RU2660056C2

RU2660056C2 - Apparatus and method for processing fibrous materials

Info

Publication number: RU2660056C2
Application number: RU2016103931A
Authority: RU
Inventors: Клеменс ЗАЙДЛЬ; Кристиан РАДХУБЕР; Райнхард ШЛАГЕР
Original assignee: Андриц Аг
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2018-07-04
Also published as: PT3027806T; EP3027806B1; AT514330A4; WO2015014451A1; AT514330B1; RU2016103931A; ES2635297T3; PL3027806T3; EP3027806A1

Abstract

FIELD: methods of refining.

SUBSTANCE: in order to recover steam when fibrous materials are being processed, wherein raw material to be processed, e.g., chips, is fed successively to pre-steamer (1), digester (4), refiner (9) and through blower line (6) to dryer (7), steam is removed continuously from the fibrous material-steam mixture after refiner (9) and before dryer (7) and the steam removed is fed to pre-steamer (1) and/or to digester (4).

EFFECT: providing a method and a system in which the energy consumption can be reduced for drying and others.

11 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к установке для переработки волокнистых материалов, содержащей предварительный пропариватель, варочный котел и рафинер, который при помощи продувного трубопровода соединен с сушильной камерой, при этом в продувном трубопроводе предусмотрено устройство для непрерывного отбора части пара, и выпускное отверстие для выхода пара из указанного устройства при помощи паропровода соединено с предварительным пропаривателем и/или с варочным котлом.The invention relates to a plant for processing fibrous materials containing a preliminary steamer, a digester and a refiner, which is connected to a drying chamber by means of a purge pipe, and a device for continuously taking part of the steam and an outlet for steam to exit from the specified device are provided in the purge pipe by means of a steam line it is connected to a preliminary steamer and / or to a digester.

Изобретение относится также к способу переработки волокнистых материалов, согласно которому обрабатываемое сырье, например древесную щепу, последовательно перемещают через предварительный пропариватель, варочный котел, рафинер и при помощи продувного трубопровода подают в сушильную камеру, при этом из пароволокнистой смеси после рафинера и перед сушильной камерой в специальном устройстве осуществляют непрерывный отбор части пара, которую подают в предварительный пропариватель и/или в варочный котел.The invention also relates to a method for processing fibrous materials, according to which the processed raw materials, for example wood chips, are sequentially moved through a pre-steamer, digester, refiner and fed to the drying chamber using a purge pipe, from the steam-fiber mixture after the refiner and before the drying chamber in a special device provides continuous selection of a portion of the steam that is fed to the pre-steamer and / or to the digester.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время пар, который вместе с волокнами выходит из рафинера, не подвергается рекуперации, а подается в сушильную камеру. Это вызывает, в частности, повышенный расход энергии при сушке. ЕР 1834747А2 описывает способ и систему для получения прессованной массы из лигноцеллюлозных волокон. Указанная система содержит сепаратор, который выполнен в виде керамического фильтра. DE 3728123А1 описывает способ получения измельченной целлюлозы для изготовления древесноволокнистых плит. При этом в пароволокнистую смесь перед ее охлаждением подается смола, и пар, предпочтительно полностью отделяется при атмосферном давлении. Затем к пропитанным древесным волокнам через один шлюзовый затвор периодически поступает поток воздуха, а через другой шлюзовый затвор они периодически подаются на формовочную станцию. DE 102008026677 В3 описывает способ сушки лигноцеллюлозных волокон и используемый при этом пароотделитель. Согласно указанному способу поток волокон и водяного пара подается на перфорированный барабан, при этом водяной пар проходит сквозь перфорированный барабан, в то время как волокна задерживаются на поверхности перфорированного барабана и снимаются с нее путем соскабливания. Затем через герметичный дозирующий шлюз волокна направляются далее в сушильную камеру.Currently, steam, which, together with the fibers, leaves the refiner, is not recovered, but fed into the drying chamber. This causes, in particular, increased energy consumption during drying. EP 1834747A2 describes a method and system for producing a pressed mass of lignocellulosic fibers. The specified system contains a separator, which is made in the form of a ceramic filter. DE 3728123A1 describes a method for the production of pulverized pulp for the manufacture of fiberboards. In this case, resin is supplied to the vapor-fiber mixture before cooling, and the steam is preferably completely separated at atmospheric pressure. Then, impregnated wood fibers through one lock gate periodically receive air flow, and through another lock gate they are periodically fed to the molding station. DE 102008026677 B3 describes a method for drying lignocellulosic fibers and the steam separator used. According to the specified method, the flow of fibers and water vapor is supplied to the perforated drum, while water vapor passes through the perforated drum, while the fibers are retained on the surface of the perforated drum and removed from it by scraping. Then, through a sealed metering gateway, the fibers are sent further to the drying chamber.

