RU2805175C2 - Method for supplying wood chips into preliminary hydrolysis reactor - Google Patents

Abstract

FIELD: cellulose fibre material.

SUBSTANCE: invention is related to hydrolysis treatment and pulping of cellulose fibre material. The pulp and liquid suspension are fed into the preliminary hydrolysis reactor in production of soluble pulp. The suspension is pumped through at least one pump into the reactor. Alkali is supplied to at least one pump to control the pH of the suspension in the range of 7-10. The alkali is fed between the pump housing and the pump impeller.

EFFECT: wear rate of the chip pump is reduced.

7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу гидролизной обработки и варки целлюлозно-волокнистого материала, предпочтительно древесной щепы. В частности, изобретение относится к способу подачи суспензии щепы и жидкости на стадию предгидролиза. The invention relates to a method for hydrolyzing and cooking cellulose-fibrous material, preferably wood chips. In particular, the invention relates to a method for feeding a suspension of wood chips and liquid to the pre-hydrolysis stage.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND AND BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

В обычных системах древесная щепа (или другой целлюлозный или волокнистый материал) подвергается гидролизу в первом котле реактора перед введением во второй котел, например в варочный котел. Одна из таких систем описана в US20080302492. Древесная щепа вводится из блока подачи щепы на верхнее впускное отверстие в котел реактора предварительного гидролиза, где щепа гидролизуется в верхней области котла реактора путем приложения давления и добавления тепловой энергии в котел. Гидролизат экстрагируют из целлюлозного материала через сетчатый фильтр ниже верхней области и в первом котле реактора. Промывочная жидкость вводится в нижнюю область первого котла реактора, где промывочная жидкость подавляет гидролиз целлюлозного материала в нижней области. Промывочная жидкость течет вверх через целлюлозный материал к сетчатому фильтру. Обработанный материал выгружают из нижнего выпускного отверстия котла реактора и вводят в варочный котел для варки материала с получением волокнистой массы.In conventional systems, wood chips (or other cellulosic or fibrous material) are hydrolyzed in a first reactor kettle before being introduced into a second kettle, such as a digester. One such system is described in US20080302492. Wood chips are introduced from the chip feed unit to the top inlet into the pre-hydrolysis reactor boiler, where the wood chips are hydrolyzed in the upper region of the reactor boiler by applying pressure and adding thermal energy to the boiler. The hydrolyzate is extracted from the cellulosic material through a strainer below the top region and in the first reactor kettle. The washing liquid is introduced into the lower region of the first reactor vessel, where the washing liquid suppresses the hydrolysis of the cellulosic material in the lower region. The washing liquid flows upward through the cellulose material to the strainer. The processed material is discharged from the bottom outlet of the reactor boiler and introduced into the digester to cook the material into pulp.

Высокое давление в транспортном устройстве обычно обеспечивает усилие для перемещения щепы вверх к верхнему сепаратору в верхней части реактора предварительного гидролиза и повышения давления сырья до давления, существенно более атмосферного. Транспортным устройством может быть один или несколько последовательно расположенных центробежных насосов, например Turbofeed®, продаваемый компанией Andritz Group. Сырье и жидкость перемещаются из насосов в верхний сепаратор в верхней области котла реактора предварительного гидролиза.The high pressure in the transport device typically provides the force to move the chips up to the overhead separator at the top of the pre-hydrolysis reactor and pressurize the feed to a pressure substantially above atmospheric pressure. The transport device may be one or more centrifugal pumps in series, such as the Turbofeed® sold by the Andritz Group. The raw material and liquid are moved from the pumps to an overhead separator in the upper area of the pre-hydrolysis reactor boiler.

