Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США №61/473,712, поданной 8 апреля 2011 г. и включенной сюда посредством ссылки в полном объеме.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к обработке целлюлозы и, в частности, к способу и установке для эффективного производства целлюлозы различных типов, используя процесс сульфатной варки (крафт процесс).
Уровень техники
Целлюлозная масса, которую получают из органических материалов, например, из древесной щепы или других растений, может перерабатываться в изделия из целлюлозы относительно низкого сорта, например, бумагу, или в изделия из целлюлозы относительно высокого сорта для изготовления различных синтетических тканей или изделий. Например, целлюлоза высокого сорта потенциально может использоваться для изготовления искусственного шелка и других синтетических материалов и тканей или может использоваться для производства ацетат-целлюлозы или эфиров целлюлозы, которые имеют множество промышленных применений. Такая целлюлоза более высокого качества, которая имеет различные уровни чистоты, обычно, носит название растворимая целлюлоза и, обычно, является намного боле дорогостоящей по сравнению с целлюлозой для бумаги.
Существует ряд химических и механических способов обработки органических материалов для производства изделий из целлюлозы, например, бумаги. Некоторые из основных этапов включают в себя подготовку исходного сырья (например, обдирка коры, приготовление стружки), разделение древесных волокон механическими или химическими средствами (например, измельчение, очистка или варка) для отделения лигнина и экстрактивных веществ от целлюлозы древесных волокон, удаление красящих веществ посредством отбеливания и формование бумаги или других изделий из готовой обработанной целлюлозы. В дополнение и применительно к производству целлюлозы и бумаги линии по производству целлюлозы также обычно имеют устройства для получения и восстановления химических веществ, сбора и обработки побочных продуктов для выработки энергии и удаления и обработки отходов с целью уменьшения воздействия на окружающую среду.
Хорошо известный процесс производства целлюлозы представляет собой сульфатный способ варки (крафт процесс), который используется в течение многих десятилетий. В обычном сульфатном способе производства целлюлозы органические материалы обрабатываются с помощью химических веществ и тепла для высвобождения лигнинов и очистки целлюлозы в органических материалах. Органический материал может обрабатываться водной смесью гидроксида натрия и сульфида натрия, известной как белый щелок. Посредством этой обработки разрушается связь между лигнином и целлюлозой, и разрушается большая часть лигнина и часть макромолекул гемицеллюлозы на фрагменты, которые растворимы в крепких основных растворах. Этот процесс высвобождения лигнина из окружающей целлюлозы известен как делигнификация. Растворимая часть затем отделяется от целлюлозной массы.
Во время получения растворимой целлюлозы задача состоит в том, чтобы получить высокую частоту или качество целлюлозы. Качество целлюлозы может оцениваться по нескольким параметрам. Например, процентное содержание альфа-целлюлозы выражает относительную чистоту обработанной целлюлозы. Содержание альфа-целлюлозы может оцениваться и рассчитываться на основе растворимости целлюлозы (например, показатели растворимости S10 и S18). Степени делигнификациии и деградации целлюлозы измеряются числом Каппа («KN») и вязкостью целлюлозы, соответственно. Более высокая вязкость целлюлозы означает более длинную целлюлозную цепь и меньшую деградацию целлюлозы.
Во время получения растворимой целлюлозы перед варкой обычно выполняются стадии предгидролиза и нейтрализации целлюлозы. Предгидролиз, в общем, выполняется для удаления гемицеллюлозы с целью уменьшения содержания лигнинов. Предгидролиз, обычно, выполняется с использованием горячей воды, пара, кислоты (обычно серной кислоты) или какой-либо их комбинации. После предгидролиза органический материал нейтрализуют щелоком для нейтрализации (обычно, щелочная среда), таким как каустик, белый щелок, слабый черный щелок или какая-либо их комбинация. После нейтрализации органический материал варится в варочном котле вместе с различными варочными щелоками для дополнительного растворения гемицеллюлозы и лигнинов. Полученная сваренная целлюлоза, известная как небеленая сульфатная целлюлоза, может быть собрана, промыта и отбелена с помощью процессов, выполняемых ниже по технологическому потоку, для получения целлюлозы с требуемыми характеристиками.
