NO810118L

NO810118L - METHOD OF PROCEDURES AND DEVICES FOR FIBER PREPARATION

Info

Publication number: NO810118L
Application number: NO810118A
Authority: NO
Inventors: Rolf Reinhall; Anders Mokvist; Inge Johansson
Original assignee: Sunds Defibrator Inc
Priority date: 1980-01-15
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1981-07-16
Also published as: FI810092L; FI810092A7; CA1158904A; SE8000335L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av fibermasse av et lignocelluloseholdig materiale, ved hvilken fibermateriålet etter behandling under overtrykk sammen med damp, vann og deri oppløste og/eller suspenderte kjemikalier føres til et likeens under overtrykk stående kar fra hvilket fibermateriålet utmates separat . The present invention relates to a method for the production of fiber pulp from a lignocellulosic material, in which the fiber material after treatment under overpressure together with steam, water and chemicals dissolved and/or suspended therein is led to a similarly under pressure vessel from which the fiber material is discharged separately.

Fibermateriålet som etter behandling under over trykk,eksempelvis i et behandlingskar eller et behandlingsapparat, såsom maleanordninger, i hvilke tilført maleenergi eller damp genererer overtrykket, eksempelvis for fremstilling av fibermasse i henhold til den såkalte termomekaniske metode, utmates således til en under overtrykk stående mottagningsanordning. Fra svensk patentsøknad nr. 76.07484-8 er det således kjent i denne anordning å avskille materialet fra den med-følgende vanndamp med en samtidig bibeholdelse av det høye trykk, hvilket muliggjør en effektiv gjenvinning av dampens energi. For dette formål utmates fibermateriålet til et etterfølgende behandlingstrinn som står under lavere trykk ved hjelp av forskjellige sluseanordninger, såsom trykktette cellematere, tykkmassepumper etc. Ved denne plutselige trykk-avlastning i det utmatede materialet forårsaker den i materialet tilbakeværende varmeenergi en plutselig, partiell fordampning av vannet som medfølger det utmatede materialet. Denne plutselige fordampning medfører en separat virkning på det utmatede materialet som fører til en lavere volumvekt, hvilket på sin side krever spesielle anordninger for materialets videre behandling. Den etterfølgende behandling vanskeliggjøres ytterligere ved at materialets volumvekt på denne måte varierer med de foregående prosessvariasjoner med hensyn til væsken som følger med materialet, såsom vann. The fiber material which, after treatment under overpressure, for example in a treatment vessel or a treatment device, such as grinding devices, in which added grinding energy or steam generates the overpressure, for example for the production of fiber mass according to the so-called thermomechanical method, is thus discharged into a receiving device under overpressure. From Swedish patent application no. 76.07484-8, it is thus known in this device to separate the material from the accompanying water vapor while simultaneously maintaining the high pressure, which enables an efficient recovery of the steam's energy. For this purpose, the fiber material is discharged to a subsequent treatment step which is under lower pressure by means of various sluice devices, such as pressure-tight cell feeders, bulk pumps, etc. With this sudden pressure relief in the discharged material, the heat energy remaining in the material causes a sudden, partial evaporation of the water which is included with the discharged material. This sudden evaporation causes a separate effect on the discharged material which leads to a lower volumetric weight, which in turn requires special devices for the material's further processing. The subsequent treatment is made even more difficult by the fact that the volume weight of the material varies in this way with the preceding process variations with respect to the liquid that accompanies the material, such as water.

Hovedhensikten med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en fremgangsmåte, samt en anordning for utførelse av fremgangsmåten ved hvilke de beskrevne ulemper og vanskeligheter elimineres ved en samtidig konsentrasjonsutjevnende avvanning og kompaktering av det utmatede materialet. Denne hensikt oppnås ved fremgangsmåten og anordning i henhold til oppfinn- The main purpose of the invention is thus to provide a method, as well as a device for carrying out the method by which the described disadvantages and difficulties are eliminated by a simultaneous concentration equalizing dewatering and compacting of the discharged material. This purpose is achieved by the method and device according to the invention

eisen slik som angitt i de etterfølgende krav.the ice as stated in the following requirements.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives under hen-visning til en utførelsesform i henhold til den vedlagte figur. Denne viser et snitt gjennom en mottagningsanordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. The invention will subsequently be described with reference to an embodiment according to the attached figure. This shows a section through a receiving device for carrying out the method according to the invention.