В непрерывном процессе предгидролизной варки целлюлозы обычно в систему подачи щепы подается только вода, чтобы обеспечить достаточное количество жидкости для успешной транспортировки щепы через перевернутый верхний сепаратор в котел предварительного гидролиза. Поскольку щепа после пропаривания в бункере для щепы становится слегка кислой, уровень значения рН в циркуляции подачи обычно составляет около 5. Что касается предгидролиза, то важно избегать щелочных источников в системе подачи, так как это замедлило бы кислотные реакции автогидролиза. Установлено, что слабокислый рН отрицательно влияет на работу насоса для щепы. В кислых условиях "спички" накапливаются между рабочим колесом насоса для щепы и втулкой, и "спички" не размягчаются, также, как и при сильнощелочных условиях (рН 12-14), например в системах варки целлюлозы. Твердые накопленные "спички" начинают создавать трение и износ рабочего колеса и втулки, о чем свидетельствует увеличение нагрузки на двигатель насоса. Обычно в системах кислотной предгидролизной варки целлюлозы скорость износа насоса для щепы в 5-10 раз выше, чем в системах щелочной варки целлюлозы. In a continuous pre-hydrolysis pulping process, only water is typically supplied to the chip feed system to provide sufficient liquid to successfully transport the chips through the inverted overhead separator into the pre-hydrolysis kettle. Since wood chips become slightly acidic after steaming in the wood chip bin, the pH value in the feed circulation is typically around 5. Regarding pre-hydrolysis, it is important to avoid alkaline sources in the feed system as this would slow down the acidic autohydrolysis reactions. A slightly acidic pH has been found to have a negative effect on the performance of the woodchip pump. Under acidic conditions, the "matches" accumulate between the chip pump impeller and the bushing and the "matches" do not soften, as well as under highly alkaline conditions (pH 12-14), such as in pulping systems. The solid accumulated "matches" begin to create friction and wear on the impeller and bushing, as evidenced by increased load on the pump motor. Typically, acid pre-pulping systems have a chip pump wear rate that is 5 to 10 times higher than alkaline pulping systems.

Целью настоящего изобретения является создание способа и системы, в которых скорость изнашивания насоса для щепы может быть снижена.An object of the present invention is to provide a method and system in which the wear rate of a chip pump can be reduced.

Согласно настоящему изобретению, уровень значений рН в системе подачи для предгидролизной варки целлюлозы повышают до диапазона 7-10, предпочтительно 8-9,5 путем добавления белого щелока или другой щелочи для предотвращения износа насоса для щепы. Щелочь предпочтительно добавлять непосредственно в насос для щепы или в насосы для щепы.According to the present invention, the pH value of the pre-hydrolysis pulping feed system is increased to the range of 7-10, preferably 8-9.5 by adding white liquor or other alkali to prevent wear of the chip pump. The alkali is preferably added directly to the chip pump or chip pumps.

Удивительно, но оказалось, что даже очень слабощелочные условия улучшают ситуацию с точки зрения износа насоса. Уже при уровне значений рН 8-9,5 износ насоса для щепы значительно меньше. В то же время для повышения рН системы подачи до вышеуказанного уровня требуется очень небольшое количество щелочи, и отрицательное влияние на автогидролиз очень невелико. Таким образом, скорость износа насоса для щепы может быть значительно снижена путем добавления небольшого количества щелочных химических веществ в систему подачи и путем поддержания рН при циркуляции подачи на уровне 7-10, предпочтительно 8-9,5, без существенных нарушений на стадии предгидролиза. Surprisingly, it turns out that even very slightly alkaline conditions improve the situation in terms of pump wear. Already at a pH value of 8-9.5, wear on the chip pump is significantly less. At the same time, very little alkali is required to raise the pH of the feed system to the above level, and the negative effect on autohydrolysis is very small. Thus, the wear rate of the chip pump can be significantly reduced by adding a small amount of alkaline chemicals to the feed system and by maintaining the feed circulation pH at 7-10, preferably 8-9.5, without significant disturbance in the pre-hydrolysis stage.

В основном для контроля рН могут использоваться любые щелочные химикаты, но наиболее предпочтительны белый щелок или окисленный белый щелок, поскольку эти химикаты уже доступны на целлюлозном заводе (предгидролиз). Щелочь можно разбавить водой, подаваемой в систему подачи.Basically, any alkaline chemicals can be used to control pH, but white liquor or oxidized white liquor are most preferred since these chemicals are already available at the pulp mill (pre-hydrolysis). The lye can be diluted with water supplied to the supply system.

Щелочь добавляется во внутреннюю часть насоса, в котором протекает суспензия щепы. Предпочтительно ее добавляют между корпусом насоса и рабочим колесом насоса. Корпус насоса снабжен трубопроводом и отверстием для ввода щелочи в насос. Насос обычно представляет собой винтовой центробежный насос, имеющий корпус, включающий коническую всасывающую часть корпуса, спиральную часть корпуса, входное отверстие и выходное отверстие. Рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Закрытое рабочее колесо снабжено коническим кожухом, который закреплен по внешней периферии лопасти винта. Насос может быть дополнительно снабжен втулкой между всасывающим корпусом и рабочим колесом. The alkali is added to the inside of the pump where the woodchip slurry flows. Preferably it is added between the pump housing and the pump impeller. The pump housing is equipped with a pipeline and a hole for introducing alkali into the pump. The pump is generally a screw centrifugal pump having a casing including a conical suction casing, a volute casing, an inlet and an outlet. The impeller can be open or closed. The closed impeller is equipped with a conical casing, which is attached to the outer periphery of the propeller blade. The pump can be additionally equipped with a sleeve between the suction casing and the impeller.