После сушильной камеры избыточная смесь воздуха и водяного пара отделяется в циклонном сепараторе.After the drying chamber, the excess mixture of air and water vapor is separated in a cyclone separator.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является создание установки и способа, которые позволяют уменьшить расход энергии, в частности, для выполнения сушки.The objective of the present invention is to provide a plant and method that can reduce energy consumption, in particular, to perform drying.

Эта задача решена при помощи вышеуказанной установки, содержащей устройство, которое имеет открытое соединение с расположенным далее по направлению потока продувным трубопроводом, и которое представляет собой циклон, при этом выпускное отверстие из циклона образовано заборной погружной трубой.This problem is solved using the above installation, containing a device that has an open connection with the purge pipe located further downstream and which is a cyclone, while the outlet from the cyclone is formed by an intake dip pipe.

Благодаря применению циклона для непрерывного отбора пара можно отводить избыточный пар, который не требуется для транспортировки волокна и который может быть использован повторно. За счет этого происходит термическая разгрузка сушильной камеры и осуществляется экономия энергии. Кроме того, это может приводить к уменьшению выделения вредных веществ в сушильной камере. Отведенный избыточный пар можно подавать непосредственно для предварительного подогрева сырья в бак предварительного подогрева или в варочный котел.Through the use of a cyclone for continuous steam extraction, excess steam that is not required for transporting the fiber and which can be reused can be removed. Due to this, thermal unloading of the drying chamber occurs and energy is saved. In addition, this can lead to a decrease in the emission of harmful substances in the drying chamber. Allocated excess steam can be fed directly to preheat the raw materials in the preheater tank or in the digester.

Существуют различные способы отделения пара от пароволокнистой смеси. Это можно осуществить при помощи центрифуг для отделения волокон, циклонов или других сепараторов, основанных на действии центробежной силы. При этом такое устройство должно быть герметизировано относительно окружающей среды. Поэтому выход из устройства осуществляется, например, через шлюзовые дозаторы. Вследствие этого волокна оказываются частично спрессованными и, например, классическое, необходимое для производства древесноволокнистых плит средней плотности нанесение клея при помощи продувного трубопровода не функционирует или функционирует в худшей степени. С другой стороны, при сухом склеивании комкование волокон вызывает трудности дальнейшей обработки.There are various methods for separating steam from a steam-fiber mixture. This can be done using centrifuges to separate the fibers, cyclones or other separators based on the action of centrifugal force. Moreover, such a device must be sealed with respect to the environment. Therefore, the exit from the device is carried out, for example, through airlock dispensers. As a result, the fibers turn out to be partially compressed and, for example, the classical application of glue by means of a purge pipe, which is necessary for the production of medium-density fiberboards, does not function or functions to a worse degree. On the other hand, with dry bonding, clumping of fibers causes difficulties in further processing.

