SE537483C2 - Förfarande och anordning för rengöring av lignocellulosamaterial under impregnering - Google Patents

Abstract

537 483 S14 vid den forsta ande och eventuellt rengora S30 den extraherade vatskan och aterinfora S40 atminstone den rengjorda extraherade vatskan kammaren for att hstadkomma ett flode av vatskan i kammaren. Tekniken kan anvandas for att processa vatten- och for flistvat i flistvattutrusningen. Aven om foreliggande uppfinning huvudsakligen beskriver flisrengoring i en impregneringsanordning kan samma grundlaggande forfarande anvandas for andra delar av flisprocesslinjen och for andra typer av lignocellulosamaterial. Uppfinningen kan sarskilt enkelt anpassastillredanexisterandeflistvatutrustningien massabearbetningsfabrik. Genom att introducera ett motriktat flode av vatska t.ex. vatten i en flistvatttank, vilket underldttar avlagsnande av orenheter fran flisen, och gOr det mojligt att extrahera och rengora vattnet innan det aterinfors i kammaren kan flisen tvatas mer effektivt. Sammanfattningsvis innebar huvudiden i foreliggande uppfinning att andra processen sa att impregneringsvatskan och potentiellt varje tillsatt vatska tillsatts i den byre delen av kammaren och overflodig vatska extraheras i botten. Vaskan cirkuleras sedan i en sluten krets genom ett sail (eller liknande) for att avldgsna barrflis och stOrre fororeningar. Detta foljs av en filtreringsanordning (NimClearTM eller liknande) for att separerar fin sand, damm och mindre orenheter. Den huvudsakliga fordelen med foreliggande uppfinningen ãr forbatrad rengoring av flis innan raffinering for att minimera abrasiv notning i processutrustningen. Forbattrad raffinering ãr nara kopplad till battre massa och papperskvalitet. Processoptimeringen skraddarsys for varje kund for att astadkomma hogre energibesparing och for att vara en stark konkurrent pa marknaden. Ytterligare fordelar kan vara mer effektivt vaskeupptag under impregneringen.

Description

537 483 FORFARANDE OCH ANORDNING FOR RENGORING AV LIGNOCELLULOSAMATERIAL UNDER IMPREGNERING TEKNIKENS OMRADE Foreliggandeuppfinningavsergenerelltbehandlingav lignocellulosamaterial, och sarskilt forbattrad rengoring av lignocellulosamaterial t.ex. trdflis innan vidare behandling t.ex. ett raffineringssteg.

BESKRIVNING AV KAND TEKNIK Separation av fibrer fran varandra i ett lignocellulosamaterial kan astadkommas pa flera sat. Beredningen av massa innefattar typiskt flera processteg som syftar till att omvandla lignocellulosamaterial sd.som träflis till en blot massa d.v.s, en fibersuspension, som är lampad for framstallning av diverse pappersprodukter eller liknande. Massaprocesser kan vara huvudsakligen kemiska, där ligninet som hailer fibrerna bundna till varandra atminstone delvis avlagsnas genom att tillsatta kemikalier och anbringa processforhallanden som loser upp ligninet, eller h-uvudsakligen mekaniska, ddr fibrerna separeras fran varandra mekaniskt t.ex. genom malning eller raffinering. Processerna benamns vanligen som kemiska eller mekaniska massaprocesser. Det finns ocksa torra processer där separerade fibrer anvands for tillverkning av trdfiberplattprodukter.

En typisk mekanisk massaprocess kan sammanfattas i rengoring av traflis, forvarmning, impregnering och efterfoljande raffinering. Forvarmningen syftar till att varma flisen och utjamna fukthalten i flisen innan raffinering. Det Or ocksa mojligt att finjustera massaegenskaperna med temperaturen. Darefter transporteras flisen till en impregnerare ddr den impregneras med vatten eller natriumsulfitlosning, eller annan impregneringslosning. Slutligen infors den impregnerade flisen i de slutliga raffineringsstegen. Samma grundldggande process anvands vid tillverkning av trdfiberplattor, fram till 1 537 483 raffineringssteget vilket skiljer sig pa grund av olika slutanvandning av fibrerna. For trafiberplattprodukter är det av intresse att separera fibrerna utan fibrillering (d.v.s. utan att lossa fibervaggen fran fiberytan) under det att vid mekanisk massatillverkning avsedd for papperstillverkning behovs fibrillering for att astadkomma tillräckliga bindningsegenskaper.