Если насос снабжен втулкой, то предпочтительным местом подачи щелочного раствора является зазор или проход между рабочим колесом насоса и втулкой. В этом случае критическая часть насоса соответствует самой высокой концентрации щелочи. Это дает наилучший эффект по снижению износа. If the pump is fitted with a bushing, the preferred location for the caustic solution is the gap or passage between the pump impeller and the bushing. In this case, the critical part of the pump corresponds to the highest alkali concentration. This gives the best effect in reducing wear.

Система подачи щепы может включать в себя один или несколько насосов для подачи щепы. Два или более насоса могут быть соединены последовательно или параллельно. Щелочь обычно добавляют в первый насос в направлении потока щепы. Щелочь также может быть добавлена в другие насосы после первого насоса. The chip supply system may include one or more chip supply pumps. Two or more pumps can be connected in series or in parallel. The alkali is usually added to the first pump in the direction of the chip flow. Alkali can also be added to other pumps after the first pump.

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему системы непрерывного варения целлюлозы, содержащей подачу щепы, реактор гидролиза и реактор непрерывного варки, где может быть применено настоящее изобретение.Fig. 1 is a schematic diagram of a continuous pulping system comprising a chip feed, a hydrolysis reactor and a continuous digestion reactor in which the present invention can be applied.

На фиг. 2 показан вид сбоку шнекового центробежного насоса для перекачки щепы.In fig. Figure 2 shows a side view of a screw centrifugal pump for pumping wood chips.

На фиг. 3 а, b и c показан местный разрез винтовых центробежных насосов.In fig. 3 a, b and c shows a local section of screw centrifugal pumps.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В двухреакторной системе котлов пар вводится в верхнюю часть обоих котлов для целей нагрева и повышения давления. Гидролиз происходит в первом котле реактора. Сетчатые фильтры в первом котле реактора удаляют гидролизат по мере того, как древесная щепа, введенная в верхнюю часть первого котла, проходит через котел и попадает в нижний экстракционный порт этого котла. In a two-reactor boiler system, steam is introduced into the top of both boilers for heating and pressurizing purposes. Hydrolysis occurs in the first reactor boiler. Mesh filters in the first reactor kettle remove hydrolyzate as wood chips introduced into the top of the first kettle pass through the kettle and enter the lower extraction port of that kettle.

Второй котел реактора представляет собой непрерывный варочный котел, такой как паровой или парофазный варочный котел. Первый и второй котлы реактора могут быть практически вертикальными, иметь высоту не менее 30 метров, например 50-70 метров, входное отверстие в верхней части котла и выходное отверстие вблизи дна котла. Тепловая энергия, добавляемая к котлам реактора, может поступать в виде сжатого пара под атмосферным давлением или выше. The second reactor boiler is a continuous digester, such as a steam or vapor phase digester. The first and second reactor boilers can be practically vertical, have a height of at least 30 meters, for example 50-70 meters, with an inlet at the top of the boiler and an outlet near the bottom of the boiler. Thermal energy added to the reactor boilers may come in the form of compressed steam at atmospheric pressure or higher.

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему образцовой системы подачи щепы и переработки целлюлозы, содержащей систему подачи щепы 24, первый котел реактора 10 (реактор гидролиза) и непрерывный варочный котел 12. Первый котел реактора включает в себя перевернутый верхний сепаратор 14, который принимает суспензию целлюлозного материала и жидкость из обычного блока подачи щепы 24 по линии подачи щепы 26.Fig. 1 is a schematic diagram of an exemplary chip feed and pulp processing system comprising a chip feed system 24, a first reactor kettle 10 (hydrolysis reactor), and a continuous digester 12. The first reactor kettle includes an inverted overhead separator 14 that receives a slurry of cellulosic material and liquid from the conventional chip supply unit 24 through the chip supply line 26.

Щепа транспортируется по линии подачи щепы 11 и подается по шнековому конвейеру 13 в бункер для щепы 16. Бункер для щепы 16 может быть обычным бункером для щепы, таким как бункер для щепы Diamondback®, поставляемый компанией Andritz Group. Пар низкого давления может быть добавлен через паропровод в бункер для щепы, так что температура и давление щепы в бункере для щепы могут контролироваться. The chips are transported through a chip feed line 11 and fed via a screw conveyor 13 into a chip hopper 16. The chip hopper 16 may be a conventional chip hopper, such as the Diamondback® chip hopper available from the Andritz Group. Low pressure steam can be added through a steam line to the wood chip hopper, so that the temperature and pressure of the wood chips in the wood chip hopper can be controlled.

