SE532462C2

SE532462C2 - Process and system for the relaxation of black liquor in evaporation systems and the use of steam generated thereby

Info

Publication number: SE532462C2
Application number: SE0602249A
Authority: SE
Inventors: Auvo Kettunen; Jarmo Kaila; Bertil Stroemberg
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2010-01-26
Also published as: JP4878982B2; FI123103B; BRPI0604341B1; CN101046073A; US20070131363A1; FI20060928A0; US20110198049A1; CA2565358C; BRPI0604341A; RU2006137408A; CA2565358A1; RU2404316C2; FI20060928A; JP2007119995A; SE0602249L

Description

25 30 532 462 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIG. 1 är en schematisk vy som illustrerar ett konventionellt ﬁberlinjesystem; FlG. 2 är en schematisk vy som illustrerar en förlndunstnings- och indunstningssektion i ett konventionellt ﬁberlinjesystem; FIG. 3 är en schematisk vy som illustrerar en indunstningssektion i ett ﬁberlinjesystem enligt en utföringsform av föreliggande uppﬁnning; FIG. 4 är en schematisk vy som illustrerar en indunstningssektion i ett ﬁberlinjesystem enligt en utföringsform av föreliggande uppﬁnning; DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMERNA ENLIGT UPPFINNINGEN OCH AV RITNINGARNA För att underlätta förståelsen för teknikens ståndpunkt och uppﬁnningsområdet hänvisas det till följande dokument: US-patent nr 6,346,166, 6,176,971, 6,132.555, 4,789,428 och 4,897,157, patentdokument nr WO96l32531 och WO96/12848, och sidorna 183 - 184 i Developments of Continuous Cooking (Nu- och framtida utvecklingar av kontinuerlig kokning) och dess figur 12.2. Figur 12.2 (i förenklad form angiven som FIG. 1 häri) är ett exempel på teknikens ståndpunkt idag beträffande förindunstnings- och indunstningssystem innefattande följande tekniska termer: boken Present and Future FlG. 1, se lådan med streckad avspänningskärien 10 och 20 och värmeväxlarna i serie nära ﬁgurens topp betecknad med "PRE-EVAP". o Förvärmare - i FIG. 1, se värmeväxlarna som betecknats som "Pre- ø Förindunstning - i linje runt Heaters" (förvärmare) i utloppsledningen från kokaren, vilkas uppgift är 10 15 20 25 30 532 452 att använda en del av värmen i den avledda svartluten för att "förvärma" vitlut, andra svartlutsﬂöden eller andra vätskeﬂöden som tillförs kokaren eller matningssystemet. v lndunstningssystem - i FIG. 1, se den inringade sektionen som betecknas som "EVAP". På detta område ﬁnns en rad värmevåxlare som hänvisas till som "effekter". Varje effekt producerar ånga utav svartluten som kommer in i effekten. Effekterna är numrerade från l till N, där I fungerar vid den högsta temperaturen och N vid den lägsta temperaturen. 532 462 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view illustrating a conventional jesberline system; FlG. 2 is a schematic view illustrating a pre-evaporation and evaporation section of a conventional Berlin line system; FIG. 3 is a schematic view illustrating an evaporation section of a jesberline system according to an embodiment of the present invention; FIG. 4 is a schematic view illustrating an evaporation section of a jesberline system according to an embodiment of the present invention; DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION AND OF THE DRAWINGS For ease of understanding of the state of the art and the field of invention, reference is made to the following documents: U.S. Patent Nos. 184 in Developments of Continuous Cooking (Present and future developments of continuous cooking) and its figure 12.2. Figure 12.2 (in simplified form given as FIG. 1 herein) is an example of the state of the art today regarding pre-evaporation and evaporation systems including the following technical terms: the book Present and Future FlG. 1, see the box with dashed tensioning cutters 10 and 20 and the heat exchangers in series near the top of the clock marked "PRE-EVAP". o Preheater - in FIG. 1, see the heat exchangers designated as "Pre-Evaporation - in line around the Heaters" (preheater) in the outlet line from the boiler, the task of which is to use some of the heat in the derived black liquor to "preheat "white liquor, other black liquor fates or other liquid fates which are added to the boiler or the feeding system. evaporation system - in FIG. 1, see the circled section designated "EVAP". In this area there are a number of heat exchangers which are referred to as "effects". Each effect produces steam from the black liquor that enters the effect. The effects are numbered from 1 to N, where I operates at the highest temperature and N at the lowest temperature.