Во время получения целлюлозы для бумаги нет необходимости выполнять предгидролиз и нейтрализацию такого же типа, как во время получения растворимой целлюлозы. Стадия варки для получения целлюлозы для бумаги, в общем, подобна процессу варки дл получения растворимой целлюлозы. Процесс получения целлюлозы для бумаги, в общем, имеет более высокую производительность по сравнению с процессом, используемым для получения растворимой целлюлозы, поскольку в отсутствии предгидролиза и нейтрализации удаляется значительно меньше гемицеллюлозы.
Существуют варочные котлы двух основных типов, используемые для производства целлюлозы. Варочный котел первого типа носит название варочный котел периодического действия и является вертикальным резервуаром, работающим под давлением, который, в общем, используется для выполнения последовательных этапов обработки целлюлозы. Во время получения растворимой целлюлозы такой же варочный котел или вертикальный резервуар, работающий под давлением, сначала используется для предгидролиза и нейтрализации и затем для сульфатной варки. Варочный котел второго типа носит название варочный котел непрерывного действия и, в общем, включает в себя все этапы обработки или несколько из этих этапов во время выполнения варки на различных уровнях отдельного резервуара. Во время получения растворимой целлюлозы в варочном котле непрерывного действия предгидролиз может выполняться в верхней части варочного котла непрерывного действия, а варка в нижней части варочного котла непрерывного действия.
Использование варочного котла непрерывного действия с одним резервуаром для получения растворимой целлюлозы может привести к значительным проблемам. Например, в результате смешивания гидролизата и сульфатных щелоков могут образовываться накипь и загрязнения. В этом случае требуются остановка и очистка системы. Кроме того, более сложным или невозможным может оказаться извлечение гидролизата в качестве побочного продукта. С целью устранения этих проблем были разработаны варочные котлы непрерывного действия с двумя резервуарами, описанные, к примеру, в патентах США №№4436586, 4174997 и 4668340, Эти системы иногда позиционируются как способные поддерживать более качественное отделение кислых щелоков в системе предгидролиза и каустических щелоков в сульфатной системе. Два резервуара варочного котла непрерывного действия работают совместно для выполнения непрерывного процесса, при этом предварительно пропаренная древесная щепа или схожий материал помещается в верхнюю часть первого резервуара, подвергается предгидролизу, когда она проходит вниз в первом резервуаре, до тех пор, пока она, в конечном счете, не выгружается из нижней части этого резервуара, поступает в верхнюю часть второго резервуара и подвергается процессу варки, по мере того, как она проходит вниз по второму резервуару, до тех пор, пока она, в конечном счете, не выгружается из нижней части этого резервуара.
Во многих установках, которые ориентированы на производство целлюлозы для бумаги, применяются варочные котлы непрерывного действия с одним резервуаром. Эти установки не вполне пригодны для производства растворимой целлюлозы. Использование варочного котла непрерывного действия с одним резервуаром для производства растворимой целлюлозы, как указано, приводит к образованию накипи и загрязнений, что, в конечном счете, потребует остановки системы для очистки.
Таким образом, существует необходимость в установке и способе производства целлюлозы, которые обеспечивают повышенные гибкость и эффективность или другие преимущества и, в общем, могут исключить необходимость периодического останова оборудования для его очистки в результате химических реакций во время производства растворимой целлюлозы.
Раскрытие изобретения
Согласно одному аспекту предлагается усовершенствованные способ и установка производства целлюлозы, согласно которым можно избирательно изготавливать целлюлозу разного качества, применяя совместно используемое оборудование непрерывного действия для сульфатной варки и, в случае производства растворимой целлюлозы, дополнительное оборудование для предгидролиза. Способ и установка могут использоваться для экономически рентабельной модернизации существующей линии по производству целлюлозы для бумаги с дополнительной системой резервуара, работающего под давлением, работающей в периодическом режиме совместно с определенным вспомогательным оборудованием, так чтобы линия избирательно и эффективно производила или целлюлозу для бумаги или растворимую целлюлозу.
