FI76844B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av fibermassa. - Google Patents

Description

1 76344

Menetelmä ja laite kuitumassan valmistamiseksi Tämä keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen kuitumassaa lignoselluloosapitoisesta aineesta, esimerkiksi lehti- tai havupuuhakkeesta, bambusta, oljesta, bagassista jne. valmistettaessa syötetyn lämmön ja sähköenergian talteenottamiseksi kokonaan tai osaksi, joka menetelmä käsittää kemiallisesti käsitellyn tai käsittelemättömän aineen mekaanisen hajotuksen kohotetussa lämpötilassa kuitumaiseen tilaan jauhimessa, joka käsittää ainakin kaksi jauhatuselintä, jotka voivat pyöriä toistensa suhteen ja jotka on suljettu paineenpitävään kammioon ja joissa on tasaiset, kartiomaiset, pallomaiset jauhatuspin-nat tai näiden yhdistelmä. Vastakkaiset jauhatuselimet voivat siis pyöriä vastakkaisiin suuntiin, tai yksi elin voi olla pyörivä ja toinen kiinteä.

Aineen mekaaninen hajotus suoritetaan siten, että aine syötetään jauhatuselimien tuloaukkoon ja poistetaan siitä asteittain jauhatuselimien välissä ylläpidetyn säädettävän raon kautta.

Aineen hajotus tai jauhatus vaatii, valmistetun kuitumassan tyypin mukaan, vaihtelevaa sähkö- ja höyryenergiamäärää (50-3500 kWh/tonni) tavallisesti käsittelylämpötilassa 100-250°C.

Nämä syötetyt energiamäärät muuttuvat jauhatusvaiheen aikana pääasiassa lämmöksi, jonka seurauksena aineen mukana seuraava vesi haihtuu ja poistuu käsitellystä aineesta. Suurien, hajo-tusprosessille (jauhatustyölle) haitallisten kuivapitoisuuk-sien välttämiseksi käsittelytyön aikana lisätään vesimäärä, joka sekä säätää jauhettavan aineen sisääntulosakeuden halutulle tasolle että samanaikaisesti korvaa jauhatustyön aikana haihtuneen vesimäärän.

Nykyisen tekniikan tason mukaan hajotuksessa valmistettu kuitu-massa on poistettu yhdessä prosessissa kehitetyn ja/tai siihen syötetyn höyrymäärän kanssa paineenpitävästä jauhinkam- 2 76344 miosta erilliseen vastaanotto-osaan, jossa höyryn maksimaalisen talteenoton mahdollistamiseksi ylläpidetään höyryn painetta, joka on yhtä suuri tai hieman pienempi kuin jauhinkammion poistovyöhykkeessä ylläpidetty paine.

Nämä vastaanotto-osat on nykyisen tekniikan tason mukaan varustettu laitteilla kuitumassan ja sen mukana jauhinkammiosta seuraavan höyryn erottamiseksi ja laitteella kuitumassan poistamiseksi vastaanotto-osasta ylläpitämällä siinä höyryn painetta.

Näin erotettu höyry johdetaan pois vastaanotto-osasta entisessä paineessa uudelleenkäyttöä varten prosessissa, jolloin suurehko osa jauhatusprosessiin syötetystä energiasta voidaan ottaa talteen.

Edellä esitetyn mukaista vastaanotto-osaa voidaan niin ollen pitää paineastiana. Tämä seikka yhdessä sen seikan kanssa, että höyryn/jauhatustuotteen tehokkaan erotuksen saavuttamiseksi tarvitaan verraten suuria astian tilavuuksia, ja myös yhdessä säätölaitteiden ja korroosionkestävien aineiden tarpeen kanssa merkitsee sitä, että tämän menetelmän mukaiset nykyiset laitteet ovat hyvin kalliita.