Поскольку в таком устройстве производится только частичный отбор пара, устройство не требует герметизации со стороны выхода в продувной трубопровод, и пароволокнистая смесь с достаточным содержанием пара может без всяких проблем далее транспортироваться в продувном трубопроводе, не создавая комкования волокон.Since in such a device only partial steam is taken out, the device does not require sealing on the outlet side to the purge pipe, and the steam-fiber mixture with sufficient steam content can be transported without any problems in the purge pipe without creating clumping of fibers.

Другие предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.Other preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие признаки и достоинства изобретения представлены в приведенном ниже описании предпочтительных примеров осуществления изобретения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематически показана установка для переработки волокнистых материалов.Other features and advantages of the invention are presented in the following description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a plant for processing fibrous materials.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Установка согласно изобретению содержит предварительный пропариватель 1, в который по трубопроводу 2 подается перерабатываемое сырье, например древесная щепа. После предварительного пропаривателя 1 предварительно пропаренное сырье при помощи наполнительного шнека 3 подается в варочный котел 4, а затем из выхода 5 варочного котла - в рафинер 9. Из рафинера 9 подготовленная таким образом пароволокнистая смесь подается продувным трубопроводом 6 в сушильную камеру 7.The installation according to the invention contains a preliminary steamer 1, into which the processed raw material, for example wood chips, is fed through a pipe 2. After the pre-steamer 1, the pre-steamed raw material is fed into the digester 4 using the filling screw 3, and then from the outlet of the digester 5 to the refiner 9. From the refiner 9, the steam-fiber mixture thus prepared is fed by the blow-off duct 6 to the drying chamber 7.

Расход пароволокнистой смеси можно регулировать при помощи первого спускного клапана 8, установленного на рафинере 9. Перед сушильной камерой 7 может быть предусмотрено устройство 10 для проклеивания пароволокнистой смеси в продувном трубопроводе 6. Предварительный пропариватель 1, варочный котел 4 и рафинер 9 могут снабжаться свежим паром, поступающим по трубопроводам 11, 12, 13 и 14.The flow rate of the steam-fiber mixture can be controlled using the first bleed valve 8 mounted on the refiner 9. In front of the drying chamber 7, a device 10 can be provided for gluing the steam-fiber mixture in the purge line 6. The pre-steamer 1, the digester 4 and the refiner 9 can be supplied with fresh steam, coming through pipelines 11, 12, 13 and 14.

Такая конструкция соответствует известному уровню техники.This design corresponds to the prior art.

Согласно изобретению в продувном трубопроводе предусмотрено устройство 15 для непрерывного отбора пара, которое предпочтительно представляет собой циклон, при этом избыточный пар, который не требуется для транспортировки волокон, под действием центробежной силы отделяется от пароволокнистой смеси. Этот избыточный пар отводится при помощи заборной погружной трубы 16 циклона 15 в паропровод 17. Далее паропровод 17 разветвляется, и указанный избыточный пар может проходить либо по первому ответвлению 18 в предварительный пропариватель 1, либо по второму ответвлению 19 в варочный котел 4. Поскольку давление пара во втором ответвлении 19, как правило, является недостаточно большим, в нем дополнительно установлен термический паровой компрессор 20.According to the invention, a device 15 is provided in the purge pipe for continuous extraction of steam, which is preferably a cyclone, while excess steam, which is not required for transporting fibers, is separated from the vapor-fiber mixture by centrifugal force. This excess steam is discharged by means of the intake pipe 16 of the cyclone 15 into the steam line 17. Next, the steam line 17 branches out, and the specified excess steam can pass either through the first branch 18 to the pre-steamer 1, or through the second branch 19 to the digester 4. Since the vapor pressure in the second branch 19, as a rule, is not large enough, it additionally has a thermal steam compressor 20.