По одному или нескольким вариантам выполнения способ и установка производства целлюлозы, используемые применительно к сульфатной варке, включают в себя варочный котел непрерывного действия совместно с расположенным ниже по технологическому потоку оборудованием для обработки полученной небеленой сульфатной целлюлозы, которое может включать в себя, помимо прочего, оборудование и процессы для промывки небеленой сульфатной целлюлозы и ее обработки посредством кислородной делигнификации, отбеливания целлюлозы, подвергнутой делигнификации, и сушки целлюлозы. Для производства целлюлозы для бумаги или, в общем, целлюлозы более низкого качества, древесная щепа или другие материалы, содержащие органические волокна, с начала процесса могут направляться в варочный котел непрерывного действия для варки процесса. Для получения растворимой целлюлозы или, в общем, целлюлозы более высокого качества древесная щепа или другие материалы, содержащие органические волокна, сначала могут направляться в вертикальный резервуар, работающий под давлением, действующий в периодическом режиме, для выполнения предгидролиза, после чего полученная щепа, подвергнутая предгидролизу, может быть направлена в варочный котел непрерывного действия для варки.
По первому аспекту совместно используемое оборудование может применяться для выборочного производства или целлюлозы для бумаги или растворимой целлюлозы, в зависимости от того, используется ли вертикальный резервуар, работающий под давлением, для предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, и подвергается ли он каким-либо соответствующим модификациям или оптимизациям параметров варки и последующих этапов ниже по технологическому потоку. Это может существенно уменьшить расходы и обеспечить повышенную гибкость производства.
По другому аспекту линия по обработке целлюлозы для бумаги, в которой используется варочный котел непрерывного действия, может быть модифицирована или модернизирована с помощью устанавливаемой выше по технологическом потоку системы вертикального сосуда, работающего под давлением, функционирующей в периодическом режиме (совместно с вспомогательным оборудованием, которое может быть необходимо), так чтобы вся комбинированная система могла производить растворимую целлюлозу при условии соответствующих модификаций или оптимизаций параметров варки и последующих этапов, расположенных ниже по технологическому потоку. Помимо прочего, этот подход преимущественно позволяет использовать существующую линию по обработке целлюлозы для бумаги для производства более качественной и более дорогостоящей растворимой целлюлозы, обеспечивает уменьшение расходов и высокую гибкость производства. Он также позволяет получать на месте белый щелок и черный щелок на той же линии (например, применительно к процессу получения белого щелока, например, в установке или устройстве рекаустизации, или применительно к действиям по промывке), используемые в качестве жидкостей для нейтрализации во время получения растворимой целлюлозы, потенциально исключая необходимость использования внешнего источника таких щелоков.
По еще одному аспекту предлагаются установка и способ для производства растворимой целлюлозы посредством использования вертикального резервуара, работающего под давлением, для выполнения предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, после которого предусмотрен варочный котел непрерывного действия для выполнения сульфатной варки. После варки могут выполняться этапы, предусмотренные ниже по технологическому потоку для обработки полученной небеленой сульфатной целлюлозы, например, включая сюда промывку небеленой сульфатной целлюлозы и ее обработку посредством кислородной делигнификации, отбеливание целлюлозы, подвергнутой делигнификации, и сушку целлюлозы.
Варианты выполнения изобретения также пригодны для модернизации линий для производства целлюлозы для бумаги с целью получения дополнительной возможности производства растворимой целлюлозы. Модернизированная установка для производства целлюлозы для бумаги при необходимости может использоваться для производства исключительно растворимой целлюлозы.