Esillä oleva keksintö mahdollistaa kuitujen (jauhatustuotteen)/ höyryn tehokkaamman erotuksen jo ylipaineen alaisessa jauhin-kammiossa ja poistaa siten kokonaan jauhimen ulkopuolella sijaitsevien erillisten vastaanotto-osien tarpeen kuitujen/ höyryn erotusta varten. Keksintö pienentää niin ollen asennus- ja rakennuskustannuksia. Keksinnön tunnusmerkit käyvät selville oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön joitakin suoritusmuotoja selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaaviollinen leikkaus prosessissa käytettävästä jauhimesta, joka käsittää laitteita kuitu/höyry-erotusta varten yhdessä paineenpitävän, ruuvityyppisen, jauhinkammioon yhdistetyn poistolaitteen kanssa, 3 76344 kuvio 2 esittää samaa erotuslaitetta, jossa on kuitenkin pois-tolaite poistoa varten suuressa sakeudessa ja pienen höyry-määrän seuratessa mukana tai pienemmässä sakeudessa nesteli-säystä käyttämällä, kuvio 3 esittää samaa erotuslaitetta, jossa kuitenkin on neste-laimennuksen käsittävä väline ja sekoittimella varustettu, paineen alaisena toimiva kokooma-astia, ja poistolaite, kuvio 4 esittää samaa erotuslaitetta, jossa kuitenkin on keski-pakopumpputyyppinen tai sentapainen laite pienempää sakeutta varten poiston tapahtuessa painetta vastaan, joka on suurempi kuin jauhinkammion poistokohdassa ylläpidetty paine, ja kuvio 5 esittää samaa erotuslaitetta, jossa kuitenkin on vent-tiilityyppinen laite.

Kuviossa, 10 merkitsee jauhinta, joka käsittää sisäänsyöttö-kuljettimen 12, paineenpitävän jauhinkammion 20 ja sen sisällä sijaitsevat jauhatuselementit 22-23, joista elementeistä esitetyissä suoritusmuodoissa kiinteä elementti 22 on yhdistetty jäykästi jauhinkammioon 20 ja pyörivä jauhatuselementti 23 on tuettu roottorin 24 varaan, joka on yhdistetty käyttömoottoriin (ei esitetty) kannattavalla ja aksiaalisesti liikkuvalla akselilla 26.

Roottori 24 on varustettu takasivullaan oleellisen säteittäi-sesti sovitetuilla siipielimillä 40, jotka avautuvat jauhatus-elimien 22, 23, 24 kehän ulkopuoliseen tilaan 27, jossa se on tiivistetty jauhinkammiota vasten pyöreän olakkeen 29 avulla. Siipielimet 40 on yhdistetty levyllä 43, niin että siipieli-mien väliin muodostuu oleellisen säteittäisesti kulkevat suljetut kanavat.

Jauhimessa käsitelty aine kootaan jauhatuseiimien ulkopuoliseen tilaan 27, yhdessä kehitetyn ja/tai syötetyn höyryn kanssa. Käsitelty aine siirretään mainitusta tilasta yhden tai useiden nokkien 28 avulla, jotka on yhdistetty kehällä roottoriin 24, poistolaitteeseen 50, 60, 70, 80, 90, joka on yhdistetty paineenpitävästi jauhinkammion 20 kehään.

4 7 6 3 4 4

Keksinnön mukaan prosessissa kehitetty ja/tai siihen syötetty höyry pakotetaan tilasta 27 jauhatuselimien ulkopuolella kulkemaan roottorin takasivuun kiinnitettyjen siipielimien 40 kautta suunnassa roottorin 24 pyörimiskeskipistettä kohti höyryn poistoputkeen 42, joka on erotettu jauhinkammiossa kokoomatilasta 27.

Tämän siipielimien 40 läpi kulun aikana prosessista poistuva höyrymäärä ja siihen suspendoituneet kuidut saatetaan omaksumaan roottorin 24 pyörimisnopeutta vastaava pyörimisnopeus ja niihin kohdistuu tällöin linkoava puhdistus, joka keskipakovoiman vaikutuksesta tehokkaasti palauttaa höyryn mukana seu-raavan jauhatustuotteen höyryn poistoputkeen 42 erotettuun tilaan 27 edelleen kuljetusta varten poistolaitteeseen 50, 60, 70, 80, 90.

Poistuvan ja niin ollen keskipakoisesti puhdistetun höyrymää-rän pakottaa prosessissa kehitetty höyryn paine virtaamaan säteittäisessä suunnassa roottorin 24 pyöriessä kehitettyä keskipakovoimaa vastaan (nykyisessä tekniikan tasossa 500-3500 g, riippuen halkaisijasta ja kierrosluvusta) tilaan 41, joka on yhdistetty höyryn poistoputkeen 42.

Tämä poistoputki on varustettu venttiilillä 44 ja säätöväli-neilla 48, 49 optimaalisen sallitun höyryn paineen ylläpitämiseksi prosessia varten, josta pois johdettu ja painesäätöi-nen höyry poistetaan putken 46 kautta prosessissa edelleen käytettäväksi tai muita lämpötarpeita varten.