På tegningen betegner 10 en under overtrykk arbeidende male-anordning, såsom et måleapparat, eksempelvis en skiveraffi-nør innebefattende et hus i hvilket er anbragt to innbyrdes roterbare maleskiver (ikke vist) mellom hvilke tilført rå-materiale passeres og males eller defibreres. Det behandlede malegods med medfølgende vanndamp utmåles fra malean-ordningen 10 via en rørledning 12 til en mottagningsanordning 14, eksempelvis en syklon hvori materialet som følge av sentrifugalpåvirkning separeres fra den medfølgende damp. Mottagningsanordningen 14 er utformet som en konvensjonell syklon, men er konstruert for å motstå overtrykket og er forsynt med en vertikal transport og kompakteringsskrue, In the drawing, 10 denotes a grinding device working under overpressure, such as a measuring device, for example a disc refiner including a housing in which are placed two mutually rotatable grinding discs (not shown) between which supplied raw material is passed and ground or defibrated. The treated grinding material with accompanying water vapor is measured from the malean arrangement 10 via a pipeline 12 to a receiving device 14, for example a cyclone in which the material is separated from the accompanying steam as a result of centrifugal action. The receiving device 14 is designed as a conventional cyclone, but is designed to withstand the excess pressure and is provided with a vertical transport and compacting screw,

16, 18 som mater materialet nedover. Skruen 16, 18 drives av en drivanordning 20 inneholdende skruene 16's, 18's lager og en drivmotor. Skruens transportdel 16 er omgitt av en ubrutt mantel 22, mens kompakteringsskrudelen 18 er omgitt av en perforert mantel 24 som på sin side er trykktett om-lukket av en ubrukt sylinder 26. Skruen 16, 18 og husets mantel 22, 24 er konisk avsmalende mot syklonens 14 nedre 16, 18 which feed the material downwards. The screw 16, 18 is driven by a drive device 20 containing the screws 16's, 18's bearings and a drive motor. The screw's transport part 16 is surrounded by an unbroken casing 22, while the compacting screw part 18 is surrounded by a perforated casing 24 which in turn is pressure-tightly enclosed by an unused cylinder 26. The screw 16, 18 and the housing's casing 22, 24 are conically tapered towards the cyclone's 14 lower

del. For å forhindre at det utmatede materialet roterer med kompakteringsskruen (13) under komprimeringsfasen er til mantelen 24 anordnet et tannet hjul 28, hvis tenner (30) ligger i inngrep med kompakteringsskruen 18 og effektivt forhindrer eller share. In order to prevent the discharged material from rotating with the compacting screw (13) during the compaction phase, a toothed wheel 28 is provided to the casing 24, whose teeth (30) engage with the compacting screw 18 and effectively prevent or

motvirker at materialet roterer med skruen, hvilket kunne forårsake igjentetning og funksjonssvikt hos utmatnings-anordningen. prevents the material from rotating with the screw, which could cause clogging and malfunction of the discharge device.

Kompakteringsskruanordningens 18 perforerte mantel 24 er trykktett knyttet til et sylindrisk eller i transportretningen svakt konisk rør 32. For regulering av mottrykket i røret kan dette være forsynt med et spjeld 3 4 som via regu-leringsarmen 36 reguleres på passende måte. Røret 32 er i sin nedre del knyttet til en skruetransportør med en hylse 38 og en skrue 40. Transportøren 38 er knyttet til et etter-følgende behandlingstrinn såsom et måleapparat 42, idet materialet ved hjelp av en mateskrue 46 mates til måleapparatets 42 innmatningsåpning 44. The perforated casing 24 of the compacting screw device 18 is pressure-tightly connected to a cylindrical or slightly conical tube 32 in the direction of transport. To regulate the back pressure in the tube, this can be provided with a damper 3 4 which is regulated via the control arm 36 in a suitable manner. In its lower part, the tube 32 is connected to a screw conveyor with a sleeve 38 and a screw 40. The conveyor 38 is connected to a subsequent processing step such as a measuring device 42, the material being fed by means of a feed screw 46 to the feeding opening 44 of the measuring device 42.