Циклон 15 имеет открытое соединение с проходящим далее продувным трубопроводом 6, поэтому на выходе циклона 15 перед продувным трубопроводом 6 не происходит сжатия или комкования волокон. Это является возможным, поскольку в циклоне отбирается только одна часть пара, в то время как остальная часть используется для дальнейшей транспортировки волокон, поэтому циклон не должен быть полностью герметизирован относительно присоединенного трубопровода 6.The cyclone 15 has an open connection to the further purge pipe 6, therefore, at the outlet of the cyclone 15 before the purge pipe 6 there is no compression or clumping of fibers. This is possible because only one part of the steam is taken out in the cyclone, while the rest is used for further transportation of the fibers, so the cyclone does not have to be completely sealed relative to the connected pipeline 6.

В качестве дроссельной заслонки для регулирования давления в направлении движения потока после циклона 15 в продувном трубопроводе 6 предусмотрен еще один спускной клапан 21, а за ним измеритель 22 давления, при помощи которого осуществляется измерение давления в продувном трубопроводе 6. В зависимости от величины непрерывно измеряемого давления осуществляется управление установкой и по мере необходимости открывается вентиль 23 в первом ответвлении 18 или вентиль 24 во втором ответвлении 19. В принципе, можно также одновременно открывать полностью или частично оба вентиля 23, 24, чтобы подавать избыточный пар как в предварительный пропариватель 1, так и в варочный котел 4. Можно также, в принципе, соединить паропровод 17 со встроенным в него вентилем непосредственно только с предварительным пропаривателем 1, при этом отобранный избыточный пар будет подаваться исключительно в предварительный пропариватель 1.As a throttle valve to regulate the pressure in the direction of flow after cyclone 15 in the purge pipe 6, there is another drain valve 21, followed by a pressure meter 22, by means of which pressure is measured in the purge pipe 6. Depending on the size of the continuously measured pressure the installation is controlled and, if necessary, the valve 23 in the first branch 18 or the valve 24 in the second branch 19 opens. In principle, it is also possible to open the floor at the same time either or partially both valves 23, 24, in order to supply excess steam to both the pre-steamer 1 and the digester 4. It is also possible, in principle, to connect the steam line 17 with the valve integrated in it directly only to the pre-steamer 1, while being selected excess steam will be supplied exclusively to the pre-steamer 1.

Перед сушильной камерой 7 в продувном трубопроводе 6 установлен распределитель 25 волокон, при помощи которого пароволокнистый поток направляется либо в сушильную камеру 7, либо в пусковой циклон 26 до тех пор, пока установка не достигнет стабильного рабочего состояния.In front of the drying chamber 7, a fiber distributor 25 is installed in the purge conduit 6, by means of which the vapor-fiber flow is directed either to the drying chamber 7 or to the starting cyclone 26 until the installation reaches a stable operating state.

В режиме нормальной эксплуатации спускной клапан 8 является полностью открытым. Пароволокнистая смесь пропускается через циклон 15, при этом распределитель 25 волокон открыт в направлении сушильной камеры 7. Вентили 23, 24 в зависимости от величины давления в продувном трубопроводе 6, которое измеряется при помощи измерителя 22 давления, открываются или закрываются, в результате чего всасывающая труба термического парового компрессора 20 снабжается паром, или пар направляется в предварительный пропариватель 1.In normal operation, the drain valve 8 is fully open. The steam-fiber mixture is passed through a cyclone 15, with the fiber distributor 25 open in the direction of the drying chamber 7. Valves 23, 24, depending on the pressure value in the purge pipe 6, which is measured using a pressure meter 22, open or close, as a result of which the suction pipe thermal steam compressor 20 is supplied with steam, or steam is sent to the pre-steamer 1.

Если отделенный пар направляется по трубопроводу 19 во всасывающую трубу парового компрессора 20, то этот пар вместе со свежим паром может подаваться по трубопроводу 27, чтобы создавать давление пара в варочном котле 4. Подача пара для варочного котла 4 регулируется в зависимости от давления в варочном котле. Если количество пара, подаваемого термическим паровым компрессором 20, является недостаточным, по трубопроводу 13 непосредственно подается свежий пар.If the separated steam is sent through a pipe 19 to the suction pipe of a steam compressor 20, then this steam together with fresh steam can be supplied through a pipe 27 to create steam pressure in the digester 4. The steam supply for the digester 4 is regulated depending on the pressure in the digester . If the amount of steam supplied by the thermal steam compressor 20 is insufficient, fresh steam is directly supplied through line 13.