Kuviossa 1 esitetty suoritusmuoto on varustettu ruuvilla 52, joka kokoaa kuitumassan (jauhintuotteen) ja puristaa kokoon aineen sen poistuessa sen kautta. Mainittu ruuvi on suljettu paineenpitävään koteloon 54. Tämä kotelo avautuu poistoputkeen 58 poistosuuttimen 55 kautta, jossa aineen kokoonpuris-tusta säädetään kiinnipitoelimen 56 avulla tiheyteen, joka estää prosessiin syötetyn tai prosessissa kehitetyn höyryn ulosvirtauksen. Jotta estetään jauhinkammiossa ylläpidettyä höyryn painetta antamasta käsitellylle jauhintuotteelle kontrolloimattoman poistonopeuden, joka 5 76344 ylittää sen mikä vaaditaan paineenpitävän poiston ylläpitoon, ruuvikuljettimen kierteisiin sovitettu kieräpyörä 53 on sijoitettu kytkentään poistoruuvin 52 kanssa. Tällä tavoin vältytään vapaalta virtausalalta, ja samanaikaisesti kieräpyörän kytkentä estää poistettua jauhintuotetta pyörimästä poisto-ruuvin 52 mukana, mikä johtaisi vaivautumiseen ja poistolait-teen 50 ylitäyttöön ja aiheuttaisi siten koko jauhinkammion ylitäytön ja tukkeutumisen.

Lauhteen ja ulos puristetun nesteen poistoa varten kotelo 54 on varustettu lauhteen poistoaukolla 51 ja venttiilillä 57 virtauksen säätöä varten.

Poistoputki 58 voidaan täyttää kokonaan vedellä poistetun aineen väliaikaista jäähdytystä varten. Samalla estetään aineen mukana seuraavan nesteen nopea haihtuminen. Tällainen haihtuminen voisi aiheuttaa poistetun aineen liiallisen kuivumisen, joka vaikeuttaisi seuraavaa käsittelyä.

Kuviossa 2 esitetään suoritusmuoto, jossa kuitumassa (jauhin-tuote) poistetaan sakeamassapumpun 60 avulla, joka mahdollistaa poiston suuressa sakeudessa ja pienen höyrymäärän seuratessa mukana. Tässä suoritusmuodossa voidaan vaihtoehtoisesti käyttää pienempää sakeutta lisäämällä nestettä.

Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa käytetään pienempää sakeutta varten poistolaitetta 70, joka käsittää paineen alaisena toimivan kokooma-astian 71, jossa on nestelaimennus 72 ja sekoitin 73. Tähän astiaan 71 kuuluu myös välineet 74, 75, 76 tason säätöä varten. Poisto astiasta tapahtuu säädetyllä tavalla pumpun 77 tai tavallisen venttiilin kautta, niin että astiassa 71 säilyy haluttu taso.

Kuvio 4 esittää poistolaitteen, joka muodostuu keskipakopumpusta 80 tai sentapaisesta pienempää sakeutta varten. Kuitumas-san sakeutta säädetään nestelaimennuksen avulla syöttöputken 81 kautta jauhinkammion 20 poistopäässä. Tässä tapauksessa poisto tapahtuu painetta vastaan, joka on suurempi kuin jauhinkammion poistopäässä ylläpidetty paine.

6 76344

Kuvio 5 esittää venttiilityyppisen poistolaitteen, ts. puhal-lusventtiilin tai muun venttiilin, jossa on tai ei ole nesteen syöttöjohtoa 91 jauhinkammion 20 poisto-osassa.

Esillä oleva keksintö ja sen antamat rakenneratkaisut antavat sen edun, että jauhatusprosessissa syötetyt ja/tai kehitetyt höyrymäärät voidaan johtaa pois ja erottaa jauhintuotteesta tehokkaammin käyttämällä vain jauhinkammiossa sijaitsevia pyöriviä elimiä. Höyryä voidaan tällöin käyttää hyväksi optimaalisessa höyryn paineessa ilman lämmön häviöitä, joita esiintyy tavanomaisissa menetelmissä ja järjestelmissä, jotka on varustettu erotusjärjestelmillä jauhinkammion ulkopuolella.