Overskuddsdamp fra dampavledningssyklonen 14 føres via et utløpsrør 48 ved syklonen 14's øvre del og en ventil 50 med en trykkregulator 52 til en hvilken som helst prosess eller anordning der damp med overtrykk kan utnyttes. Regulatoren 52 styrer ventilen 50 via ledningen 54 fra syklonen 14. Sylinderen 26 som omgir kompakteringsskruens 18 perforerte mantel 24 er via en rørledning 56 forbundet med et væskeopp-samlingskar 58 som via en rørledning 60 med en ventil 66 er forbundet med syklonens 14 dampavløpsrør 48. Karet 58 er også knyttet til en pumpe 62 som styres av en i karet anordnet nivåregulator 64. Trykket i karet 58 opprettholdes passende på samme nivå som i trykksyklonen ved trykkutjevning via røret 60. Ønskes imidlertid lavere trykk stenges ventilen 66 og trykket reguleres ved hjelp av en trykkregulator 68 som styrer et dampavløp 70. Surplus steam from the steam diversion cyclone 14 is led via an outlet pipe 48 at the cyclone 14's upper part and a valve 50 with a pressure regulator 52 to any process or device where steam with excess pressure can be utilized. The regulator 52 controls the valve 50 via the line 54 from the cyclone 14. The cylinder 26 which surrounds the compacting screw 18's perforated mantle 24 is connected via a pipeline 56 to a liquid collection vessel 58 which is connected via a pipeline 60 with a valve 66 to the cyclone's 14 steam drain pipe 48. The vessel 58 is also connected to a pump 62 which is controlled by a level regulator 64 arranged in the vessel. The pressure in the vessel 58 is suitably maintained at the same level as in the pressure cyclone by pressure equalization via the pipe 60. However, if a lower pressure is desired, the valve 66 is closed and the pressure is regulated using a pressure regulator 68 which controls a steam outlet 70.

Den ovenfor beskrevne anordning virker på følgende måte:The device described above works in the following way:

Det materialet som behandles i måleapparatet 10 overføres via rørledningen 12 til den under overtrykk stående syklon 14 og føres etter separering fra den medfølgende damp av transport-skruen 16 ned mot syklonens utmatningsåpning. Den separerte damp bortføres via ledningen 48. Av mateskruen 16 føres materialet over til kompakteringsskruen 18 hvori det nedmat-ede materialet komprimeres til en trykktett materialplugg som opprettholder trykket i syklonen 14. Komprimeringen av materialpluggen opprettholdes også gjennom det sylindriske eller svakt koniske rør 32 og det deri anordnede spjeld 34 i en slik grad at en effektiv trykktett avskilning mellom trykksyklonen 14 og den etterfølgende behandlingsanordning, såsom skruen 40 og måleapparatet 42,bibeholdes. The material processed in the measuring device 10 is transferred via the pipeline 12 to the cyclone 14 under overpressure and, after separation from the accompanying steam, is conveyed by the transport screw 16 down towards the cyclone's discharge opening. The separated steam is carried away via the line 48. From the feed screw 16, the material is transferred to the compacting screw 18, in which the fed-down material is compressed into a pressure-tight material plug which maintains the pressure in the cyclone 14. The compression of the material plug is also maintained through the cylindrical or slightly conical tube 32 and the dampers 34 arranged therein to such an extent that an effective pressure-tight separation between the pressure cyclone 14 and the subsequent processing device, such as the screw 40 and the measuring device 42, is maintained.