Raffineringsutrustningen for trafiberplattor är huvudsakligen en defibreringsutrustning som astadkommer separering av individuella fibrer under det att raffineringsutrustningen fOr mekanisk massa astadkommer bade defibrering och fibrillering.

Kanda impregnerare for mekanisk massa innefattar typiskt att tillsatta impregneringsvatskan pa batten av en behallare innan raffinering [1]. Under impregneringen friers processfOroreningar och orenheter, sasom barrflisor och storre orenheter saval som fin sand, damm och mindre partiklar, i impregneringsvatskan,vilketforsamrarverkningsgradenav impregneringsprocessen. Utover detta kommer fororeningarna som finns kvar i flisen nar de kommer ut ur impregneringsprocessen att orsaka abrasiv notning pa processutrustningen.

Det finns darfor ett behov av en forbattrad rengoring under en impregneringsprocess, vilken avlagsnar orenheter for att Oka reneringsprocessen, vilket forbattrar produkten och minskar den abrasiva notningen pa processutrustningen.

SAMMANFATINING Foreliggande uppfinning avser att motverka nagra av ovan namnda problem med kanda impregnerare.

En forsta aspekt av fOreliggande uppfinning presenterar en impregneringsanordning som innefattar en impregneringskammare, ett forsta inlopp anordnad vid en forsta ande av kammaren anordnad for att introducera material som skall impregneras, sasom ett lignocellulosamaterial t.ex. traflis, i kammaren, en transportanordning anordnad att flytta det 2 537 483 infOrda introducerade materialet i en riktning fran den forsta anden till en andra ande av kammaren. Anordningen innefattar vidare ett utlopp anordnat vid den andra anden av kammaren for att extrahera det impregnerade materialet fran kammaren, och ett andra inlopp anordnat for att introducera impregneringsvatska i kammaren. Anordningen innefattar vidare ett andra utlopp for att extrahera vatska fran kammaren under drift for att astadkomma ett vatskeflOde i kammaren i en motsatt riktning mot riktningen av det introducerade materialet.

En andra aspekt av foreliggande uppfinning presenterar ett forfarande for impregnering av material, sasom lignocellulosamaterial t.ex. traflis, vilket innefattar att introducera material som skall impregneras i en forsta ande av en impregneringskammare och transportera det introducerade materialet i en riktning fran den forsta anden mot en andra ande i kammaren. Darefter presenterar uppfinningen att introducera impregneringsvatska/kemikalier i kammaren, och extrahera det impregnerade materialet fran kammaren vid den andra anden. Vidare innefattar forfarandet att extrahera vatska fran den fOrsta anden av kammaren under drift for att hstadkomma ett vatskeflocle i en motsatt riktning mot riktningen av det introducerade materialet i kammaren.

Fordelar med fOreliggande uppfinningen innefattar forbattrad rengoring av lignocellulosamaterial t.ex. traflis och som en direkt konsekvens darav minskad abrasiv notning av processutrustningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen tillsammans med syften och fordelar darav forstas bast med hanvisning till foljande beskrivning tillsammans med bifogade ritningar, i vilka: FIG. 1 visar en kand impregneringsanordning; FIG. 2 visar en utforingsform av en anordning enligt foreliggande presentation; 3 537 483 FIG. 3 visar en ytterligare utforingsform av en anordning enligt foreliggande presentation; FIG. 4 visar ett schematiskt flodesdiagram over en utforingsform av ett forfarande enligt foreliggande presentation.

DETALJERAD BESKRIVNING Foreliggandepresentationavserfiberprocessutrustningfor lignocellulosamaterial t.ex. traflis och sarskilt forbattrad rengoring av materialet i eller innan impregneringsanordningar i sadan utrustning. 10Presentationen kommer att beskrivas med hanvisning till trallisprocess, men kan likavâl tillampas pa andra lignocellulosamaterial t.ex. ldmpliga for trdfiberplattprodukter.