Keksintö sinänsä ei ole riippuvainen jauhintuotetta varten käytetystä poistolaitetyypistä, kuitenkin sillä rajoituksella, että käytetty poistolaite pystyy ylläpitämään jauhinkammiossa haluttua höyryn painetta. Myös muita kuin esitettyjä poisto-laitteita voidaan niin ollen ajatella.

Poistolaite voi siis vaihdella kokonaan paineenpitävistä laitteista laitteisiin, jotka ovat sakeamassapumpputyyppiä, tavallisia pumppuja tai venttiilejä, joita voidaan myös käyttää silloin, kun höyryn tai syötetyn nesteen osaa käytetään virtausta edistävänä aineena.

Keksintö ei tietenkään rajoitu esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella keksinnön ajatuksen puitteissa.

Claims (10)

1. Menetelmä kuitumassan valmistamiseksi lignoselluloosaa sisältävästä aineesta jauhimessa, jossa on ainakin kaksi vastakkaista jauhatuselintä, jotka voivat pyöriä toistensa suhteen ja jotka on suljettu paineenpitävään jauhinkammioon, jossa menetelmässä aine hajotetaan sen kulkiessa ulospäin jauhatuselimien välisen raon läpi ja poistetaan sen jälkeen jauhinkammiosta, tunnettu siitä, että höyry erotetaan kuitumassasta jauhinkammiossa sen kuljettua mainitun raon läpi ainakin yhden jauhatuselimen pyörinnän kehittämien keskipakovoimien vastavaikutuksesta, että höyry johdetaan pois erikseen säädetyllä paineella jauhinkammiosta, ja että kuitumassa poistetaan erikseen samalla, kun jauhinkammiossa ylläpidetään haluttu paine.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyry ja kuitumassa erotetaan jauhinelimien pyöriessä kehitetyn keskipakovoiman vaikutuksesta, ja että höyryn paine pakottaa höyryn ensin virtaamaan sisäänpäin keskipakovoiman vaikutusta vastaan ja sen jälkeen ulos jauhinkammiosta samalla, kun mukana seuraava kuitumassa palautetaan ja poistetaan erikseen jauhinkammiosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitumassa puristetaan kokoon poiston aikana, niin että höyryä estetään virtaamasta ulos kuitumassan mukana.

4. Laite kuitumassan valmistamiseksi lignoselluloosapitoises-ta aineesta, joka laite käsittää ainakin kaksi vastakkaista jauhatuselintä (22, 23, 24), jotka voivat pyöriä toistensa suhteen ja jotka on suljettu paineenpitävään jauhinkammioon (20), jotka jauhatuselimet (22, 23, 24) muodostavat väliinsä ainakin yhden raon, jossa lignoselluloosapitoinen aine on tarkoitettu hajotettavaksi kuitumassaksi, tunnettu siitä, että ainakin yksi pyörivä jauhatuselin (23, 24) on takasivullaan varustettu oleellisen säteittäisillä siipieli-millä (40), jotka voivat keskipakovoiman vaikutuksesta estää 8 76344 kuitumassaa virtaamasta sisäänpäin, että poistolaite (50, 60, 70, 80, 90) kuitumassaa varten on yhdistetty jauhinkammion (20) kehään kuitumassan poistoa varten samalla, kun jauhin-kammiossa ylläpidetään haluttu paine, ja höyryn poistoputki (42) on yhdistetty jauhinkammioon (20), joka höyryn poisto-putki (42) on yhteydessä tilaan (41) säteittäisesti siipieli-mien (40) sisäpuolella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että siipielimien (40) kehäosa on tiivistetty jauhin-kammiota (20) vasten.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että siipielimet (40) on yhdistetty ainakin yhdellä levyllä (43), niin että siipielimien (40) väliin muodostuu suljettuja, oleellisen säteittäisesti kulkevia kanavia.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyryn poistoputki (42) on varustettu säätövälineillä (48, 49) halutun paineen ylläpitämiseksi jauhinkammiossa (20).

7 76344

8. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistolaite (50) käsittää ruuvin (52), joka on suljettu paineenpitävään koteloon (54), jossa on poistosuutin (55), joka voi toimia yhdessä pidätyselimen (56) kanssa.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistolaite (60, 70, 80, 90) käsittää pumpun tai venttiililaitteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistolaite (70) käsittää paineen alaisena toimivan kokooma-astian (71), jossa on tasonsäätövälineet (74-76) . 9 76844