Другие варианты выполнения, альтернативы и изменения также описаны со ссылкой на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показана общая схема установки по обычному способу производства целлюлозы для бумаги, в общем, известному в существующем уровне техники;
фиг.2 - общая схема двухфункциональной линии по производству целлюлозы различных сортов по описанному здесь варианту выполнения;
фиг.3 - более детальная схема согласно общей установке из фиг.1, на которой показана часть известной установки, включающая в себя предварительную обработку древесной щепы и ее использование применительно к процессу получения целлюлозы для бумаги, известного в существующем уровне техники;
фиг.4 - более детальная схема части двухфункциональной линии по производству целлюлозы, в общем, согласно фиг.2 для производства целлюлозы различных сортов, которая может использоваться для модернизации существующей линии по производству бумаги, в которой используется система варочного котла непрерывного действия, по описанному здесь варианту выполнения;
фиг.5, 6, 7А-1С и 8 - схематичные виды в разрезе вертикального резервуара, работающего под давлением, или другого реакционного резервуара, на которых показан пример уровней щелока и материала, которые могут использоваться применительно к процессам предгидролиза и нейтрализации, выполняемым во время сульфатного процесса для получения растворимой целлюлозы, описанного со ссылкой на фиг.2 и 4;
фиг.9-10 - технологические схемы процесса производства целлюлозы, показывающие избранные стадии процесса, во время которых могут образовываться различные щелоки, которые могут отводиться и использоваться, помимо прочего, в процессе нейтрализации, выполняемом во время получения растворимой целлюлозы.
Осуществление изобретения
По одному или нескольким вариантам выполнения предлагаются способ и установка для модернизации или модификации существующей линии по производству целлюлозы для бумаги, использующей варочный котел непрерывного действия, так чтобы линия могла избирательно и рентабельно производить или целлюлозу для бумаги или растворимую целлюлозу. Пример варианта выполнения включает в себя вертикальный резервуар, работающий под давлением, работающий в периодическом режиме и установленный выше варочного котла непрерывного действия по технологическому потоку. Система подачи щепы для варочного котла непрерывного действия может быть модифицирована таким образом, чтобы обычный поток древесной щепы или другого материала, содержащего волокна, вместо своего обычного пути в варочный котел непрерывного действия направлялся в вертикальный резервуар, работающий под давлением, где затем выполняют предгидролиз и нейтрализацию в периодическом режиме. Затем предварительно обработанная древесная щепа или другой материал, содержащий волокна, может направляться на хранение в резервуар для хранения с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы по процессу сульфатной варки. Обычные стадии промывки, сортировки, делигнификации и сушки целлюлозы могут выполняться последовательно. При необходимости возврата к получению целлюлозы для бумаги систему можно легко переключить на подачу материала, содержащего волокна, в варочный котел непрерывного действия в обход оборудования вертикального резервуара, работающего под давлением.
В различных вариантах выполнения способ и установка для избирательного производства целлюлозы различных сортов или качества включают в себя конфигурацию, в которой вертикальный резервуар, работающий под давлением, работающий в периодическом режиме, расположен выше варочного котла (или с одним резервуаром или с несколькими резервуарами) непрерывного действия по технологическому потоку, при этом варочный котел непрерывного действия может избирательно выполнять сульфатную варку целлюлозы для бумаги или растворимой целлюлозы. Вертикальный резервуар, работающий под давлением, используется для предгидролиза и нейтрализации, когда система производит растворимую целлюлозу, и предпочтительно имеет производительность, достаточную для обеспечения непрерывной подачи подвергнутого предгидролизу материала, содержащего волокна, в варочный котел непрерывного действия. Вертикальный резервуар, работающий под давлением, в общем, может не использоваться применительно к получению целлюлозы для бумаги. Система подачи и предварительной обработки может использоваться для выборочной подачи материала, содержащего органические волокна, в вертикальный резервуар, работающий под давлением, во время получения растворимой целлюлозы или в варочный котел непрерывного действия во время получения целлюлозы для бумаги.
В предпочтительном варианте выполнения резервуар для хранения расположен между вертикальным резервуаром, работающим под давлением, периодического действия и варочным котлом непрерывного действия для хранения щепы, подвергнутой предгидролизу и нейтрализации. Обработанная щепа, хранящаяся в резервуаре для хранения, может транспортироваться после предгидролиза и нейтрализации либо непосредственно в варочный котел непрерывного действия или в его систему подачи в случае системы с одиночным резервуаром, либо в резервуар для пропитки или первый из двух резервуаров в случае системы с двумя резервуарами.