En impregnator anvdnds for att utjamna fukthalten i lignocellulosamaterialett.ex.trdflisellerforattminska extraktdmnesinnehallet hos lignocellulosamaterialet t.ex. tranis. Ett vanligt anvant system ãr det sá kallade PREX-impregnatorsystemet. Flis fran ett flistvdttsystem forvarms vid atmosfarstryck innan PREX-skruvmatningen till impregnatorn. Vatten som kramas ur flisen har en hog halt av upplosta och kollodialsubstanser och leds darfor till avloppet. Den pressade flisen matas till en vertikalskruvsimpregnator ddr flisen impregneras med vatten eller natriumsulfitlosning. En nivastyrning justerar fkidet av vatskan till impregnatorn. Mdngden vatten som impregneras är ca 0.5-1.0 m3 per ton trdflis. Fukthalten hos flisen okar med ca 6%-7% enheter. Skruvarna finns tillgängliga med tvá olika kompressionsforhallanden 2:1 och 3:1.

Inuti impregnatorn är en transportor t.ex, tva motroterande skruvar anordnade for att lyfta och blanda materialet, sasom ett lignocellulosamaterial t.ex. trdflis, med en impregneringsvatska, t.ex. en blandning av kemikalier och vatten som tillsatts vid eller ndra flisintaget i karlet. Varje skruv drivs typiskt av en AC-motor via en axelmonterad vdxelreducerare och en v-bandsdrift. Skruvaxlarna ãr utbytbara axeldndar lagrade med fettsmorda lager vid toppen och av lagerbussningar vid den 4 537 483 nedre anden. Ett exempel pa en impregnator ãr den sakallade IPAXXX, vilken bestar av ett skal med ett inlopp med en backflOclesskyddsanordning vide en nedre ande och ett utloppsglidbana vid en ovre ande, och tidigare namnda tvillingskruvar. Det impregnerade materialet t.ex. traflis, overfors sedan till en skruvtransportor till ett hallkarl innan det processas vidare i en raffinor.

En forenklad illustration av en kand impregnator i vilken uppfinningen kan implementeras kommer att beskrivas med hanvisning till Fig. 1.

Impregnatorn 1 innefattar en impregneringskammare 10 med ett flisinlopp 11 anordnat vid en forsta ande t.ex. bottenanden av kammaren 10, och ett flisutlopp 13 anordnat i en andra ande t.ex. toppanden av kammaren 10. En transportenhet 20 t.ex. skruvtransportor ãr anordnad i kammaren 10 for att transportera flis fran flisinloppet 11 mot flisutloppet 13. Vidare innefattar impregnatorn 1 ett impregneringsvaskeinlopp 12 Rr att introducera impregneringsvdtska i kammaren. Darmed kommer den introducerade impregneringsvatskan att bilda en mer eller mindre stillastaende vdtskevolym i botten av impregneringskammaren. Tillsatsen av impregneringsvatska styrs for att bibehalla nivan hos impregneringsvdtskan inuti kammaren vid en forutbestdmd niva eller inom ett forutbestamt intervall.

Som visas ovan sa tillsatts impregneringsvatskan i kanda impregnatorer for mekaniskmassaberedning typiskt som en stillastaende vdtskevolym vid botten av impregneringskammaren. Idag finns bara ett impregneringssteg innan raffineringen. Genom att applicera kunskapen i foreliggande uppfinningen, kan detta forbdttras med ocksa ett rengoringssteg.

Uppfinnarna har identifierat fOrdelarna med att infora en motstroms vatskeflocle motriktat transportriktningen av lignocellulosamaterialet t.ex. traflis, i impregneringskammaren och eventuellt cirkulera vatskan via en filtreringsanordning t.ex. efter att ha passerat traflisen. Genom att introducera ett vatskeflocle i en motsatt riktning mot det transporterade 537 483 materialet t.ex. trdflis, i impregneringskammaren sa kommer orenheter t.ex. sand och dammpartiklar, att forhindras att ldmna kammaren tillsammans med flisen. Istallet kommer orenheterna att tvdttas bort fran flisen med hjdlp av det introducerade floclet, och eventuellt kan den flodande vdtskan extraheras fran kammaren, rengoras och aterintroduceras i kammaren. Den generella iden ãr att fOrbattra processen sa att impregneringsvatskan tillsatts i den ovre delen (riktad vattenstrom) och Overfloclig vatska uttoms genom botten av impregneringskammaren. Vatskan cirkulerar, enligt en ytterligare utforingsform, i en sluten krets genom en filtreringsanordning.