Бункер для щепы 16 соединен с двухшнековым дозатором щепы 18 и желобом для щепы 20. Горячая вода добавляется по трубам 28 и 30 к щепе в желобе 20 для образования суспензии щепы. The chip hopper 16 is connected to a twin screw chip feeder 18 and a chip chute 20. Hot water is added through pipes 28 and 30 to the chips in the chute 20 to form a chip slurry.

Отделенная жидкость, выгружаемая из верхнего сепаратора 14 и отводимая в трубу 30, может быть смешана с горячей водой. Смесь течет по трубе 30 к трубе для щепы 20. Смесь жидкости, выпускаемой из верхнего сепаратора 14, и горячей воды 28 контролируется так, чтобы она находилась при температуре ниже нормальной температуры гидролиза, например, предпочтительно 170°С щепы. Температура воды и жидкости, выпускаемой из верхнего сепаратора, предпочтительно находится в диапазоне от 100°C до 120°C. The separated liquid discharged from the upper separator 14 and discharged into the pipe 30 may be mixed with hot water. The mixture flows through pipe 30 to the chip pipe 20. The mixture of liquid discharged from the upper separator 14 and hot water 28 is controlled to be at a temperature below the normal hydrolysis temperature, for example, preferably 170°C of the chips. The temperature of the water and liquid discharged from the upper separator is preferably in the range of 100°C to 120°C.

Для подачи щепы в первый котел реактора суспензию целлюлозного материала перекачивают через один или несколько насосов 22 (например, систему TurboFeed™, продаваемую компанией Andritz Group) в верхний сепаратор первого реактора.To supply chips to the first reactor kettle, a slurry of cellulosic material is pumped through one or more pumps 22 (eg, the TurboFeed™ system sold by the Andritz Group) into the upper separator of the first reactor.

Первый котел реактора 10 может управляться на основе одного или обоих значений давления и температуры в сосуде. Регулирование давления может осуществляться посредством регулируемого потока пара через паропровод 32 или дополнительно инертного газа, добавляемого в первый котел реактора. Газовая верхняя область в первом котле реактора находится выше верхнего уровня столба щепы. The first boiler of the reactor 10 may be controlled based on one or both of the vessel pressure and temperature. Pressure control can be accomplished by a controlled flow of steam through steam line 32 or by additionally inert gas added to the first reactor boiler. The gas top region in the first reactor boiler is located above the top level of the wood chip column.

Пар в линию 32 подается при температуре выше нормальной температуры гидролиза, например 170°С, чтобы обеспечить гидролиз целлюлозной суспензии в первом котле реактора. Пар добавляется контролируемым образом, что, по крайней мере частично, способствует гидролизу в первом котле реактора. Пар добавляется по линиям 32 в верхнюю часть первого котла реактора или вблизи нее, например, в паровую фазу котла. Пар, вводимый в первый котел реактора, повышает температуру целлюлозной суспензии до или выше нормальной температуры гидролиза, например выше 150°C. Steam is supplied to line 32 at a temperature above the normal hydrolysis temperature, for example 170° C., to cause hydrolysis of the cellulose slurry in the first reactor kettle. Steam is added in a controlled manner, which at least partially promotes hydrolysis in the first reactor boiler. Steam is added via lines 32 to or near the top of the first reactor boiler, for example, in the steam phase of the boiler. Steam introduced into the first reactor pot raises the temperature of the cellulose suspension to or above the normal hydrolysis temperature, for example above 150°C.

Суспензия целлюлозного материала, подаваемая в перевернутый верхний сепаратор 14 в первом котле реактора, может иметь избыточное количество жидкости для облегчения потока через транспортную трубу 26. Попав в котел, лишняя жидкость удаляется по мере прохождения суспензии через верхний сепаратор 14. Избыточная жидкость, удаленная из сепаратора, возвращается по трубе 30 в систему подачи щепы, например в трубу 20 для щепы, и вновь вводится в суспензию для транспортировки целлюлозного материала в верхнюю часть первого котла. The slurry of cellulosic material fed to the inverted overhead separator 14 in the first reactor kettle may have excess liquid to facilitate flow through the transfer tube 26. Once in the kettle, the excess liquid is removed as the slurry passes through the upper separator 14. Excess liquid removed from the separator , is returned through pipe 30 to a chip supply system, such as chip pipe 20, and reintroduced into slurry to transport the cellulosic material to the top of the first kettle.

