visas ett förfarande enligt SE 519262 i syfte att reducera ovanstående problem och nackdelar. Här används endast ett minimum av vätska för att transportera flisen l överföringsledningen Gb* och därmed kan all vätska tillåtas följa med flisen till det efterföljande behandlingskärlet 60'. Man behöver således ingen returledning för transportvätska eller därtill anslutna pumpar, ventiler och instrument vilket gör inmatningssystemet billigare jämfört med konventionella inmatningssystem. HT-kiken 53' matas med en blandning av flis och vätska från ett flisstup 52' där ett UW-ratio etableras mellan 4-10:1 genom en aktiv tillsats av vätska LlQA. Efter flisstupet följer en konventionell HT-kik 53' vilken är för- sedd med en rotor med symmetriskt genomgående fickor (1, 2) som omväxlan- de står i förbindelse med flisstupet 52' och överföringsledningen 6b“. När en av rotorns fickor genom rotation gradvis öppnar mot flisstupet 52' är den fylld med vätska som i föregående position matat ut flisblandningen i överföringsledning- en 6b'. På samma gång öppnar fickan mot den motstàende cirkulationsledning- en 54' och en öppen kanal skapas genom HT-kiken. Dä fickan befinner sig i denna fyllnadsposition stär den i sitt första läge.

Under inverkan av en eller flera högtryckspumpar 57', 57" alternativt en pump med flera pumpsteg i cirkulationsledningen 54' samt det statiska trycket som etableras av vätskepelaren i flisstupet 52' kommer vätskan i fickan 1 att sugas ut/förträngas samtidigt som flisblandningen matas in i fickan.

Dessutom kan det ibland vara önskvärt att tillsätta en makeup vätska LlQB till cirkulationsledningen 54'. Denna makeup vätska LIQB karaktäriseras av att den inte till någon del är ett avdrag fràn efterföljande separationsutrustning i anslut- 0308SE4.doc 20 30 526 704 3 ning till behandlingskärlet 602 Nackdelen med detta utförande är att ovan nämnda högtryckspumpar är myck- et elenergikrävande.

Uggfinningens sflte och ändamål Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att erbjuda ett elenergi- snålt förfarande vid transport av flisblandning från ett inmatningssystem vilket arbetar vid ett första lågt tryck och innefattar en HT-kik för siussning av flis- blandningen till ett behandiingskäri i ett kokerisystem för kontinuerlig kokning av kemisk cellulosamassa vilket arbetar vid ett andra högre tryck.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom ett förfarande som uppvisar de i pa- tentkrav 1 angivna särdragen. Ännu ett syfte är att helt eller delvis tar bort behovet av elenergikrävande hög- tryckspumpar, vilka högtryckspumpar finns beskrivna i teknikens ståndpunkt.

Ytterligare ett syfte är att helt eller delvis nyttja trycksatt vätskeavdrag från efter- följande kokare eller impregneringskärl vid ett väsentligen bibehållet tryck mot- svarande det etablerade trycket i dessa, vilket vätskeavdrag normalt går till återvinning via tryckavlastning och istället använda dessa redan trycksatta vätskor för att transportera ut flisen från HT-kiken.

Kort beskrivning av uppfinningen Uppfinningen kännetecknas av att den helt eller delvis minskar behovet av högtryckspumpar för att pumpa vätska från lågtryck till högtryck i samband med transport av flis fràn ett flisstup till ett behandiingskäri. Dessa elenergikrävande högtryckspumpar beskrivs närmare i teknikens ståndpunkt.

Detta åstadkommas genom att helt eller delvis nyttja det trycksatta vätskeav- drag fràn behandlingskärlet som normalt avdrages till àtervinningen och istället använda denna trycksatta vätska för att trycka ut flisen från HT-kiken, innan den tidigare trycksatta vätskan skickas till återvinning antingen direkt eller via ett llisstup alternativt ett impregneringskärl. 0308SE4.doc 20 30 526 704 l '1 Den mängd vätska som går till återvinningen efter HT-kiken, motsvarar den mängd vätska som i känd teknik behöver pumpas upp till högtryck medelst högtryckspump.

I enlighet med uppfinningen kan det stora elenergibehovet som krävs vid an- vändning av högtryckspumpar enligt känt förfarande, komma att reduceras med upp till 50%.