Filtreringsanordningen kan enligt en sarskilt utforingsform innefatta en sil for avlagsnande va barrflisor och stora fororeningar. Detta kan sedan foljas av en filtreringsanordning for at separera bort fin sand, damm och mindre orenheter.

En grundldggande utforingsform av foreliggande uppfinning kommer att beskrivas med hanvisning till Fig. 2. Samma referensbeteckningar anvands som for motsvarande enheter i Fig. 1. Impregneringsanordningen 2 innefattar en impregneringskammare 10, in inlopp 11 for att introducera material som skall impregneras i kammaren anordnad vid en forsta ande t.ex. bottenanden av kammaren for att introducera material t.ex. flis i kammaren, en transportanordning 20 anordnad for att flytta introducerat material t.ex. flis i en riktning frail den forsta anden t.ex. bottenanden till den andra anden t.ex. toppanden av kammaren. Vidare innefattar impregnatorn minst ett utlopp 13 anordnat vid toppanden for att extrahera det impregnerade materialet fran kammaren, och minst ett inlopp 12 for att introducera impregneringsvatska i kammaren. Vidare innefattar anordningen ett andra utlopp 14 placerat vid bottenanden av kammaren for att extrahera vaiska fran kammaren under drift, for att astadkomma ett vdtskeflode i en motsatt riktning mot riktningen av flisen som rors sig uppat pa transportoren 20. Genom att astadkomma ett extraktionsutlopp 14 dr det mojligt att âstadkomma ett motstroms t.ex. motriktat flode av vdtska i kammaren, vilket underldttar renewing av de forflyttande flisen fran orenheter och transportera orenheterna mot botten av kammaren och ut 6 537 483 genom utloppet 14. Extraktionshastigheten och tillsatshastigheten av impregneringsvatskan styrs for att bibehalla en forutbestdmd niva av impregneringsvdtska i kammaren.

Utforingsformerna av foreliggande uppfinning kan enkelt anpassas for att astadkomma en forbdttrad rengoringsprocess i andra delar av massaframstallningsprocessen. Det viktiga hansynstagandet innefattar att introducera ett motriktat vdtskeflode i en kammare ddr flisen transporteras.

En ytterligare utfOringsform av en anordning enligt foreliggande uppfinning kommer att beskrivas med hanvisning till Fig. 2. For att ytterligare forbattra verkningsgraden av rengoringen hos anordningen, Oka vatskeflodet kammaren och minska mangden konsumerad impregneringsvatska, skulle det vara fordelaktigt att ateranvanda eller cirkulera impregneringsvdtskan.

Detta astadkoms med hjalp av en rengOringsanordning 30 som är externt anordnad mellan utloppet 14 och ett andra inlopp 15 i kammaren. Det andra inloppet 15 kan enligt en vidare utforingsform vara samplacerat med inloppet 13 for introduktion av impregneringsvatska i kammaren. Enligt en foredragen utforingsform är de tva inloppen 13, 15 separata enheter som ãr placerad i en respektive botten och topp ande av kammaren dvs. i motsatta andar. Darmed kan impregneringsvdtska sá val som andra orenheter extraheras fran kammaren 1 genom utloppet 14, rengoras rengoringsenheten 30 och sedan aterinforas i kammaren 10 genom inloppet 15. Enligt en ytterligare utforingsform kan en enhet for att tillsatta vatska utover impregneringsvatskan tillhandahallas vid inloppet 15.