Верхний сепаратор 14 сбрасывает щепу или другой твердый целлюлозный материал в жидкую фазу (ниже верхней колонны щепы) первого котла реактора. Верхний сепаратор выталкивает материал из верхней части перевернутого сепаратора 14 в газовую фазу. Выталкиваемый материал может попадать через газовую фазу в котел и в верхний столб щепы из щепы и жидкости, содержащейся в первом котле реактора. Температура в газовой фазе (если такая фаза имеется) и в первом котле реактора 10 находится на уровне или выше нормальной температуры гидролиза, например, на уровне или выше 170°С. Суспензия целлюлозного материала постепенно стекает вниз через первый котел реактора. По мере того, как материал продвигается через котел, новый целлюлозный материал и жидкость добавляются к верхней поверхности из верхнего сепаратора. The upper separator 14 discharges wood chips or other solid cellulosic material into the liquid phase (below the top wood chip column) of the first reactor boiler. The upper separator pushes material from the top of the inverted separator 14 into the gas phase. The ejected material may enter through the gas phase into the boiler and into the upper column of chips from the chips and liquid contained in the first reactor boiler. The temperature in the gas phase (if any) and in the first boiler of the reactor 10 is at or above the normal hydrolysis temperature, for example, at or above 170°C. The suspension of cellulosic material gradually flows down through the first reactor boiler. As the material moves through the kettle, new cellulosic material and liquid are added to the top surface from the upper separator.

Гидролиз происходит в первом котле реактора 10, где температура поддерживается на уровне или выше нормальной температуры гидролиза. Гидролиз будет происходить при более низкой температуре, например, ниже 150°С при добавлении кислоты, но предпочтительно гидролиз происходит при высоких температурах, выше 150 до 170°С, используя только воду и рециркулируемую жидкость из верхнего сепаратора первого котла реактора. Гидролизат удаляют через сетчатый фильтр 36 или набор множества слоев сетчатых фильтров 36. Сетчатый фильтр (не показан) может быть расположен в нижней области реактора 10, где гидролиз происходит практически над фильтром. На фиг. 1 экстракционный фильтр 36 расположен в верхней части реактора таким образом, чтобы из реактора удалялось меньше обработанного гидролизата. Время удерживания на стадии гидролиза перед экстракцией обычно составляет 60-80 минут, но на фиг. 1 сетчатый фильтр 36 располагается уже после выдержки 10-40 минут, предпочтительно 20-30 минут. Реакции гидролиза завершаются за фильтром 36. Под фильтром 36 может быть установлен дополнительный фильтр(ы) для удаления гидролизата.Hydrolysis occurs in the first boiler of the reactor 10, where the temperature is maintained at or above the normal hydrolysis temperature. Hydrolysis will occur at lower temperatures, for example below 150°C with the addition of acid, but preferably hydrolysis occurs at high temperatures, above 150 to 170°C, using only water and recycle liquid from the upper separator of the first reactor boiler. The hydrolyzate is removed through a strainer 36 or a plurality of layers of strainers 36. A strainer (not shown) may be located in the lower region of the reactor 10 where hydrolysis occurs substantially above the filter. In fig. 1, the extraction filter 36 is located at the top of the reactor so that less processed hydrolyzate is removed from the reactor. The retention time in the hydrolysis step before extraction is typically 60-80 minutes, but in FIG. 1 mesh filter 36 is positioned after holding for 10-40 minutes, preferably 20-30 minutes. The hydrolysis reactions are completed behind the filter 36. Additional filter(s) may be installed below the filter 36 to remove the hydrolyzate.

Гидролизат - это продукт гидролиза. Гидролизат удаляется через экстракционный фильтр 36 и подается в трубу 38. Гидролизат или его часть могут быть извлечены посредством обычной системы извлечения гидролизата. Hydrolyzate is a product of hydrolysis. The hydrolyzate is removed through an extraction filter 36 and fed into a pipe 38. The hydrolyzate, or a portion thereof, may be recovered by a conventional hydrolyzate recovery system.

Количество жидкостей, добавляемых в суспензию щепы в желобе для щепы 20, можно регулировать, чтобы избежать чрезмерных изменений рН суспензии щепы, например, чтобы избежать чрезмерного щелочного или чрезмерно кислого превращения суспензии. Добавление жидкости к целлюлозному материалу в трубе для щепы 20 способствует транспортировке материала шлама щепы через насосы для щепы 22 и через трубы для шлама щепы 26, проходящие между желобом для щепы 20 и верхним сепаратором 14 первого котла реактора 10. The amount of liquids added to the chip slurry in the chip trough 20 can be adjusted to avoid excessive changes in the pH of the chip slurry, for example, to avoid making the slurry too alkaline or too acidic. The addition of liquid to the cellulosic material in the chip pipe 20 facilitates the transport of the chip slurry material through the chip pumps 22 and through the chip slurry pipes 26 extending between the chip chute 20 and the upper separator 14 of the first boiler of the reactor 10.