Besparing i erforderlig pumpeffekt är proportionell mot den delmängd som dras trycksatt fràn kokaren och som via passage genom slussmataren senare leds till àtervinningen, antingen direkt eller via flisstup/impregneringskärl.

Den trycksatta delmängden har då använts för att lyfta trycket på flissuspensio- nen under tömning i högtryckspositionen och då denna delmängd därefter dras till àtervinnlngen under fyllning i làgtryckspositionen sä behöver inte denna del- mängd trycksättas igen med en recirkulationsledning.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt fördelar med uppfinningen fram- gàr av de efterföljande patentkraven samt av nedanstående detaljerade be- skrivning av ett antal utförlngsformer.

Ritningsförteckning Teknikens ståndpunkt beskrivs med hänvisning till figur 1 och figur 2, där Figur 1, visar schematiskt ett konventionellt inmatningssystem med en HT- kik samt en stupcirkulation och en överföringscirkulation; Figur 2 visar schematiskt ett inmatningssystem enligt senare utvecklad teknik utan stupcirkulation och överföringscirkulation med returled- ning (enligt SE 519262); Figur 3, visar en första, en andra och en femte föredragen utföringsform enligt uppfinningen; Figur 4, visar en tredje och en femte föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen.

O308SE4.doc 20 25 30 526 704 S' Figur 5, visar en fjärde och en femte föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen.

Detaljerad beskrivninq av föredraqna utföringsformer l den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer kommer begreppet behandlingskärl 60" att användas. Behandlingskärlet 60" kan vara antingen ett trycksatt kokkärl eller ett trycksatt impregneringskärl. Även begreppet trycksatt vätska kommer att användas. Med trycksatt vätska menas här ett trycksatt vätskeavdrag som dras av i ett behandlingskärl 60" och kännetecknas av att den är trycksatt och hålls pà en trycknivà väsentligen mot- svarande den trycknivä som är etablerad i behandlingskärlet 3". Denna tryck- satta vätska kan avdragas från en toppseparator 91 på ett behandlingskärl 60" eller från en sil 90 pà ett behandlingskärl 60" i en position på behandlingskärlet 60" där flisen haft en uppehàllstid pä mer än 60 minuter, företrädesvis mer än 100 minuter.

Dessutom kommer begreppet tidigare trycksatt vätska att användas. Med tidi- gare trycksatt vätska menas här trycksatt vätska som använts för att tömma slussmataren 53 i sin högtrycks position (tömningsposition) men som därefter tryckavlastas vid efterföljande rotation av slussmatarens ficka till làgtrycks posi- tionen varvid denna vätska har passerat slussmataren 53 och därmed ej längre är trycksatt.

Slutligen kommer begreppen återvinning FiECnk, återvinning RECMMQ och återvinning RECM att användas.

Med återvinning FtECkjk avses här en delmängd av den tidigare trycksatta väts- ka som efter att ha använts för att tömma slussmataren 53 och där denna del- mängd vidarebefordras direkt till återvinning eller alternativt indirekt till återvin- ning via en svartluts- eller förímpregnering.

Med återvinning RECai/ufag avses här ett vätskeavdrag vilket dras av från ett flis- stup 52" alternativt ett impregneringskärl 3" och där denna vätska vidarebeford- ras till återvinning. 0308SE4.doc 10 20 30 Med återvinning RECM avses här den totala mängden av alla vätskor frán be- handlingskärlet 60" som vidarebefordras till återvinning alternativt svartluts- el- ler förimpregnering.

Våtskorna som dras till återvinningen via RECkrk och RECavdmg kan ej överstiga RECm och ej överstiga mängden ny vätska som matas in i systemet med fiisen.

Figur 3 visar en första föredragen utföringslorm enligt uppfinningen i form av ett förfarande för matning av en blandning av cellulosaflis och vätska från ett läg- tryckssystem till ett högtryckssystem vid kontinuerlig kokning av kemisk cellulo- samassa. Matningen av vätska och cellulosaflis mellan dessa system sker ge- nom en slussmatare 53". Slussmataren 53" är försedd med ett första inlopp 53a", ett andra inlopp 53c", ett första utlopp 53b" samt ett andra utlopp 53d".