Различные варианты выполнения станут более понятными при сравнении с обычными установками и способами, используемыми в настоящее время в области техники, к которой относится изобретение.
На фиг.1 показана технологическая схема обычной установки 100 и способ получения целлюлозы для бумаги по существующему уровню техники. Установка 100 включает в себя подачу древесной щепы 105 (или других исходных материалов, содержащих органические волокна) после предварительной обработки древесной щепы, например, пропаривания или другой подготовительной обработки совместно с различными щелоками или щелочными растворами в варочный котел 120 непрерывного действия обычной конструкции, например, в указанном только в качестве примера, а не для ограничения, варочный котел Kamyr® непрерывного действия, который изготавливает и предлагает для продажи компания Andritz-Ahlstrom Inc., Гленс-Фоллс, штат Нью-Йорк, или варочный котел непрерывного действия такого типа, который изготавливает и предлагает для продажи компания Metso Corporation, Карлстад, Швеция, или варочный котел непрерывного действия какого-либо другого типа. Варочный котел 120 непрерывного действия может быть варочным котлом с одним резервуаром или с двумя резервуарами и, в общем, может иметь несколько зон для выполнения различных обработок древесной щепы или другого органического материала, когда она проходит от верхней части варочного котла 120 непрерывного действия, где она поступает в котел, к нижней части варочного котла 120 непрерывного действия, где она удаляется в виде небеленой сульфатной целлюлозы, т.е. небеленой твердой целлюлозной массы для последующего изготовления бумажной или подобной массы.
После варки небеленая сульфатная целлюлоза 122 может удаляться из варочного котла 120 непрерывного действия и временно храниться в резервуаре 125 для хранения с последующей сортировкой, промывкой и обработкой во время процесса 130 промывки и кислородной делигнификации. Сортировка способствует отделению целлюлозы от костры (не полностью разделенные пучки древесных волокон), сучков (непроваренная щепа), грязи и других отходов. После этого небеленая сульфатная целлюлоза может быть подвергнута промывке в один или несколько последовательных этапов для отделения отработанного варочного щелока и растворенных материалов от целлюлозного волокна. После промывки очищенная небеленая сульфатная целлюлоза может быть смешана с окисленным белым щелоком и может поступать в реакционный резервуар (т.е. может подвергаться кислородной делигнификации) для дополнительного отделения лигнина. Очищенная целлюлоза, поступающая из реакционного резервуара, несколько раз промывается во втором блоке промывки и сепарации, после чего она может, в случае необходимости, храниться в расположенном ниже по технологическому потоку резервуаре 135 для хранения.
Полученная очищенная небеленая целлюлоза 132 может быть направлена в расположенную ниже по технологическому потоку отбельную установку 140 для дополнительной делигнификации и осветления (т.е. удаления образовавшихся хромофорных веществ). После отбеливания обработанная целлюлоза 142 может временно храниться в другом расположенном ниже по технологическому потоку резервуаре 145 для хранения, после чего она может поступать в устройство 150 сушки целлюлозы. После сушки из полученной целлюлозы 160, имеющей качество для производства бумаги, могут быть образованы тюки или другие схожие материалы.
Другие особенности обычной установки 100 из фиг.1 показаны на фиг.3, где показан начальный участок 300 установки, включающий в себя предварительную обработку древесной щепы посредством ее обработки выше по технологическому потоку перед обработкой в варочном котле непрерывного действия. Как показано на фиг.3, система 305 подачи может включать в себя, помимо прочего, транспортер 370, горизонтальное шлюзовое устройство 375 подачи (например, шнековый транспортер), бункер для щепы или силос 376 для щепы и устройство 374 подачи высокого давления. В обычном способе древесная щепа или другой исходный материал, содержащий органические волокна, подается из груды щепы с помощью ряда ленточных транспортеров 370 и помещается (например, через желоб) в горизонтальное шлюзовое устройство 375 подачи, откуда она поступает в бункер для щепы или силос 376 для щепы, в котором она подвергается пропариванию для нагрева и удаления воздуха. После силоса 376 для щепы могут быть установлены дозатор щепы, одна или несколько горизонтальных пропарочных камер (которые, обычно больше не используются в современных системах), устройство подачи низкого давления, желоб для щепы и устройство 374 подачи высокого давления, в котором предварительно обработанная древесная щепа может подвергаться дополнительному воздействию одного или нескольких щелоков. В совокупности система 305 подачи может служить для удаления из древесной щепы воздуха, нагрева щепы и нагнетания в ней давления, а также для начального воздействия на щепу варочных щелоков при подготовке к стадии варки.