En ytterligare utforingsform av en impregneringsanordning 3 enligt foreliggande uppfinningen kommer att beskrivas med hanvisning till Fig. 3. Samma referensbeteckningar anvands for samma eller liknande komponenter som i foregaende ritningar. I denna utforingsform innefattar reng6ringsenheten 30 minst en filtreringsanordning eller enhet 31, 32 vilken anordnad fOr att filtrera bort alla partiklar stone an en forutbestamd partikelstorlek fran vatskan. Enligt en sarskild utforingsform innefattar 7 537 483 rengoringsenheten 30 en forsta sallnings eller filtreringsenhet 31 for att filtrera ut partiklar storre an 0.2 mm och en andra filtreringsenhet 32 for att filtrera ut partiklar storre an 0.05 till 0.2 mm. Dock kan andra anordningar som ãr passande for att avlagsna orenheter anvandas och kan anpassas for valfri storlek av partiklar i beroende av specifika behov hos processen. Den filtrerade vatskan aterinfors sedan i kammaren genom inlopp 15. Det ãr uppenbart att valfritt antal filtreringsanordningar och aven valfri filtreringsmetod kan anvandas och skraddarsys for sarskilda partikelstorlekar hos orenheterna. Pa samma sat kan 10 rengoringsanordningen forses med kemisk eller mekanisk rengoringsfunktion i beroende av specifika processparametrar. Vidare, ytterligare funktionella enheter sasom pumpar kan anvandas for att ytterligare forbattra verkningsgraden hos processen.

En utforingsform av ett forfarande for rengoring och impregnering av material sasom lignocellulosamaterial t. ex. traflis enligt foreliggande uppfinning kommer att beskrivas med hanvisning till Fig. 4. Forfarandet innefattar att introducera Sll material som skall impregneras, sa_som traflis, i en forsta ande av en impregneringskammare, transportera S20 det introducerade materialet i en riktning fran den forsta anden mot en andra ande i kammaren. Materialet transporteras typiskt fran en bottenande mot en toppande i kammaren. Darefter introduceras S12 impregneringsvatska/kemikalier i kammaren och det impregnerade materialet extraheras S13 frail kammaren i den andra anden. Vatska extraheras S14 vidare fran den forsta anden av kammaren under drift for att astadkomma ett vatskeflode i en motsatt riktning mot riktningen av det introducerade materialet i kammaren. Darmed medger motstrommen eller det motriktade flOclet av vatska rengoring av orenheter fran det introducerade materialet och forhindrar effektivt vidare transport av orenheterna i processen.

Enligt en ytterligare utforingsform innefattar forfarandet att introducera S15 en ytterligare vatska i kammaren vid den andra anden och extrahera vatska 8 537 483 S14 vid den forsta ande och eventuellt rengora S30 den extraherade vatskan och aterinfora S40 atminstone den rengjorda extraherade vatskan kammaren for att hstadkomma ett flode av vatskan i kammaren.

Tekniken kan anvandas for att processa vatten- och for flistvat i flistvattutrusningen. Aven om foreliggande uppfinning huvudsakligen beskriver flisrengoring i en impregneringsanordning kan samma grundlaggande forfarande anvandas for andra delar av flisprocesslinjen och for andra typer av lignocellulosamaterial. Uppfinningen kan sarskilt enkelt anpassastillredanexisterandeflistvatutrustningien massabearbetningsfabrik. Genom att introducera ett motriktat flode av vatska t.ex. vatten i en flistvatttank, vilket underldttar avlagsnande av orenheter fran flisen, och gOr det mojligt att extrahera och rengora vattnet innan det aterinfors i kammaren kan flisen tvatas mer effektivt.

Sammanfattningsvis innebar huvudiden i foreliggande uppfinning att andra processen sa att impregneringsvatskan och potentiellt varje tillsatt vatska tillsatts i den byre delen av kammaren och overflodig vatska extraheras i botten. Vaskan cirkuleras sedan i en sluten krets genom ett sail (eller liknande) for att avldgsna barrflis och stOrre fororeningar. Detta foljs av en filtreringsanordning (NimClearTM eller liknande) for att separerar fin sand, damm och mindre orenheter.

Den huvudsakliga fordelen med foreliggande uppfinningen ãr forbatrad rengoring av flis innan raffinering for att minimera abrasiv notning i processutrustningen.

Forbattrad raffinering ãr nara kopplad till battre massa och papperskvalitet. Processoptimeringen skraddarsys for varje kund for att astadkomma hogre energibesparing och for att vara en stark konkurrent pa marknaden.