Den nutida tekniken utnyttjar ett ﬁberlinjesystem med en ﬂissilo, ivilken basning av träflis eller annat cellulosahaltigt material kan, men behöver inte, äga rum.Modern technology uses a ﬁberlin system with an ﬂ ice silo, in which basing of wood chips or other cellulosic material can, but does not have to, take place.

Vätska tillsätts för att bilda en slurry, varefter slurryn trycksätts (denna sektion kallas även för ett matningssystem), matas till ett eller ﬂera behandlingskärl (kan vara ett impregneringskärl, förhydrolysprccesskärl eller något annat kärl), som följs av en kokare (denna sektion hänvisas till också som ett kokningssystem). l nuläget avleds åtminstone ett svartlutsﬂöde (typiskt vid en temperatur av 110 - 150°C) från kokningssystemet. Det avledda svartlutsﬂödet eller de avledda svartlutsﬂödena används som en värmekälla för att "förvärma" vitlut, andra svartlutsﬂöden och/eller andra vätskeﬂöden som tillförs matnings- och kokningssystemen. Det avledda svartlutsflödet (eller -flödena) tillförs sedan förindunstningssystemet, Lex. två eller ﬂera avspänningskärl 10, 20 och/eller återkokare, där ånga alstras av den heta svartluten vid kylning av luten, typiskt till temperaturer mellan ca 95 och ca 110 °C. Vid det här laget tillförs svartluten till indunstningssystemet "EVAP" på återvinningsomràdet.Liquid is added to form a slurry, after which the slurry is pressurized (this section is also called a feeding system), fed to one or ﬂ your treatment vessels (may be an impregnation vessel, prehydrolysis process vessel or another vessel), followed by a digester (this section is referred to also as a cooking system). At present, at least one black liquor fate (typically at a temperature of 110 - 150 ° C) is diverted from the cooking system. The derived black liquor fate or the derived black liquor fates are used as a heat source to "preheat" white liquor, other black liquor fates and / or other liquid fates supplied to the feed and cooking systems. The derived black liquor stream (s) is then fed to the pre-evaporation system, Lex. two or ﬂ your relaxation vessels 10, 20 and / or reboilers, where steam is generated by the hot black liquor when the liquor is cooled, typically to temperatures between about 95 and about 110 ° C. At this point, the black liquor is added to the "EVAP" evaporation system in the recycling area.

Så snart den "svala" svartluten kommit till återvinningsområdet (FIG. 2) inlagras den där i ett kärl 30 för "svag svartlut" (VVBL) tills den matas vidare till indunstningssystemet. rad effekter (numrerade från I till Vl i FIG. 2), var och en av vilka fungerar vid sina respektive lndunstningssystemet består av en temperaturer och/eller förhållanden för att möjliggöra ångproduktion under kylning och koncentrering av den svaga svartluten. Koncentrationen av 10 15 20 25 30 532 452 svartluten som avgår från effekt l, dvs. från effekten vid den högsta temperaturen, är ca 75 % fastämnen, och den tillförs en återvinningspanna (ej visad) för att förbrännas, medan vätskeﬂödet från den sista effekten Vl utgörs av kondensat vid den lägsta temperaturen (65°C i FIG. 2) från de olika effektema och det används överallt i fabriken.As soon as the "cool" black liquor has reached the recovery area (FIG. 2), it is stored there in a "weak black liquor" vessel (VVBL) until it is fed on to the evaporation system. series of effects (numbered from I to VI in FIG. 2), each of which operates on its respective evaporation system consists of a temperature and / or conditions to enable steam production during cooling and concentration of the weak black liquor. The concentration of 10 15 20 25 30 532 452 black liquor emanating from power 1, ie. from the power at the highest temperature, is about 75% solids, and it is fed to a recovery boiler (not shown) to be incinerated, while the liquid ﬂ fate from the last power V1 consists of condensate at the lowest temperature (65 ° C in FIG. 2) from the various effects and it is used everywhere in the factory.