Если отделенный пар подается непосредственно в предварительный пропариватель 1 и полученное количество пара не достаточно для получения требуемой температуры, в предварительный пропариватель 1 по трубопроводу 12 может подаваться свежий пар. Если количество пара, отобранное циклоном 15 и подведенное по трубопроводу 18, не требуется полностью, автоматически производится отделение пара через предварительный пропариватель 1.If the separated steam is fed directly to the pre-steamer 1 and the amount of steam obtained is not enough to obtain the desired temperature, fresh steam can be supplied to the pre-steamer 1 through line 12. If the amount of steam taken by the cyclone 15 and supplied through the pipe 18 is not required completely, the steam is automatically separated through the preliminary steamer 1.

Количество пара, отбираемого от пароволокнистой смеси циклоном 15, зависит, с одной стороны, от минимального количества пара, которое требуется для дальнейшей транспортировки или дальнейшей обработки пароволокнистой смеси, а, с другой стороны, от того количества пара, которое обеспечивает предотвращение комкования волокон выше допустимой величины в циклоне 15 или после него, и подача которого может быть отрегулирована при помощи вентилей 23, 24 и спускного клапана 21. Отобранное количество пара предпочтительно составляет по меньшей мере 2% по массе, особенно предпочтительно - по меньшей мере 10% по массе пара и предпочтительно не более 70% по массе, особенно предпочтительно не более 20% по массе. При таком распределении отобранного и возвращенного в систему пара, с одной стороны, получается заметная экономия энергии, а с другой стороны, еще сохраняется надежное дальнейшее транспортирование волокон после циклона 15. Пароволокнистая смесь может содержать перед циклоном, например, 28% по массе пара, а после циклона - 14% по массе пара. Разность, составляющая 14% по массе отобранного пара, как описано выше, может быть направлена в предварительный пропариватель 1 и/или в варочный котел 4.The amount of steam taken from the vapor-fiber mixture by cyclone 15 depends, on the one hand, on the minimum amount of steam required for further transportation or further processing of the steam-fiber mixture, and, on the other hand, on the amount of steam that prevents fiber clumping above the permissible values in or after the cyclone 15, and the flow of which can be adjusted using valves 23, 24 and the drain valve 21. The selected amount of steam is preferably at least 2% by mass, particularly preferably at least 10% by weight of steam and preferably not more than 70% by weight, particularly preferably not more than 20% by weight. With this distribution of the steam selected and returned to the system, on the one hand, a significant energy saving is obtained, and on the other hand, reliable further transportation of the fibers after cyclone 15 is still preserved. The steam-fiber mixture may contain, for example, 28% by weight of the steam, and after cyclone - 14% by weight of steam. A difference of 14% by weight of the selected steam, as described above, can be sent to the pre-steamer 1 and / or to the digester 4.

Для запуска установки прежде всего закрывают спускной клапан 8 и установка нагревается до рабочей температуры. Затем спускной клапан 8, расположенный после рафинера 9, открывают частично, в то время как спускной клапан 21, расположенный после циклона 15, открывают полностью, а распределитель 25 волокон устанавливается в направлении пускового циклона 26. После достижения требуемого качества волокон распределитель 25 волокон переключают в направлении сушильной камеры 7. Затем спускной клапан 21, расположенный после циклона 15, медленно закрывают до тех пор, пока давление в циклон 15 не начнет подниматься. После этого спускной клапан 8, расположенный после рафинера 9, полностью открывают, и производится дополнительная регулировка открытия спускного клапана 21. В заключение один из вентилей 23, 24, расположенных после заборной погружной трубы 16, медленно открывают и активируют управление.To start the installation, first of all, close the drain valve 8 and the installation is heated to operating temperature. Then, the drain valve 8, located after the refiner 9, is partially opened, while the drain valve 21, located after the cyclone 15, is fully opened, and the fiber spreader 25 is installed in the direction of the start cyclone 26. After reaching the desired fiber quality, the fiber spreader 25 is switched to the direction of the drying chamber 7. Then, the drain valve 21, located after the cyclone 15, is slowly closed until the pressure in the cyclone 15 begins to rise. After that, the drain valve 8, located after the refiner 9, is fully opened, and the opening of the drain valve 21 is additionally adjusted. Finally, one of the valves 23, 24 located after the intake pipe 16 is slowly opened and control is activated.