Обработанная щепа выгружается через днище 34 котла реактора предварительного гидролиза 10 и направляется по трубе 40 транспортировки щепы в верхний сепаратор 42, например, перевернутый верхний сепаратор, варочного котла 12 непрерывного действия. The treated chips are discharged through the bottom 34 of the boiler of the pre-hydrolysis reactor 10 and are sent through the chip transport pipe 40 to the upper separator 42, for example, the inverted upper separator, of the continuous digester 12.

Дополнительная жидкость из трубы 48 может быть добавлена на дно первого котла реактора. Дополнительная жидкость может быть извлечена из верхнего сепаратора 42 второго котла реактора 12. Дополнительная жидкость может быть рециркулирована путем перекачки (через насос 50) на дно 36 первого котла в составе жидкости, используемой для содействия выгрузке щепы из первого котла. Белый щелок добавляют по линиям 44 и 46 в трубу 48 и далее на дно первого реактора.Additional liquid from pipe 48 may be added to the bottom of the first reactor pot. Additional liquid may be recovered from the upper separator 42 of the second boiler of the reactor 12. The additional liquid may be recycled by pumping (via pump 50) to the bottom 36 of the first boiler as part of the liquid used to assist in the discharge of chips from the first boiler. White liquor is added through lines 44 and 46 into pipe 48 and then to the bottom of the first reactor.

Пар может быть добавлен по трубе 52 в верхнюю часть варочного котла 12. Steam may be added via pipe 52 to the top of digester 12.

Компоненты варочного раствора, например, белый щелок 44, добавляются сверху, например, в перевернутый верхний сепаратор 42 второго котла реактора 12. Часть этих компонентов варочного раствора может быть введена в циркуляционную линию 48, извлекающую щелок из верхнего сепаратора 42 и добавляющую щелок в нижнюю часть первого котла реактора. Белый щелок добавляют в верхний сепаратор второго котла реактора 12 для содействия смешиванию щелока с целлюлозным материалом в сепараторе и перед тем, как смесь материала и щелока выгружается из сепаратора во второй котел реактора.Cooking liquor components, such as white liquor 44, are added from above, for example, to the inverted upper separator 42 of the second boiler of reactor 12. A portion of these cooking liquor components may be introduced into a circulation line 48 that removes liquor from the upper separator 42 and adds liquor to the lower portion. the first reactor boiler. White liquor is added to the upper separator of the second reactor kettle 12 to assist in mixing the liquor with the cellulosic material in the separator and before the material/liquor mixture is discharged from the separator into the second reactor kettle.

Температура в варочном котле 12 повышается и регулируется добавлением пара 52 среднего давления и, возможно, воздуха или инертного газа. Варочный котел может быть котлом паровой фазы или гидравлической фазы, работающим под давлением, которое находится в равновесии с давлением в котле реактора предварительного гидролиза 14. Давление в нижней части котла реактора предварительного гидролиза представляет собой комбинацию среднего давления пара и гидравлического давления столба щепы и жидкости в котле 14. Это комбинированное давление больше, чем давление в верхней части варочного котла, которое может быть под давлением пара среднего давления 52. Перепад давления между дном котла реактора предварительного гидролиза и верхней частью варочного котла перемещает исходный материал по линии 40. Кроме того, там, где используется гидравлический варочный котел, может применяться циркуляция тепла для нагрева исходного материала до желаемой температуры варки.The temperature in digester 12 is raised and controlled by the addition of medium pressure steam 52 and optionally air or inert gas. The digester may be a vapor phase or hydraulic phase boiler operating at a pressure that is in equilibrium with the pressure in the prehydrolysis reactor boiler 14. The pressure at the bottom of the prehydrolysis reactor boiler is a combination of the average steam pressure and the hydraulic pressure of the chip and liquid column in boiler 14. This combined pressure is greater than the pressure at the top of the digester, which may be under medium pressure steam pressure 52. The pressure difference between the bottom of the prehydrolysis reactor boiler and the top of the digester moves the feed material along line 40. Additionally, there where a hydraulic digester is used, heat circulation may be used to heat the feed material to the desired digestion temperature.

