NO844463L - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av fibermasse - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat for fullstendig eller delvis gjenvinning av levert varme og elektrisk energi ved fremstilling av fibermasse fra lignocellullose-holdig materiale, så som flis fra bartre eller løvtre, bambus, strå, bagasse etc. Oppfinnelsen omfatter mekanisk nedbryting av kjemisk behandlet eller ubehandlet materiale ved øket temperatur til fiber-tilstand i en raffinør. Raffinøren omfatter minst to motstående raffineringselementer som kan rotere i forhold til hverandre og er innesluttet i et trykkfast hus og har raffineringsflater som er plane, koniske, sfæriske eller en kombinasjon av disse. De motstående raffineringselementer kan således rotere i motsatte retninger eller ett element kan være roterbart og det andre sta-sj onært.

Den mekaniske nedbryting av materialet utføres ved at materialet tilføres til raffineringselementenes innløpsåpning og suksessivt tømmes ut fra disse gjennom en regulerbar spalte som opprettholdes mellom raffineringselementene.

Nedbrytingen eller raffineringen av materialet krever, av-hengig av typen av fibermasse som fremstilles, en varierende mengde elektrisk energi og dampenergi (50 - 3500 kWh/tonn), vanligvis ved en behandlingstemperatur på 100 - 250°C.

Fibermassen som fremstilles ved nedbrytingen og den damp

som utvikles eller tilføres kan fraskilles, i henhold til en fremgangsmåte som tidligere er beskrevet i svensk patentsøknad nr. 8300961-3, allerede i raffinørhuset som arbeider under trykk, der fibermasse og damp individuelt hver for seg strømmer ut fra raffinøren.

Separeringen av damp og fibre utføres ved at damp som utvikles ved prosessen eller som tilføres, ved hjelp av damptrykket som utvikles ved prosessen, tvinges til å strømme fra rommet utenfor raffineringselementenes omkrets mot virkningen av sentrifugalkraften innad på baksiden av et roterbart raffineringselement. Dette raffineringselement er derfor forsynt med vingeelementer som hindrer fibermassen fra å strømme innad.

Ved denne strømning gjennom vingeelementene bringes den dampmengde som avgår fra prosessen og fibrene som derved suspen-deres og følger med til å anta en rotasjonshastighet som svarer til raffineringselementets rotasjonshastighet og utsettes derved for en sentrifugalrensing. Ved sentrifugalkraftens virkning til- bakeføres fibrene og partiklene som medfølger dampen til raffinø-rens fiberutløp, og samtidig slippes den rensede damp separat ut fra raffinørhuset for videre bruk.

Den således utslupne damp blir, ved at den mates i radialretning til rotasjonssenteret mot virkningen av sentrifugalkraften, utsatt for en svak trykkminsking. Det er derfor behov for en tetningsanordning for å hindre fiberpassasje mellom vinge-elementenes omkrets og rommet utenfor nevnte elementer, der den rensede damp samles for utstrømning.

Tetningsbehovet elimineres ifølge oppfinnelsen, samtidig som raffineringselementets høye rotasjonshastighet utnyttes til å frembringe, ved ett eller flere kompresjonstrinn, en øking av trykket i den utstrømmende damp. Foreliggende oppfinnelse gjør det således mulig at den dampmengde som har strømmet ut fra prosessen overføres til et høyere energinivå ved hjelp av turbinhjul i forbindelse med raffinørens rotor eller aksel. Trykket kan økes til et nivå som gjør det mulig å bruke dampen til mer kvalifiserte anvendelsesområder, papirmaskiner, tørkeanlegg etc. Slike installasjoner krever vanligvis et høyere damptrykk enn

det som vanligvis tillates ved fiberfremstillingsprosessen.

De karakteristiske trekk ved oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav.

En utføringsform av oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende, i tilknytning til den medfølgende figur som er et skjematisk snitt av en raffinør som kan anvendes ved prosessen og utstyrt med fibersepareringsrotor og med damptrykk økende turbinhjul direkte festet til denne.

Den i figuren viste raffinør omfatter et trykkfast raffinør-hus 20 og en innmatingstransportør 10 med en transportørskrue 11 for fremmating av materialet til raffinørelementene 21 og 22 som er innesluttet i raffinørhuset 20. Ved den viste utføringsform er raffinørelementet 21 stasjonært i forhold til rotasjon, men aksielt bevegelig for regulering av avstanden mellom raffineringselementene. Denne regulering utføres ved hjelp av regulerings-organer 27 som styres samtidig ved hjelp av en styreelement 28 via en drivkjede 29 som omgir alle reguleringsorganene 27.

Raffineringselementet 22 er roterbart og forbundet med en rotor 24. Rotoren 24 er opplagret på en aksielt fast drivaksel 25, som ved en tetningsanordning 26 er avtettet ved inngangen i

raffinørhuset 20 som arbeider under trykk.

Materialet som behandles i raffinøren samles i rommet 54 i raffinørhuset 20 utenfor raffineringselementene sammen med ut-viklet eller tilført damp. Det behandlete raffineringsprodukt overføres ved hjelp av én eller flere medbringere 52 som omkrets-messig er forbundet med rotoren 24 gjennom en åpning 23 i raffi-nørhuset 20 til en trykkfast forbundet utløpsanordning 50 som ikke tillater dampgjennomstrømning. Fibermassen vil derved strømme ut uten eller bare med en liten mengde medfølgende damp.

Rotoren 24 er på sin bakside utstyrt med en fibersepareringsrotor 30 omfattende vingeelementer 31 som mellom seg danner kanaler som strekker seg først vesentlig radielt innad og deretter vesentlig radielt utad til et ringformet rom 37. Kanalene munner fortrinnsvis ut i rommet 37 med en større diameter enn innløpet fra rommet 54.

