SE532085C2 - Kokarkärl för en kontinuerlig kokare - Google Patents

Description

25 30 och belastning på miljön.

Uppfinningen skall närmare beskrivas i följande exemplifierande utföringsform på ett normal stort modernt kontinuerligt kokeri.

Figurbeskrivning Figur 1 visar principiellt ett kokarkärl för en kontinuerlig kokare.

Figur 2 visar en övergång i kokarkärlet Figur 3 visar en alternativ övergång i kokarkärlet Detalierad beskrivninq av uppfinningen l figur 1 visas en typisk kokare där för jämförelsens skull man antar att det är en konventionell kokare med en kapacitet pà 3000 ton massa per dag. Kokarkärlet står under övertryck på minst 2 bar och temperaturen i kokarens behandlings zoner överstiger 80°C och skiljer sig mellan åtminstone 2 behandlings zoner med mer än 10 °C.

För denna representativa kokare så är måtten (Diameter * Höjd) på zonerna: Z1 = 10,8 * 13,5 meter Z2 = 10,5 * 15,5 meter Z3 = 5,2 * 13,3 meter Om kokaren designas enligt PED, EN13445, med materialkvaliten 1.4462 och designtemperatur på 200°C, fås följande materialvärden: o Brottgräns; Rm: = 640 MPa fört > 12mm = 445 MPa fört > 12mm o Sträckgräns vid 200°C; Rpozr = 315 MPa ~ Stràckgräns; Rpoz: I kokaren har en kontinuerlig kokprocess etablerats där process temperaturerna för respektive zon motsvarar; Z1 = 100°C Z2 = 150°C 23 = 200°C Zon Z1 är i denna antagna kokare en tvätt- och nedkylningszon 10 15 20 25 30 E35 3 inför utmatningen från kokaren, där den kokta massan tvättas och kyls ned med tvättfiltrat WUQ som tillsättes munstycken Nj, Ng i kokarens botten samt vätska som introducerats via centralrör Cj i kokarcirkulationen CC1 fràn silen SCj.

Som indikerats kan vätskan i cirkulationen CC1 modifieras i temperatur genom att dra av ett flöde FOUT i form av värme och/eller vätska, samt tillsätta ett flöde FIN i form av kylning och/eller vätska. l detta fall etableras en temperatur på 100°C i zonen Z1.

Zon Z2 är i denna antagna kokare själva kokzonen där en jämn koktemperatur etablerats. lnför kokningen kan vedflisen tempereras genom tillsättning av kokvätska som introducerats via centralrör G2 i kokarcirkulationen CC2 från silen SCZ.

Som indikerats kan vätskan i cirkulationen CC2 modifieras i temperatur genom att dra av ett flöde FOUT i form av värme och/eller vätska, samt tillsätta ett flöde FjN i form av kylning och/eller kokvätska. l detta exempel etableras en temperatur på 150°C i zonen Z2.

Zon Z3 äri denna antagna kokare en uppvärmningszon där flisen CHlN som matas in till kokaren värms upp genom tillsättning av mättad eller överhettad ånga ST. lnför inmatningen kan även vedflisen tempereras genom olika behandlingar innan kokaren. l detta exempel etableras en temperatur på upp till 200°C i zonen Z3.

Om man enligt uppfinningen delar in kokaren i tre delar eller temperaturzoner, där ovan angivna processtemperaturer i zonerna användes som design temperatur för respektive del, erhålles följande dimensionerande sträckgränsen ø Sträckgräns Zon 1 (100°C); Rpm: = 360 MPa o Sträckgräns Zon 2 (150°C); RPM: = 335 MPa o Sträckgräns Zon 1 (200°C); Rpm: = 315 MPa Plåttjockleken är proportionerlig mot sträckgränsen enligt K rm = R p0.2 vilket skulle ge följande förhållande: RpO2ny R _ _ pO.2 nu var ande '_ j? i tmimty _ tminnzuvarande t min, nu var ande trnín, ny p0.2nu var ande pO.2ny 10 15 20 25 30 älfišíi 4 Zon 1: Piàiijeekieken minskas iiii fm", flmänuvflaudz viikei innebär 875% ev den tidigare tjockleken Zon 2: å-š = 0.940, dvs 94% ev iidigere tjocklek.

Zon 3: Samma plàttjocklek som om hela kokaren dimensionerats för 200°C. l jämförelse med den antagna kokaren med en kapacitet pà 3000 ton massa per dag så erhålls följande dimensioneringar av kokarkärlets plåttjocklek om hela kokaren dimensioneras efter 200°C: - Zon 1 ca 13.5m med diametern 10.8m och med plåttjockleken 32mm.

- Zon 2 ca 155m med diametern 10.5m och med plåttjockleken 27mm samt en konisk del på höjden 13m med medeldiametern 7.7m och en ungefärlig plàttjocklek av 20mm (medeltjocklek).

- Zon 3 ca 133m med diametern 5.2m men kommer inte att vara aktuell för någon kostnadsbesparing enligt den här beräkningsmodellen.