Den svaga svartluten inmatas i indunstningssystemet vid en effekt som är lämpligast för ändamålet (t.ex. effekt IV i FIG. 2), dvs. vid en effekt där temperaturen av WBL möjliggör avspänningen i syfte att producera ånga, typiskt vid den tredje eller fjärde effekten. Fr.o.m. denna ingångspunkt fördelas svartluten så att den fortsätter i den ena eller den andra riktningen (en del av svartluten går till hetare effekter, vilket möjliggör indunstningen av vätskan och koncentreringen av fastämnen, och resten av svartluten går till effekter vid lägre temperaturer och hettas upp för att därefter tillföras effekter vid högre temperaturer för koncentrering). Fastämneshalten i svartluten från den första effekten ställs in (till exempel en fastämneshalt på 75 % som i FlG. 2).The weak black liquor is fed into the evaporation system at a power that is most suitable for the purpose (eg power IV in FIG. 2), ie. at an effect where the temperature of the WBL enables the relaxation in order to produce steam, typically at the third or fourth effect. Fr.o.m. this point of entry is distributed the black liquor so that it continues in one or the other direction (part of the black liquor goes to hotter effects, which allows the evaporation of the liquid and the concentration of solids, and the rest of the black liquor goes to effects at lower temperatures and heats up to then effects are applied at higher temperatures for concentration). The solids content of the black liquor from the first effect is set (for example, a solids content of 75% as in FlG. 2).

En av utföringsformema enligt föreliggande uppﬁnning eliminerar förindunstningssystemet. Se FlG. 3 och 4. l denna process enligt uppfinningen är temperaturen av den svaga svartluten högre, när tillförs återvinningsområdet, varvid det blir möjligt att mata den svaga svartluten in l indunstningssystemet i ett steg som medger större ångproduktion. Enligt en utföringsform av uppfinningen är temperaturen av svartluten som matas in och den avspänns i indunstningssystemet ca 130°C eller högre, företrädesvis mellan ca 130°C och ca 170°C, och mest föredraget lägre än ca 150°C eller mellan 130°C och 150°C; eller en temperatur lik koktemperaturen i kokaren.One of the embodiments of the present invention eliminates the pre-evaporation system. See FlG. 3 and 4. In this process according to the invention, the temperature of the weak black liquor is higher when added to the recycling area, whereby it becomes possible to feed the weak black liquor into the evaporation system in a step which allows greater steam production. According to an embodiment of the invention, the temperature of the black liquor being fed and it is relaxed in the evaporation system is about 130 ° C or higher, preferably between about 130 ° C and about 170 ° C, and most preferably lower than about 150 ° C or between 130 ° C. and 150 ° C; or a temperature equal to the boiling temperature in the cooker.

Det har också upptäckts att ångan som produceras i detta lndunstningssystem enligt uppfinningen är renare än ångan som produceras i ett förindunstningssystem på kokarområdet. Den renare ångan är lämplig för att användas som ånga för ﬂissilon 100 och den kan tas ut från 10 15 20 25 30 532 462 indunstningssystemet mellan effekterna så att ångan som går till ﬂissilon 100 år vid en temperatur som är lämplig för ändamålet och därmed elimineras basningskärlet, varvid en effektivare användning av ångan som produceras i fabriken möjliggörs. Enligt en utföringsform av uppﬁnningen används ånga som producerats i indunstningssystemet, och företrädesvis i en effekt i indunstningssystemet, alltså för att basa ﬂis i en ﬂissilo och/eller för att mata indirekta värrneväxlare i kokarsystemet i syfte att förvärma vitlut och/eller ﬁltrat för att användas i kokarsystemet.It has also been discovered that the steam produced in this evaporation system according to the invention is cleaner than the steam produced in a pre-evaporation system in the boiler area. The cleaner steam is suitable for use as steam for ﬂ issilon 100 and it can be taken out of the evaporation system between the effects so that the steam going to ﬂ issilon 100 years at a temperature suitable for the purpose and thus the basing vessel is eliminated , enabling more efficient use of the steam produced in the factory. According to one embodiment of the invention, steam produced in the evaporation system, and preferably in an effect in the evaporation system, is used to base ice in an ice silo and / or to feed indirect heat exchangers in the boiler system in order to preheat white liquor and / or filtrate for use. in the boiler system.

En fördel med denna process enligt uppﬁnningen är minskningen av föroreningar i ångan som tillförs ﬂissilon, vilket för sin del minskar föroreningar i gasen som frigörs från ﬂissilon. Den renare ångan som produceras i indunstningssystemet och används i ﬂissilon 100 reducerar skadliga utsläpp från fabriken.An advantage of this process according to the invention is the reduction of pollutants in the steam supplied to ilissilon, which in turn reduces pollutants in the gas released from ﬂ issilon. The cleaner steam produced in the evaporation system and used in ﬂ issilon 100 reduces harmful emissions from the factory.

Denna process enligt uppﬁnningen möjliggör förrådstanken för svag svart lut utanför indunstningssystemlinjen. Förrådstanken också elimineringen av för svag svartlut kan bli en del av indunstningssystemlinjen, och inte ligga utanför den, varvid kostnader sparas.This process according to the invention enables the storage tank for weak black liquor outside the evaporation system line. The storage idea also the elimination of too weak black liquor can become part of the evaporation system line, and not be outside it, whereby costs are saved.