Slussmataren 53" innefattar vidare en rotor med en första 1" och en andra 2" genomgående ficka, vilka fickor omväxlande stàr i förbindelse med högtrycks- systemet respektive làgtryckssystemet.

Den första fickan 1" befinner sig i ett första läge och står via det första inloppet 53a" i förbindelse med ett flisstup 52" under det att fickan 1" fylls med flisbland- ningen samtidigt som en utträngning av den vätska som befinner sig i fickan 1" äger rum via det första utloppet 53b".

Den andra fickan 2" befinner sig i ett andra läge och stàr via det andra utloppet 53d" i förbindelse med en överföringsledning 6b" i högtryckssystemet under det att flisblandningen matas ut ur fickan 2" för vidare transport till ett behandlings- kärl 60" i högtryckssystemet med hjälp av en vätska som via det andra inloppet 53c" matas in i fickan 2".

Det andra inloppet 53c" är via åtminstone en avdragsledning 70 anslutet till be- handlingskärlet 60" från vilket behandlingskärl 60" trycksatt vätska avdrages. Åtminstone en del av denna trycksatta vätska avdrages fràn behandlingskärlet 60" med en sil 90 i en position i behandlingskärlet 60" där flisen haft en uppe- hàllstid på mer än 60 minuter, företrädesvis mer än 100 minuter.

I en variant pà denna utföringslorm kan även en del av den av den trycksatta 0308SE4.doc 20 30 526 704 vätskan utgöras av vätskeavdrag från en toppseparator 91 pà behandlingskär- let 60".

Eventuellt kan en kompletterande pump 81 användas för att pumpa den tryck- satta vätskan till slussmatarens andra inlopp 53c". Trycksatta vätskan använ- des för att driva ut flisblandningen från slussmatarens ficka 1" när fickan står i förbindelse med högtryckssystemet. På slussmatarens första utlopp 53b" dras den tidigare trycksatta vätskan från fickan 1' av och där en delmängd den av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till återvinning (RECkrk) och där denna delmängd utgör minst 20% av den totala mängden som dras till återvin- ningen (RECwi), dock minst 'lms/ton massa i syfte att reducera den totalt erfor- derliga elenergin för att pumpa flissuspensionen från lågtryck till högtryck via slussmataren 53. l figur 3 visas även en andra föredragen utföringsform, Det kan ibland vara möj- ligt att ur processhänseende att hela mängden av den tidigare trycksatta väts- kan vilken avdrages från fickan 1* vid slussmatarens första utlopp 53b", vidare- befordras till återvinningen (RECkjk). l figur 4 visas en tredje föredragen utföringsform, för att etablera ett önskat UW-ratio i flisstupet. l denna utföringsform làter man huvuddelen av den tidiga- re trycksatta vätskan efter slussmatarens första utlopp 53b" pà làgtryckssidan vidarebefordras till flisstupet 52", anordnat innan slussmataren 53. Denna hu- vuddel av tidigare trycksatt vätska transporteras i en stupcirkulationsledning 73.

Eventuellt kan en pump 74 användas för att pumpa den tidigare trycksatta väts- kan till flisstupet 52". Flisstupet 52" har en volym som ger en uppehàllstid av den tidigare trycksatta vätskan i en flisblandning pä minst 10 min innan den ti- digare trycksatta vätskan dras av till àtervinningen (RECavdmg) via en återvin- ningsledning 77 som sträcker sig fràn avdragssilen 78 pà flisstupet 52".

Figur 5 visar en fjärde föredragen utföringsform enligt uppfinningen i form av ett förfarande för matning av en blandning av cellulosaflis och vätska från ett làg- tryckssystem till ett högtryckssystem vid kontinuerlig kokning av kemisk cellulo- samassa. Mätningen av vätska och cellulosaflis mellan dessa system sker ge- nom en slussmatare 53". Slussmataren 53" är försedd med ett första inlopp 0308SE4.doc 10 20 25 30 526 704 53a", ett andra inlopp 53c", ett första utlopp 53b" samt ett andra utlopp 53d".

Slussmataren 53" innefattar vidare en rotor med en första 1" och en andra 2" genomgående ficka, vilka fickor omväxlande stàr i förbindelse med högtrycks- systemet respektive làgtryckssystemet.