Далее предварительно обработанная древесная щепа, по мере необходимости, может транспортироваться с помощью устройства 374 подачи высокого давления в варочный котел 320 непрерывного действия, который обычно является высоким цилиндрическим резервуаром. Устройство 374 подачи высокого давления подает смесь к впуску 328 сверху варочного котла 320 непрерывного действия, который может быть оснащен, например, сепаратором 381, который может быть инверсионным верхним сепаратором или сепаратором другого типа. Когда смесь древесной щепы подается в варочный котел 320 непрерывного действия, белый щелок или другие варочные щелоки (в зависимости от конкретного способа) могут быть добавлены к щепе для образования суспензии. Если варочный котел 320 непрерывного действия является котлом гидравлического типа, суспензия щепы и щелока может, к примеру, поступать в верхний сепаратор, который обычно включает в себя шнековый транспортер, который удаляет излишнюю жидкость из суспензии, когда суспензия транспортируется вниз к смежной камере варочного котла 320 непрерывного действия. Если варочный котел 320 непрерывного действия является котлом с паровой фазой, сепаратор 381 может быть инверсионным верхним сепаратором, который включает в себя пространство с наддувом сжатым газом, куда поступает суспензия щепы и щелока. Инверсионный верхний сепаратор может удалять излишнюю жидкость из суспензии, когда он транспортирует смесь вверх с помощью спирального шнекового транспортера и выгружает суспензию таким образом, чтобы она опускалась в следующую камеру варочного котла 320 непрерывного действия.
Излишний щелок, удаляемый сепаратором 381, обычно возвращается в устройство 374 подачи высокого давления для транспортирования щепы в варочный котел. Излишний щелок рециркулируется в устройство 374 подачи высокого давления с помощью насоса 377 и используется для образования начальной смеси щепы, которая транспортируется устройством 374 подачи высокого давления к верхнему впуску 328 варочного котла 320 непрерывного действия.
Суспензия щепы и щелока движется вниз с регулируемым расходом от верхней части варочного котла 320 непрерывного действия к его нижней части. Варочный котел 320 непрерывного действия делится на ряд камер, включающих в себя в этом примере камеры 382, 383, 384, 385, 386, через которые проходит суспензия для выполнения цикла варочных процессов. Между каждой парой камер обычно расположено сито, например, сита 393, 394, 395 и 396, вместе с насосом, нагревателем и обратным трубопроводом (не показаны на фиг.3). Сита 393, 394, 395 и 396, в общем, удерживают материал суспензии, когда щелок подвергается экстракции, модифицируется (посредством добавления или удаления щелока), подвергается нагнетанию давления, нагревается и возвращается в варочный котел 320 непрерывного действия рядом с ситом. Для уменьшения сжатия или уплотнения щепового столба рядом с каждым ситом диаметр варочного котла 320 непрерывного действия обычно немного расширяется на участке вокруг или ниже сита, что позволяет получить ряд камер 382, 383, 384, 385 и 386, которые постепенно расширяются в радиальном направлении от верхней части варочного котла 320 непрерывного действия к его нижней части, как показано на фиг.3.
Суспензия пропитывается, варится (в верхней варочной зоне и нижней варочной зоне) и промывается в варочном котле 320 непрерывного действия во время ряда стадий, соответствующих различным камерам 382, 383, 384, 385 и 386 варочного котла 320 непрерывного действия. Частично в зависимости от выбранной температуры нагрева варочных щелоков и регулирования направленного вниз потока посредством модулирования скорости экстракции суспензии или рециркуляции жидкой смеси, могут регулироваться значение времени (значения времени) и температура (температуры), при которых выполняется варка суспензии. Диапазоны времени и температуры для варки суспензии с получением небеленой сульфатной целлюлозы, пригодной для изготовления целлюлозы для бумаги, хорошо известны специалистам в данной области, хотя отдельные линии часто имеют собственные диапазоны и регулировки, соответствующие общему процессу варки.