Варочный котел 12 может иметь несколько зон одновременного и противоточного течения. Верхняя зона варки 54 может иметь одновременный поток исходного материала и щелока. Часть черного щелока извлекается через сита 62 в нижней части верхней зоны варки. Извлеченный черный щелок течет по линии 68 для обеспечения тепловой энергией дистилляционного куба 70. Чистый пар низкого давления, образующийся в дистилляционном кубе, проходит по линии 72 для подачи тепловой энергии в бункер для щепы 16. Черный щелок течет из дистилляционного куба в фильтр для черного щелока 74. Отфильтрованный щелок поступает в резервуары со слабым черным щелоком для дальнейшей обработки в системе испарения черного щелока. Другие системы рекуперации тепла, которые рекуперируют тепло из горячего черного щелока, такие как испарительные резервуары и теплообменники, могут использоваться вместе с испарительным резервуаром 70 или вместо него.The digester 12 may have several zones of simultaneous and countercurrent flow. The upper cooking zone 54 may have a simultaneous flow of feed material and liquor. A portion of the black liquor is recovered through 62 screens at the bottom of the upper cooking zone. The recovered black liquor flows through line 68 to provide thermal energy to the still still 70. The low pressure clean steam generated in the still passes through line 72 to provide thermal energy to the chip bin 16. The black liquor flows from the still to the black liquor filter. 74. The filtered liquor enters the weak black liquor tanks for further processing in the black liquor evaporation system. Other heat recovery systems that recover heat from hot black liquor, such as flash tanks and heat exchangers, may be used in conjunction with or instead of flash tank 70.

В средней зоне варки 56 исходный материал продолжает двигаться вниз, и противопоток черного щелока течет вверх через зону 56. Дополнительный щелок извлекается через фильтр (фильтры) 64 в трубу 68’. Белый щелок 44 может быть добавлен в поток черного щелока. Объединенные потоки черного щелока и белого щелока возвращаются в варочный котел через центральную трубу 82, которая добавляет объединенную жидкость на фильтры 64 или до них.In the middle digestion zone 56, the feed material continues to move downward and a countercurrent of black liquor flows upward through zone 56. Additional liquor is recovered through filter(s) 64 into pipe 68'. White liquor 44 may be added to the black liquor stream. The combined black liquor and white liquor streams are returned to the digester through a central pipe 82, which adds the combined liquid to or before the filters 64.

Скорость, с которой комбинированный поток добавляется через центральную трубу 82, и скорость, с которой щелок извлекается через фильтры 62 и 64, регулируются таким образом, что щелок течет вверх через среднюю зону варки и вниз через нижнюю зону варки 58. Нижняя зона варки может иметь длину зоны в треть, в половину или более от высоты варочного котла 16.The rate at which the combined stream is added through the central pipe 82 and the rate at which liquor is withdrawn through filters 62 and 64 are controlled such that the liquor flows up through the middle cooking zone and down through the lower cooking zone 58. The lower cooking zone may have the length of the zone is one third, half or more of the height of the digester 16.

Промывочная зона 60 на дне варочного котла промывает исходный материал для извлечения черного щелока. Промывочный раствор 84 течет по промывочной линии в нижнюю область промывочной зоны и через центральную трубу 82 в промывочную зону. По мере того, как промывочный раствор течет вверх через зону промывки, черный щелок и другие химические вещества в исходном материале увлекаются, текут вверх и извлекаются через фильтр 66.A wash zone 60 at the bottom of the digester washes the feed material to recover the black liquor. Wash solution 84 flows through a wash line into the lower region of the wash zone and through a central pipe 82 into the wash zone. As the wash solution flows upward through the wash zone, the black liquor and other chemicals in the feed material are entrained, flow upward, and are recovered through the filter 66.

Нижний разгрузочный блок 78 выгружает промытый исходный материал из варочного котла по линии 80 в продувочный бак (не показан). Давление исходного материала сбрасывается в продувочный бак. Из выгрузки продувочного бака исходный материал, который теперь представляет собой растворенную целлюлозу, перекачивается на дальнейшую обработку, такую как оборудование для промывки сульфатной целлюлозы (не показана). The lower discharge unit 78 discharges the washed feed material from the digester via line 80 into a purge tank (not shown). The feed pressure is released into the purge tank. From the purge tank discharge the feed material, which is now dissolved pulp, is pumped to further processing such as kraft pulp washing equipment (not shown).

На фиг. 2 показан вид сбоку типичного шнекового центробежного насоса для перекачки щепы. Насос имеет корпус 202 и винтовое рабочее колесо 208, а также входное отверстие 204 и выходное отверстие 206 для суспензии щепы и жидкости. Рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Закрытое рабочее колесо снабжено коническим кожухом 210, который закреплен по внешней периферии лопасти винта. Насос может быть дополнительно снабжен втулкой между всасывающим корпусом и рабочим колесом (фиг. 3). In fig. Figure 2 shows a side view of a typical screw centrifugal pump for transferring wood chips. The pump has a housing 202 and a helical impeller 208, as well as an inlet 204 and an outlet 206 for a slurry of chips and liquid. The impeller can be open or closed. The enclosed impeller is provided with a conical casing 210, which is secured to the outer periphery of the propeller blade. The pump can be additionally equipped with a sleeve between the suction housing and the impeller (Fig. 3).