Den första fickan 1" befinner sig i ett första läge och står via det första inloppet 53a" i förbindelse med ett i huvudsak atmosfäriskt impregneringskärl 3" under det att fickan 1" fylls med flisblandningen samtidigt som en utträngning av den vätska som befinner sig i fickan 1" äger rum via det första utloppet 53b".

Den andra fickan 2" befinner sig i ett andra läge och stàr via det andra utloppet 53d" i förbindelse med en överföringsledning 6b" i högtryckssystemet under det att flisblandningen matas ut ur fickan 2" för vidare transport till ett behandlings- kärl 60" i högtryckssystemet med hjälp av en vätska som via det andra inloppet 53c" matas in i fickan 2". Det andra inloppet 53c" är via åtminstone en avdrags- ledning 70 anslutet till behandlingskärlet 60" från vilket trycksatt vätska avdra- ges. Åtminstone en del av denna trycksatta vätska avdrages från behandlings- kärlet 60" med en sil 90 i en position i behandlingskärlet 60" där flisen haft en uppehàllstid pà mer än 60 minuter, företrädesvis mer än 100 minuter.

I en variant pà denna utföringsform kan även en del av den av den trycksatta vätskan utgöras av vätskeavdrag från en toppseparator 91 på behandlingskär- let 60".

Eventuellt kan en kompletterande pump 81 användas för att pumpa den tryck- satta vätskan till slussmatarens andra inlopp 53c". Trycksatta vätskan använ- des för att driva ut flisblandningen fràn slussmatarens ficka 1" när fickan står i förbindelse med högtryckssystemet. På slussmatarens första utlopp 53b" dras den tidigare trycksatta vätskan av och där en delmängd av den tidigare tryck- satta väfskan vidarebefordras till återvinning (RECkfk) och där denna delmängd utgör minst 20% av den totala mängden som dras till àtervinningen (RECM), dock minst lms/ton massa i syfte att reducera den totalt erforderliga elenergin för att pumpa flissuspensionen frän lågtryck till högtryck via slussmataren 53.

Huvuddelen av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras via en ledning 75 till det väsentligen atmosfäriska impregneringskärlet 3" anordnat innan slussmataren innan en delmängd av den tidigare trycksatta vätskan vidarebe- fordras via en ledning 79 till átervinningen (RECmmg) via ett avdrag fràn en sil 80 i det atmosfäriska impregneringskärlet 3". 0308SE4.d0c 20 25 30 526 704 ”I l figur 3, 4 och 5 visas slutligen en femte föredragen utföringsform vilken är till- lämpbar på alla de tidigare nämnda utföringsformerna. Det kan ibland vara önskvärt att ur processhänseende tillsätta en makeup vätska till slussmatarens andra inlopp 53c" på högtryckssidan. Denna makeup vätska är en delmängd av den tidigare trycksatta vätska som skulle gå till àtervinningen (RECklk) efter slussmatarens första utlopp 53b" pà làgtryckssidan. Makeup vätskan transpor- teras via en recirkulationsledning 71 och innefattar åtminstone en högtrycks- pump 72.

Alternativa utförinqsformer Med HT-kiken i en position efter ett flisstup har man traditionellt anordnat HT- kiken sä att fyllningen av denna sker ovanifrän dà en ficka i sitt första läge har en vertikal symmetriaxel men förfarandet enligt uppfinningen är inte begränsat till detta sätt att fylla HT-kiken utan fyllningen kan även ske med fickans sym- metriaxel i horisontellt läge. Speciellt lämpligt kan detta vara dä HT-kiken är anordnad efter ett impregneringskärl. Eftersom lmpregneringskärl pga. av sin storlek vanligtvis är placerade pä marken är det inte självklart att utrymme finns fören fyllning av HT-kiken fràn ovan. Om impregneringskärlet är utrustat med en bottenskrapa kommer dess motor att vara belägen centralt under impregne- ringskärlets botten vilket sannolikt innebär att HT-kiken fär placeras vid sidan av impregneringskärlets vertikala symmetriaxel och därmed är det inte längre självklart att en fyllning av HT-kiken gör sig bäst ovanifràn. I detta fall kan en horisontell fyllning vara lämplig men även en fyllning underifrån kan komma ifråga.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsformerna, utan flera vari- anter är möjliga inom ramen för patentkraven. 0308SE4.doc