I røret 32 er etter spjeldet 34 anordnet en føler 78 som indikerer temperaturen eller trykket eller begge deler, hvilken føler 78 påvirker en ventil 74 som styrer tilførselen av trykkmedium, såsom hydraulisk olje, luft eller damp i en ledning 76 til en sylinder 72 som er koblet til spjeldets 3 4 reguleringsarm 36. Når føleren 78 indikerer en høyere temperatur enn den som normalt opprettholdes i utløpsåpn-ingen 32 og dermed at fiberpluggen er for løs eller at til-ført fibermateriale ikke er tilstrekkelig og at damputblås-ning fra syklonen er i ferd med å skje åpnes således ventilen 74 for tilførsel av trykkmedium til sylinderen 72, som via armen 36 stenger spjeldet 34 helt eller delvis. Dermed forhindres tømning av syklonens overtrykk og plutselig damputstrømning. Spjeldet 34 kan også være slik anordnet at det manøvreres manuelt ved start eller stopp av en anordning, eller kjøres med et visst konstant trykk for å øke fiberpluggens komprimering i utløpsrøret, hvorved også utvanningsgraden i skruene 40 i en viss grad påvirkes. In the pipe 32, after the damper 34, a sensor 78 is arranged which indicates the temperature or the pressure or both, which sensor 78 affects a valve 74 which controls the supply of pressure medium, such as hydraulic oil, air or steam in a line 76 to a cylinder 72 which is connected to the damper's 3 4 control arm 36. When the sensor 78 indicates a higher temperature than that which is normally maintained in the outlet opening 32 and thus that the fiber plug is too loose or that the supplied fiber material is not sufficient and that the steam exhaust from the cyclone is in is thus taking place, the valve 74 is opened for the supply of pressure medium to the cylinder 72, which via the arm 36 closes the damper 34 in whole or in part. This prevents emptying of the cyclone's overpressure and sudden steam outflow. The damper 34 can also be arranged in such a way that it is maneuvered manually when starting or stopping a device, or run with a certain constant pressure to increase the compression of the fiber plug in the outlet pipe, whereby the degree of drainage in the screws 40 is also affected to a certain extent.

Under materialets komprimering i skruen 18 i hylsen eller mantelen 24 avpresses det med materialet medfølgende væske During the compression of the material in the screw 18 in the sleeve or mantle 24, the liquid accompanying the material is squeezed out

og fjernes gjennom den perforerte mantel 24 til oppsamlings-karet 58. Dette karet har passende samme trykk som syklonen 14 ved hjelp av trykkutjevning via røret 60. For erholdelse av et lavere trykk kan imidlertid ventilen 6 6 stenges og and is removed through the perforated jacket 24 to the collection vessel 58. This vessel has suitably the same pressure as the cyclone 14 by means of pressure equalization via the pipe 60. To obtain a lower pressure, however, the valve 6 6 can be closed and

karets trykk reguleres med trykkregulator 68 og dampavløpet 70. I kompakteringsskruen 18 oppnås en forutbestemt kom-presjon, som bestemmes av ønsket kompaktering og type av materialet som behandles. Ved forholdet at en viss kompre-sjon gir et visst forhold mellom materialet og tilbakeværende væske såsom vann kan på denne måte det for den etter-følgende prosess mest egnede forhold mellom materialet og væske opprettholdes innen relativt snevre grenser. Sving-ninger i prosessen som går forut for syklonen 14 med hensyn til materiål/væskeforhold elimineres derved effektivt. the vessel's pressure is regulated with pressure regulator 68 and the steam outlet 70. In the compacting screw 18, a predetermined compression is achieved, which is determined by the desired compaction and the type of material being processed. Due to the fact that a certain compression gives a certain ratio between the material and remaining liquid such as water, in this way the most suitable ratio between the material and liquid for the subsequent process can be maintained within relatively narrow limits. Fluctuations in the process that precedes the cyclone 14 with regard to the material/liquid ratio are thereby effectively eliminated.

Ved den avvanningseffekt som oppnås ved hjelp av kompakteringsskruen 18 kan dette kompakteringstrinnet også anvendes som et vasketrinn for fjernelse av kjemikalier tilsatt tid-ligere i prosessen eller i trykksyklonen 14 for oppnåelse av visse ønskede effekter, såsom ligninutløsning, blekning etc., men hvis nærvær i den etterfølgende prosess ikke er ønskelig. Denne avvanning- og/eller vaskeeffekt kan varier-es ved hjelp av den mengde av vaskevæske som tilsettes material-strømmen før eller etter trykksyklonen 14 før materialets komprimering. Den således fjernede væske kan via karet 58 og pumpen 62 taes vare på for gjenvinning og/eller nyanvend-else. With the dewatering effect achieved by means of the compacting screw 18, this compacting step can also be used as a washing step for removing chemicals added earlier in the process or in the pressure cyclone 14 to achieve certain desired effects, such as lignin release, bleaching etc., but if the presence in the subsequent process is not desirable. This dewatering and/or washing effect can be varied by means of the amount of washing liquid that is added to the material flow before or after the pressure cyclone 14 before the material is compressed. The liquid thus removed can be taken care of via the vessel 58 and the pump 62 for recycling and/or reuse.