Plåtätgång: Konventionell design: Zon1: Design enligt uppfinningen: 10.s11-0.032-13.5 = 146571113 Zon 2: 10.811 - 0.032 - 0375-135 = 128251113 10.511 - 0.027 - 15.5 + 7.711 - 0.020 - 13 = 20094111* 20.094 - 0.94 = 1813881113 Besparing av plåtvolym: Zon 1: 14.657 -12825 = 1832111” Zon 2: 20.094 -isßss = 12061113 10 15 20 25 30 sei: Total besparing av plåtvolym: 1.832 +1.206 = 3.O38m3 Kostnaden för stålkvaliten 1.4462 (2205) är ca: 50:-/kg och densiteten är 7850kg/m3, vilket ger en kostnadsbesparing på 3038-785050 = 1192000:- SEK.

ALTERNATlV STÅLKVALITET l KOKARKÄRLET Med exakt samma utformning av kokaren men med stàlkvaliten 1.4162, LDX 2101 istället för 1.4462 (2205) skulle den nya designen bli följande: Zon 1: 14.657~É9_5=11.s46m3 365 Zon 2: 20094393 =1s.239m3 325 Besparing av plåtvolym: Zon 1: 14.657 -11846 = 28111113 Zon 2: 20.094 -18239 = 111551113 Total besparing av plåtvolym: 2.s11+1.s55 = 4.666,1? Kostnaden för materialkvalitén 1.4162 (LDX 2101) är ca: 30 SEK/kg och densiteten är 7850kg/m3, vilket ger en kostnadsbesparing på 4666-785030 = 10990001- SEK. l ovan exempel har visats vilken substantiell kostnadsbesparing som kan erhållas med olika materialkvalitéer i kokarkärtet. l exemplet har antagits en kokprocess där zonerna Z1,Z2 samt Z3 vid drift etablerar temperaturer på 100, 150 respektive 200°C. Uppfinningen kan dock implementeras på alla kokprocesser där man har åtminstone 2 skilda temperaturzoner.

Exempelvis kan även kokarkärlet optimeras pà samma sätt om Z3 är en làgtempererad impregneringszon i ett en-kärls kokeri enligt Metso Fiber Karlstads koncept att få en làgtempererad impregnering så att flisen blir välimpregnerad och rejekthalterna "Japanese Cooking“, där man strävar 10 15 20 in lä C22 Ü; låïl 6 i den kokta massan minimeras. Koktekniken ”Japanese Cooking” patentsöktes av Kamyr AB tillsammans med Japanska företaget Jujo redan 1971 (JP,A,65874l71; JP,B,108820).

En annan variant är att 2 av de exemplifierade zonerna, Z1&Z2 eller Z2lZ3, kan ha en i allt väsentligt likartad temperaturnivå men skild från den tredje zonen.

Givetvis är besparingarna proportionella mot designtemperatur på de olika delarna. nivån på skillnaden i l figur 2 visas hur en övre kokarkärlsvägg 30 i en zon 23 kan sammanfogas med en underliggande kokarvägg 20 genom ett konventionellt svetsförband 1.

Denna övergång sker lämpligen i samband med en diameterökning av tryckkärlet i anslutning till en kokarcirkulation, där ett silparti S02 för avdrag av kokvätska sitter emellan delarna. l denna utföringsform utgöres de olika delarna av partier av kokarkärlet med successivt ökande diameter på delarna sett från den övre delen och till den undre delen.

I figur 3 visas en annan variant där en övre kokarkärlsvägg 30 i en zon Z3 kan sammanfogas med en underliggande kokarvägg 20 genom ett konventionellt flänsförband där väggarna förses med flänsar 3 som hålls samman med ett bultförband 2.

Claims (1)

10 15 20 25 PATE NTKRAV

1. Kokarkärl för en kontinuerlig kokare använd vid tillverkning av cellulosamassa, där kokarkärlet har ett inlopp itoppen på kokarkärlet och ett utlopp i botten på kokarkärlet, där vedmaterial inmatas till inloppet för att i kokarkärlet för undergå behandling i minst 2 skilda behandlings zoner (21, Z2, Z3) etablerade i kokarkärlet, där kokarkärlet står under övertryck på minst 2 bar och där temperaturen i behandlings zonerna överstiger 80°C och skiljer sig mellan åtminstone 2 behandlingszoner med mer än 10 °C kännetecknat av att kokarkärlets väggtjocklek dimensioneras i respektive behandlingszon (Z1, Z2, 23) efter den värmepåkänning som etableras i respektive behandlingszon, varvid kokarkärlet klassas som minst 2 olika delar, en övre del och en undre del av kokarkärlet, med olika temperaturlaster för dessa delar. _ Kokarkärl enligt patentkrav 1 kännetecknat av att kokarkärlet klassas som minst 3 olika delar (Z1, Z2, Z3), en övre del (Z3) en mittre del (Z2) och en undre del (Z1) av kokarkärlet, med olika temperaturlaster mellan närliggande delar av kokarkärlet. . Kokarkärl enligt något av ovanstående patentkrav kännetecknat av att de olika delarna avgränsas mellan varandra genom kokarcirkulationer, där ett silparti (S01, S62) för avdrag av kokvätska sitter emellan delarna. . Kokarkärl enligt enligt patentkrav 3 kännetecknat av att de olika delarna utgöres av partier av kokarkärlet med successivt ökande diameter på delarna sett från den övre delen och till den undre delen.