На фиг. 3а, b и c показаны местные разрезы винтовых центробежных насосов. In fig. 3a, b and c show local sections of screw centrifugal pumps.

На фиг. 3а насос 300 имеет всасывающую часть корпуса 302, износное кольцо 304, закрытое винтовое рабочее колесо 306 и втулку 308 между всасывающим корпусом и рабочим колесом. Насос дополнительно имеет вход 320 и выход 322 для потока суспензии щепы. Во всасывающем корпусе расположены отверстие 310 и трубопровод 312 для подачи щелочи 314 в насос. Щелочь направляется в зазор 316 между рабочим колесом и втулкой 308, в котором щелочь и суспензия щепы вступают в контакт, и рН суспензии возрастает. Таким образом, скорость износа насоса может быть снижена.In fig. 3a, pump 300 has a suction casing 302, a wear ring 304, a closed helical impeller 306, and a sleeve 308 between the suction casing and the impeller. The pump additionally has an inlet 320 and an outlet 322 for the flow of wood chip suspension. An opening 310 and a conduit 312 are located in the suction body for supplying alkali 314 to the pump. The alkali is directed into the gap 316 between the impeller and the sleeve 308, where the alkali and the chip slurry come into contact and the pH of the slurry increases. In this way, the wear rate of the pump can be reduced.

На фиг. 3b между всасывающим корпусом 302b и закрытым рабочим колесом 318 нет втулки. В этом случае щелочь 314 вводится в зазор 316b между рабочим колесом 318 и всасывающим корпусом 302b.In fig. 3b, there is no bushing between the suction body 302b and the closed impeller 318. In this case, alkali 314 is introduced into the gap 316b between the impeller 318 and the suction body 302b.

На фиг. 3с рабочее колесо 320 открыто. Щелочь 314 направляется между рабочим колесом 320 и втулкой 308с.In fig. 3c impeller 320 is open. The alkali 314 is directed between the impeller 320 and the sleeve 308c.

Хотя изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом осуществления, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться раскрытым вариантом осуществления, а, напротив, предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных механизмов, включенных в дух и объем прилагаемой формулы изобретения.Although the invention has been described in connection with what is now considered the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not intended to be limited to the disclosed embodiment, but rather is intended to cover various modifications and equivalent mechanisms included in the spirit and the scope of the attached claims.

Claims (7)

1. Способ подачи суспензии щепы и жидкости в реактор предгидролиза при производстве растворимой целлюлозы, в котором суспензию перекачивают посредством по меньшей мере одного насоса в реактор, отличающийся тем, что щелочь подают по меньшей мере в один насос для регулирования рН суспензии в диапазоне значений 7-10, где щелочь подают между корпусом насоса и рабочим колесом насоса.1. A method for feeding a suspension of wood chips and liquid into a pre-hydrolysis reactor in the production of dissolving cellulose, in which the suspension is pumped through at least one pump into a reactor, characterized in that alkali is supplied to at least one pump to regulate the pH of the suspension in the range of 7- 10, where alkali is supplied between the pump housing and the pump impeller. 2. Способ по п. 1, в котором щелочь подают во внутреннюю часть насоса.2. The method according to claim 1, in which the alkali is supplied to the inside of the pump. 3. Способ по пп. 1 или 2, в котором насос представляет собой шнековый центробежный насос, снабженный втулкой, в котором щелочь вводят в зазор или проход между рабочим колесом и втулкой.3. Method according to paragraphs. 1 or 2, in which the pump is a screw centrifugal pump equipped with a sleeve in which alkali is introduced into the gap or passage between the impeller and the sleeve. 4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором диапазон значений рН составляет 8-9,5.4. Method according to any one of paragraphs. 1-3, in which the pH range is 8-9.5. 5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором щелочь подводят к насосу через трубопровод и отверстие в стенке корпуса насоса. 5. Method according to any one of paragraphs. 1-4, in which alkali is supplied to the pump through a pipeline and a hole in the wall of the pump housing. 6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором рабочее колесо открыто или закрыто.6. Method according to any one of paragraphs. 1-5, in which the impeller is open or closed. 7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором щелочь представляет собой белый щелок или окисленный белый щелок.7. Method according to any one of paragraphs. 1-6, wherein the alkali is white liquor or oxidized white liquor.