Det exemplariska indunstningssystemet som visas i FIG. 3 och 4 har andra förbättringar i jämförelse med de konventionella systemen enligt FlG. 1 och 2.The exemplary evaporation system shown in FIG. 3 and 4 have other improvements over the conventional systems of FlG. 1 and 2.

Svartlutsutﬂödet från kokaren 5 till indunstningssystemet är vid en högre temperatur, normalt vid en temperatur av ca 130°C eller högre, företrädesvis mellan ca 130°C och ca 170°C, och mest föredraget lägre än ca 150°C eller mellan 130°C och 150°C; eller en temperatur lik koktemperaturen l kokaren.The black liquor output from the digester 5 to the evaporator system is at a higher temperature, normally at a temperature of about 130 ° C or higher, preferably between about 130 ° C and about 170 ° C, and most preferably lower than about 150 ° C or between 130 ° C. and 150 ° C; or a temperature equal to the boiling temperature in the cooker.

Detta ﬂöde kan tillföras direkt till den lämpliga effekten i indunstningssystemet för att förbättra ångans verkningsgrad i fabriken. Ett styrorgan möjliggör inmatningen av svartluten till vilken som helst önskad indunstareffekt bland åtminstone två effekter i en flereffektsindunstare som har till exempel sex eller 10 15 20 25 30 532 452 sju effekter, varvid den önskade effekten bestäms till exempel av svartlutens temperatur.This fate can be added directly to the appropriate power in the evaporation system to improve the efficiency of the steam in the factory. A control means enables the input of the black liquor to any desired evaporator power among at least two effects in a multi-power evaporator having, for example, six or seven effects, the desired power being determined, for example, by the temperature of the black liquor.

Valfritt kan ett trycksatt ﬁberlilter 40 vara anordnat i linjen mellan kokaren och indunstningssystemet för att medge ﬁberavlägsnandet från svartlutsﬂödet till en nivå av ca 40 ppm vid avgång från ﬁltret. Fibermaterialet som avlägsnas från ﬁltret skulle vara i form av en slurry som skall återföras till kokaren 5 eller till matningssystemet.Optionally, a pressurized il berlilter 40 may be provided in the line between the digester and the evaporation system to allow the ﬁ removal from the black liquor ﬂ to a level of about 40 ppm on departure from the trlter. The fibrous material removed from the filter would be in the form of a slurry to be returned to the digester 5 or to the feed system.

I beﬁntliga system som kan omtvistllgt vara försedda med ett ﬁlter som liknar detta är temperaturen av flödet som kommer till filtret för låg (95 - 130°C), varvid detta ﬂödesmaterial måste återföras till matningssystemet för att återuppvärmas till koktemperaturen före vidarebehandlingen. l processen enligt uppﬁnningen betyder den från kokaren till indunstningssystemet passerande svartlutens högre temperatur att det ﬁltrerade materialet är vid en högre temperatur. Det här materialets högre temperatur är närmare koktemperaturen och kan därför återföras till kokarens övre del, vilket minskar det totala behovet av värrnetillsats.In certain systems which may be provided with a filter similar to this, the temperature of the flow coming to the filter is too low (95 - 130 ° C), this material having to be returned to the feed system to be reheated to the boiling temperature before further treatment. In the process according to the invention, the higher temperature of the black liquor passing from the boiler to the evaporation system means that the filtered material is at a higher temperature. The higher temperature of this material is closer to the boiling temperature and can therefore be returned to the upper part of the cooker, which reduces the total need for heating additive.

Beroende av materialets temperatur kunde en liten del av flödet från kokaren föras genom en kylare 50 och vidare till en mindre behållare 30, och därifrån till indunstningssystemet vid den lämpliga effekten.Depending on the temperature of the material, a small portion of the flow from the digester could be passed through a condenser 50 and on to a smaller container 30, and thence to the evaporation system at the appropriate power.

Systemet enligt uppﬁnningen har aldrig undersökts eller använts förr, eftersom man aldrig har tänkt sig att "förena" kokar-/kokningsområdet och återvinningsområdet på grund av avståndet mellan de två områdena i fabriken samt andra faktorer. En annan orsak är tillförlitligheten vid att skilja åt områdena.The system according to the invention has never been investigated or used before, as it has never been intended to "combine" the boiler / boiling area and the recycling area due to the distance between the two areas in the factory and other factors. Another reason is the reliability of separating the areas.