Syklonens avvanningseffekt muliggjør også innblanding av for eksempel silrejek.t suspendert i vannet til pumpbar konsen-trasjon i den fra måleapparatet kommende fibersuspensjon, idet den derved tilførte ekstra væske,som ikke er ønskelig for den etterfølgende behandling (malning, bearbeiding) av fibermateriålet, fjernes ved hjelp av kompakteringsskruens avvanningseffekt. Derved kan behovet for spesielle rejekt-avvannere eller presser elimineres. The cyclone's dewatering effect also enables the mixing of, for example, filter rejects suspended in the water to a pumpable concentration in the fiber suspension coming from the measuring device, as the added extra liquid, which is not desirable for the subsequent treatment (grinding, processing) of the fiber material, is removed by means of the dewatering effect of the compacting screw. Thereby, the need for special reject dewaterers or presses can be eliminated.

Etter avløpet fra utløpsskruén 32 innføres materialet i hylsen 38 og rives opp av skruen 40, samt transporteres av denne til det etterfølgende måleapparats 42 innmatningsåpning 44, hvor skruen 46 innmater materialet til maleanord-ningen 42 for videre behandling. After the discharge from the outlet screw 32, the material is introduced into the sleeve 38 and torn up by the screw 40, as well as transported by this to the subsequent measuring device 42's feed opening 44, where the screw 46 feeds the material to the grinding device 42 for further processing.

Det er klart at den viste utføringsform kun er et eksempel, på oppfinnelsens realisering og at andre utformninger er tenkbare uten å fravike oppfinnelsestanken. It is clear that the embodiment shown is only an example of the realization of the invention and that other designs are conceivable without deviating from the idea of the invention.

Claims

1. Procedure for the production of fiber pulp from a ligno- .cellulosic material, where the fiber material after treatment under overpressure together with steam, water and dissolved and/or suspended chemicals is fed into a vessel also under overpressure from which the fiber material is discharged separately, characterized in that the material outlet of the vessel is vapor-tightly connected 'only by means of of the discharged fiber material in a compressed state.

2. Method according to claim 1, characterized in that the compression of the material takes place in combination with dewatering to such an extent that a vapor-tight plug of the material is formed.

3. Method according to claim 2, characterized in that the dewatering is used as a washing step by adding washing liquid before or in the vessel before the material is compressed.

4. Method according to claim 3, characterized in that the effect of the washing step is varied by varying the amount of added washing liquid.

5. Method according to claim 2, characterized in that the suspended in the water, not fully processed fibers are returned to the fiber material which is fed to the cyclone under excess pressure, after which a part of the added liquid suitable for the process is removed by dewatering before further treatment of the material.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that the temperature and/or pressure in the material outlet is sensed and that the sensed value is used to control the material flow in the outlet, for example by changing the outlet area, whereby the degree of compression of the fiber material can also be is affected.

7. Device for carrying out the method according to claims 1-6 for the production of fiber pulp from a lignocellulosic material, including a treatment step in which the fiber material is treated under positive pressure, as well as a vessel connected to this treatment step under positive pressure containing the fiber material, steam, water and further added fiber material, as well as chemicals dissolved and/or suspended therein, as well as a discharge device for separately discharging the fiber material from the vessel, characterized in that the discharge device includes a material compressing transport member (40) which provides a vapor-tight plug of the fiber material itself, which plug prevents steam or gas and flows out from the vessel (14).

8. Device according to claim 7, characterized in that the transport member consists of a screw device with a transport area that decreases in the direction of transport.

9. Device according to claim 8, characterized in that in engagement with the material compressing screw device (40) an element in the form of a disc (28) is arranged, the periphery of which is designed with teeth (30) that engage in the screw device's (40) ) threads and prevents or counteracts the rotation of the material with the screw device.

10. Device according to claims 8 or 9, characterized in that the material discharging and compressing screw (40). is surrounded by an enclosing tube (2 4). which is perforated for the drainage of the liquid squeezed out by the compression of the material and which is pressure-tight enclosed by a sleeve (26) by means of which the liquid can be collected and removed under excess pressure.

11. Device according to claims 7-10, characterized in that a damper or the like (34) is arranged after the screw which is controlled either by a sensor (78) arranged in the material outlet after the screw (40) which senses the temperature and/or pressure in the material outlet or manually or both.