Ytterligare fordelar kan vara mer effektivt vaskeupptag under impregneringen. 9 537 483 REFERENSER [1] Mechanical pulping, Papermaking Science and Technology, Bok 5, Sidorna 166-168. 10

Claims (6)

537 483 PATENTKRAV

1. Impregneringsanordning (2; 3) innefattande en vertikalt anordnad impregneringskammare (10), ett forsta inlopp (11) anordnat i en forsta ande av namnda kammare utformat for att introducera material som skall impregneras i namnda kammare, en transportanordning (20) anordnad for att flytta introducerat material i en riktning fran namnda forsta ande hos namnda kammare till en andra ande hos namnda kammare, minst ett utlopp (13) anordnat vid ndmnda andra ande for att extrahera impregnerat material fran namnda kammare, och ett andra inlopp (12) anordnat for att introducera 10impregneringsvdtska i kammaren, kannetecknad av att namnda fi5rsta ande motsvarar en bottenande hos namnda kammare, och att namnda andra ande motsvarar en toppande hos namnda kammare, och namnda andra inlopp (12) dr placerat vid namnda bottenande hos namnda kammare, ett andra utlopp (14) placerat vid namnda bottenande av namnda kammare (10) och anordnat for att extrahera vdtska fran namnda bottenande hos namnda kammare (10) under drift, for att astadkomma ett vatskeflode i namnda kammare (10) i en motsatt riktning mot riktningen av namnda introducerade material, och ett tredje inlopp (15) anordnat for att introducera en vdtska i kammaren (10) vid namnda toppande hos namnda kammare, ndmnda tredje inlopp (15) ãr placerat vid namnda toppande hos namnda kammare, och en rengoringsanordning (30) ansluten mellan namnda tredje inlopp (15) och namnda andra utlopp (14) van i namnda rengoringsanordning (30) innefattar minst en filtreringsenhet (31, 32) och ãr anordnad for att rengora namnda extraherade vatska och tillhandahalla den rengjorda extraherade vatskan till namnda tredje inlopp (15) for att astadkomma ndmnda vatskeflocle i riamnda kammare (10).

2. Anordningen enligt krav 1, kannetecknad av att namnda rengoringsenhet (30) innefattar en forsta filtreringsenhet (31) och en andra filtreringsenhet (32). 11 537 483

3. Anordningen enligt krav 1 eller 2, kannetecknad av att namnda anordning (2; 3) ãr anordnad att impregnera lignocellulosamaterial.

4. Anordningen enligt krav 3, kannetecknad av att namnda anordning (2; 3) är anordnad att impregnera

5. Ett fOrfarande for impregnering av lignocellulosamaterial, innefattande att introducera (S11) material som skall impregneras vid en forsta Ande av en vertikalt anordnad impregneringskammare, transportera (S20) namnda introducerade material i en riktning frail ndmnda fOrsta dnde mot en andra dndehosnamndakammare,introducera(S12) impregneringsvdtska/kemikalier i namnda kammare, och extrahera (S13) impregnerat material fran namnda kammare i ndmnda andra ande, kannetecknat av att namnda forsta dnde motsvarar en bottenande has namnda kammare och att namnda andra ande motsvarar en toppande hos namnda kammare, och namnda impregneringsvdtska/ kemikalier introduceras i ndmnda forsta ande has ndmnda kammare, och extrahera vatska (S14) fran namnda fOrsta ande hos namnda kammare under drift for att astadkomma ett vdtskeflode anordnat i en motsatt riktning mot ndmnda riktning hos namnda introducerade material i namnda kammare, och rengora (S30) ndmnda extraherade vatska och aterinfora (S40) atminstone den rengjorda extraherade vatskan i namnda kammare vid namnda andra ande has ndmnda kammare for att astadkomma ett flode av namnda vatska i ndmnda kammare.

6. Forfarandet enligt krav 5, kannetecknat av att namnda forfarandet ãr anpassat for att impregnera traflis. 12 537 483 1/4 1 IMPREGNERAT MATERIAL 1 3 VATSKENIVA MATERIALIMP. VATSKA 2 11 IMPREGNERAT MATERIAL 2 I RENGORINGS I ENHET