Det är inte önskvärt att ha det ena av dessa områden "upprört", vilket skulle förorsaka ett driftstopp på det andra området. Synnerligen skadliga är uppröranden på återvinningsområdet förorsakande ett driftstopp av kokaren.It is not desirable to have one of these areas "upset", which would cause a downtime in the other area. Particularly harmful are disturbances in the recovery area causing a shutdown of the boiler.

Kort sagt skulle förlorandet av det ena området vålla ytterst stora problem på det andra området. Processen enligt uppﬁnningen övervinner dessa problem. 10 532 482 "Effektiv användning" att den ersätter användningen av färsk ånga med hög verkningsgrad. Av denna anledning är av avspänningsånga betyder lösningen enligt uppfinningen som fördelaktigast, när bara ett avspânningskärl används. Även om uppfinningen har beskrivits i anslutning till vad som för närvarande kan anses vara de mest praktiska och föredragna utföringsformerna, är det underförstått att uppfinningen inte är begränsad till utföringsformerna, utan tvärtom är avsedd att täcka olika modifikationer och ekvivalenta utföranden och variationer som faller inom ramen för de bifogade patentkraven. de beskrivnaIn short, the loss of one area would cause enormous problems in the other area. The process according to the invention overcomes these problems. 10 532 482 "Efficient use" that it replaces the use of fresh steam with high efficiency. For this reason, the solution according to the invention means that the solution according to the invention is most advantageous when only one relaxation vessel is used. Although the invention has been described in connection with what may at present be considered as the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the embodiments, but on the contrary is intended to cover various modifications and equivalent embodiments and variations which fall within the scope. for the appended claims. the ones described

Claims

10 15 20 25 30 532 1152 (KZ- PÅTENTKRAV

A process for using black liquor flash steam originating from a boiler system of a chemical pulp mill, which process comprises the following steps: (a) black liquor is produced in the boiler system, (b) the black liquor is fed to an evaporation system, which comprises a ﬂ power evaporator having at least six effects and a control means for feeding said black liquor into a desired evaporator power in said ff effect evaporator, without using any pre-evaporation system, the temperature of the black liquor supplied to the evaporation system being about 130 ° C or higher, and the black liquor by the control means being supplied with a suitable evaporator power, which is determined by the black liquor temperature , (c) the black liquor is relaxed in the evaporation system to generate steam, where at least a part of the steam is used for basing chips in a chip silo and / or to feed indirect heat exchangers in the boiler system for the purpose of preheating white liquor and / or filtrate for use in the boiler system.

A method according to claim 1, wherein the temperature of the black liquor when fed into said evaporation system is about 130 ° C - about 170 ° C.

A method according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the black liquor fed to the evaporation system is about 130 ° C - about 150 ° C.

A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the black liquor supplied to an effect in the evaporation system is about 130 ° C or higher.

A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the black liquor supplied to an effect in the evaporation system is about 130 ° C - about 150 ° C. 10 15 20 25 30 532 452 (x

A method according to any one of claims 1 to 5, further utilizing a pressurized tiber filter between the boiler system and the evaporation system.

A method according to claim 6, wherein the filter allows the fiber removal from the black liquor flow to a level of about 40 ppm upon departure from the filter.

A system in a chemical pulp mill comprising: (a) a boiler system capable of producing black liquor, (b) an evaporation system, comprising a multi-power evaporator having at least six effects, and a control means for feeding said black liquor into a desired evaporator power among at least two effects in said ﬂ effect evaporator, wherein the system in a chemical pulp mill is not provided with any pre-evaporation system, and wherein black liquor can be relaxed in the evaporation system to generate steam, and at least part of the steam can be used for basing ﬂ ice in an ﬂ ice silo and / or to feed indirect heat exchangers into the boiler system for the purpose of preheating white liquor and / or filtrate for use in the boiler system.

The system of claim 8, further comprising a pressurized fiber filter between the boiler system and the evaporator system.

The system of claim 9, wherein the filter is capable of allowing ﬁ the removal distance from a black liquor ﬂ to a level of about 40 ppm upon departure from the filter.

A system according to claim 8, comprising two or two boilers.

Use of steam generated in the evaporation system of a chemical pulp mill for basing chips in an ice silo and / or for feeding indirect heat exchangers into the boiler system for the purpose of preheating white liquor and / or filtrate for use in the boiler system, the steam being generated by relaxation black liquor originating from the boiler in an effect of the evaporation system, which comprises a 532 452 multi-power evaporator with at least six effects and a control means for feeding said black liquor into a desired evaporator power in said ﬂ effect power evaporator, and which lacks a pre-evaporation system.