Для остановки установки уменьшают расход, и закрывают один или оба открытых вентиля 23, 24. Затем спускной клапан 8, расположенный за рафинером 9, закрывают, и распределитель 25 волокон переключают в направлении пускового циклона 26. Таким образом, установка может быть полностью заглушена.To stop the installation, the flow rate is reduced and one or both open valves 23, 24 are closed. Then the drain valve 8, located behind the refiner 9, is closed and the fiber distributor 25 is switched in the direction of the starting cyclone 26. Thus, the installation can be completely shut off.

Claims

1. Installation for processing fibrous materials, containing a preliminary steamer (1), a digester (4) and a refiner (9), which is connected via a purge pipe (6) to a drying chamber (7), while the purge pipe (6) is located a device (15) for continuously taking part of the steam, and an outlet (16) for the steam to exit the device (15) via a steam line (17, 18, 19) connected to a preliminary steamer (1) and / or to a digester (4), while the device (15) has an open connection with the purge pipe m (6), which provides further transport in the direction of flow, characterized in that said device (15) is a cyclone and the outlet (16) formed by suction dip tube.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a pressure meter (22) is installed in the purge pipe (6) in the flow direction after the device (15).

3. Installation according to claim 2, characterized in that at least one valve (23, 24) is located in the steam line (17), which is connected to a pressure meter (22) with the possibility of pressure regulation.

4. Installation according to claim 2 or 3, characterized in that the steam line (17) branches into the first branch (18) and the second branch (19), while the first branch (18) is connected to the preliminary steamer (1), and the second branch (19) - with a digester (4), and in each branch (18, 19) there is a valve (23, 24), which is connected to a pressure meter (22) with the possibility of pressure regulation.

5. Installation according to claim 4, characterized in that a thermal steam compressor (20) is installed in the second branch (19).

6. Installation according to claim 2, characterized in that a drain valve (21) is installed in the purge pipe (6) after the device (15) and in front of the pressure meter (22).

7. A method of processing fibrous materials, according to which the processed raw materials, such as wood chips, are successively fed to a preliminary steamer (1), a digester (4), a refiner (9) and through a purge pipe (6) to a drying chamber (7), at the same time, from the steam-fiber mixture after the refiner (9) and before the drying chamber (7) in the device (15), a portion of the steam is continuously taken, which is fed to the preliminary steamer (1) and / or to the digester (4), while the steam-fiber mixture from device (15) through open the connection is continuously transferred further to the purge line (6), characterized in that the steam is continuously withdrawn from the steam-fiber mixture under the action of centrifugal force, for example, in a cyclone.

8. The method according to p. 7, characterized in that in the purge pipe (6) after the steam is taken, pressure is measured, and the selected steam, depending on the pressure measurement results, is sent to the preliminary steamer (1) and / or to the digester (4) .

9. The method according to p. 7 or 8, characterized in that before feeding into the digester (4), the pressure of the selected steam is increased.

10. The method according to p. 7, characterized in that the steam-fiber mixture is selected at least 2% by weight, preferably at least 10% by weight of steam.

11. The method according to p. 7, characterized in that the steam-fiber mixture is selected not more than 70% by weight, preferably not more than 20% by weight of steam.