Mengden av damp som utvikles ved eller tilføres prosessen tvinges av damptrykket som utvikles ved prosessen inn i rommet 54 for å strømme i radialretning innad til rotasjonssenteret gjennom separeringsrotoren 30, der dampen og medfølgende fibre og partikler bringes til å anta en rotasjonshastighet som svarer til raffineringselementets 22 rotasjonshastighet og utsettes der for en sentrifugalrensing. Ved hjelp av sentrifugalkraften som oppstår ved rotasjonen, tilbakeføres fibrene og faste partikler til rommet 54 utenfor raffineringselementene 21, 22, mens den rensede damp overføres til ringrommet 37.

Ved den viste utføringsform er et annet ringrom 38 beliggende etter det første ringrom 37. Disse rom kommuniserer innbyrdes gjennom stasjonære føringsstaver 32 som er innrettet til å føre dampen innad fra det første rom 37, og et turbinhjul 34 som roterer sammen med raffineringselementet 22, hvilket turbinhjul er innrettet til å føre dampen med øket trykk utad til det andre rom 38.

Damptrykket i ringrommet 37 ved dampens utløp fra separeringsrotoren 30 med dens større diameter og effektivt konstruer-te vingeelementer 31 er høyere enn damptrykket i rommet 54. Dette eliminerer ifølge oppfinnelsen faren for lekkasje av fiber-fragmenter og andre faste partikler fra raffinørhuset 20 til rommet 37 for den rensede damp.

Den komprimerte damp som forlater turbinhjulet 34 samles i det andre ringrom 38. Dampen strømmer ut fra dette gjennom et utløp 39 og en der beliggende styreventil 44 ved hjelp av hvilken raffinøren styres. Ved den viste utføringsform utføres denne styring ved hjelp av et trykkavfølende element 42 og et regule-ringselement 40 som styrer ventilen 44, slik at det ønskede trykk kan opprettholdes i rommet 54 utenfor raffineringselementene 21, 22.

Oppfinnelsen kan varieres innenfor vide grenser, med hensyn til antall, diameter og type av komprimeringstrinn. Den trykk-økende del kan således skilles fra raffineringselementet 22 og den dertil festede fibersepareringsrotor 30 og plasseres i et rom adskilt fra raffinørhuset, drevet direkte eller indirekte fra akselen 25 som bærer raffineringselementet 22.

Den trykkøkende turbin kan også være utstyrt med innløp for damp som er avtappet på andre steder i prosessen, for eksempel ved innløpet til raffineringselementene.

Den trykkøkende innretning kan også deles i forskjellige grupper av turbinhjul med et forskjellig antall trinn for øking av damptrykket fra ulike uttak med forskjellig trykk til et felles høyere nivå.

Oppfinnelsen er heller ikke begrenset til de angitte ut-føringsformer, men kan i tillegg varieres innenfor rammen av oppfinnelsestanken.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fullstendig eller delvis gjenvinning av damp som tilføres eller utvikles i en prosess for fremstilling av fibermasse fra lignocellulose-holdig materiale i en raffinør innbefattende minst to motstående raffineringselementer som kan rotere i forhold til hverandre og er innesluttet i et trykkfast raffinørhus, hvor materialet nedbrytes mens det strømmer ut gjennom en spalte mellom raffineringselementene og deretter strømmer ut av raffinørhuset,karakterisert vedat dampen separeres fra fibermassen i raffinørhuset ved motvirkningen av sentrifugalkrefter som utvikles ved omdreining av minst ett av raffineringselementene, at dampen deretter komprimeres ved hjelp av raffineringselementets rotasjon, slik at dampen strømmer ut fra raffinøren med et trykk som er høyere enn det trykk som hersker i raffinørhuset umiddelbart utenfor spalten.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at dampen komprimeres i flere trinn på sin vei ut av raffinørhuset.

3. Apparat for fullstendig eller delvis gjenvinning av damp som tilføres eller utvikles i en prosess for fremstilling av fibermasse fra lignocellulose-holdig materiale, omfattende minst to motstående raffineringselementer (21, 22) som kan rotere i forhold til hverandre og er innesluttet i et trykkfast raffinør-hus (20), hvilke raffineringselementer (21, 22) mellom seg danner minst én spalte i hvilken det lignocellulose-holdige materiale skal nedbrytes til fibermasse,karakterisert vedat der bak et roterbart raffineringselement (22) er anordnet vingeelementer (31) som kan rotere sammen med raffineringselementet (22), at vingeelementene (31) mellom seg danner kanaler som strekker seg først stort sett radielt innad og deretter stort sett radielt utad til et ringformet rom (37) og at dette rom (37) kommuniserer med et utløp (39) for damp.

4. Apparat ifølge krav 3,karakterisert vedat kanalene mellom vingeelementene (31) munner ut i det ringformete rom (37) med en større avstand fra rotasjonssenteret enn kanalenes åpning til raffinørhuset (20).

5. Apparat ifølge krav 3 eller 4,karakterisertved at minst ett ytterligere ringformet rom (38) er beliggende etter det første ringformete rom (37), og rommene (37, 38) kommuniserer innbyrdes gjennom stasjonære føringsstaver (32) som er innrettet til å føre dampen innad, og et turbinhjul (34) som roterer sammen med det roterbare raffineringselement (22), hvilket turbinhjul er innrettet til å føre dampen med øket trykk utad.

6. Apparat ifølge ett av kravene 3-5,karakterisert vedat styreorganer (40) er innrettet til å regulere trykket i raffinørhuset (20) ved hjelp av et trykkavfølende element (42) i raffinørhuset (20) og en ventil (44) i damputløpet (39).