Claims (1)

1. 20 30

1. 526 704 /0 PATENTKRAV Förfarande för matning av en blandning av cellulosaflis och vätska frän ett lägtryckssystem till ett högtryckssystem vid kontinuerlig kokning av kemisk cellulosamassa där mätningen mellan dessa system sker genom att en slussmatare (53") är anordnad mellan dessa system för slussning av vätska och cellulosaflis och där slussmataren (53") är försedd med ett första inlopp (53a"), ett andra inlopp (53c"), ett första utlopp (53 b") samt ett andra utlopp (53d") samt innefattar en rotor med genomgående fickor (1 2") vilka om- växlande stàr i förbindelse med högtryckssystemet respektive lågtryckssy- stemet där den ena fickan (1 ") som befinner sig i ett första läge stàr i förbin- delse med ett flisstup (52") eller ett i huvudsak atmosfäriskt impregnerings- kärl (3") i lågtryckssystemet via det första inloppet (53a") under det att fickan (1") fylls med flisblandningen samtidigt som en utträngning av den vätska som befinner sig i fickan (1 ") äger rum via det första utloppet (53b") och där den andra fickan (2") som befinner sig i ett andra läge står i förbindelse med en överföringsledning (6b") i högtrycksystemet via det andra utloppet (53d") under det att flisblandningen matas ut ur fickan (2") för vidare transport till ett behandlingskärl (60") i högtryckssystemet med hjälp av en vätska som via det andra inloppet (53c") matas in i fickan (2"), k ä n n e t e c k n at a v att det andra inloppet (53c") via åtminstone en avdragsledning (70) är anslu- tet till behandlingskärlet (60"), från vilket behandlingskärl (60") trycksatt vätska avdrages, där åtminstone en del av den trycksatta vätskan avdrages fràn behandlingskärlet (60") med en sil (90) i en position i behandlingskärlet (60") där flisen haft en uppehållstid pà mer än 60 minuter, företrädesvis mer än 100 minuter och att nämnda trycksatta vätska användes för att driva ut flisblandningen från slussmatarens ficka (1') när fickan stàr i förbindelse med högtryckssystemet och där man från slussmatarens första utlopp (53b") drar av från fickan (1 ') den tidigare trycksatta vätskan där en del- mängd av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till återvinning (FtECkik) antingen direkt eller alternativt indirekt till återvinning via en svart- luts- eller förimpregnering i lågtryckssystemet och där denna delmängd ut- gör minst 20% av den totala mängden som dras till ätervinningen (RECM), 0308SE4.doc 10 20 25 30 526 704- 1/ dock minst 1m3/ton massa, i syfte att reducera den totalt erforderliga el- energin för att pumpa flissuspensionen från làgtryck till högtryck via sluss- mataren. . Förfarande enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att huvuddelen av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till ett flisstup (52") anordnat innan slussmataren (53), innan delmängden av den tidigare trycksatta väts- kan vidarebefordras till àtervinningen (RECavdmg) via ett avdrag i fllsstupet (52"). Förfarande enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att huvuddelen av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till ett väsentligen atmosfä- riskt impregneringskärl (3") anordnat innan slussmataren innan en del- mängd av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till àtervinningen (RECa/ufag) Via ett avdrag i det atmosfäriska impregneringskärlet (3"). . Förfarande enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en del av den trycksatta vätskan avdrages från en toppseparator (91) på be- handlingskärl (60"). . Förfarande enligt något av patentkrav 1-4 k ä n n e t e c k n a d a v att en recirkulationsledning (71) innefattande åtminstone en högtryckspump (72) sträcker sig fràn slussmatarens första utlopp (53b") till slussmatarens andra inlopp (53c") för avdrag av en delmängd av den tidigare trycksatta vätska som trängts ut ur slussmatarens fickor dà dessa befinner sig i sitt första läge, för tillsättning av denna delmängd som makeup vätska till slussmata- rens andra inlopp (53c") . . Förfarande enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att hela mängden av den tidigare trycksatta vätskan vidarebefordras till átervinningen (RECkik). 0308SE4.d0c