После варки и промывки суспензии полученная небеленая сульфатная целлюлоза подвергается экстракции через линию 322 продувки или другое средство, расположенное у нижней части варочного котла 320 непрерывного действия. Затем небеленая сульфатная целлюлоза транспортируется ниже по технологическому потоку для дальнейшей обработки, как описано выше со ссылкой на фиг.1.
Несмотря на то, что многие линии используются для производства целлюлозы для бумаги, также желательно, чтобы в ряде применений, таких как производство синтетических материалов или производных целлюлозы, таких как ацетат, использовалась целлюлоза относительно высокой чистоты или качества, которая имеет существенно уменьшенные количества гемицеллюлозы и относительно высокое процентное содержание целлюлозы, известной как растворимая целлюлоза. Качество целлюлозы может оцениваться по нескольким параметрам. Например, процентное содержание альфа-целлюлозы, которое означает относительную чистоту обработанной целлюлозы, отображается в растворимости целлюлозы, что может выражаться показателями растворимости S10 или S18, как принято в данной области. Степени делигнификации и деградации целлюлозы выражаются числом Каппа («KN») и вязкостью целлюлозы, соответственно. Более высокая вязкость целлюлозы означает более длинную целлюлозную цепь и меньшую деградацию. Стандарт 2365 om-99 Технической ассоциации целлюлозно-бумажной промышленности (TAPPI) определяет стандартный способ определения числа Каппа целлюлозы, которое указывает на содержание лигнина или белимость целлюлозы.
В обычной системе, показанной на фиг.1 и 3, имеются сложности в производстве растворимой целлюлозы. Использование варочного котла непрерывного действия с одним резервуаром, например, показанного на фиг.1 и 3, для получения растворимой целлюлозы может создать значительные проблемы. Для получения растворимой целлюлозы в обычно используемом процессе сульфатной варки, обычно, перед варкой предусматривается предгидролиз. При использовании варочного котла непрерывного действия с одним резервуаром предгидролиз должен выполняться в одной из верхних камер варочного котла. Поскольку камеры не могут быть полностью изолированы друг от друга, гидролизат, полученный на стадии предгидролиза, и варочные щелоки с последующих стадий смешиваются и вызывают реакции, которые, в конечном счете, ведут к образованию накипи или загрязнению внутренней стороны варочного котла непрерывного действия или вспомогательных трубопроводов или резервуаров. В таких случаях, неизбежно происходящих время от времени, система должна быть остановлена и очищена, что значительно увеличивает расходы и приводит к временному прекращению эксплуатации. Другая проблема, связанная с использованием варочного котла непрерывного действия с одним резервуаром, состоит в том, что более сложно или невозможно отдельно извлечь гидролизат в качестве побочного продукта.
В попытке решения этих проблем были разработаны варочные котлы непрерывного действия с двумя резервуарами. Эти системы иногда позиционируются как имеющие возможность поддерживать более качественное отделение кислых щелоков со стадии предгидролиза и каустических щелоков со стадии сульфатной варки. Как указано выше, два резервуара варочного котла непрерывного действия работают совместно для выполнения непрерывного процесса, при этом предварительно пропаренная щепа или схожий материал помещается в верхнюю часть первого резервуара, подвергается предгидролизу, когда она проходит вниз в первом резервуаре, до тех пор, пока она, в конечном счете, не выгружается из нижней части этого резервуара, поступает в верхнюю часть второго резервуара и подвергается процессу варки, когда она проходит вниз по второму резервуару, до тех пор, пока она, в конечном счете, не выгружается из нижней части этого резервуара. Однако конструкция варочного котла непрерывного действия с двумя резервуарами все еще может страдать от непреднамеренного смешивания гидролизата и сульфатных варочных щелоков, что, в свою очередь, может привести к накоплению нежелательной накипи или веществ на внутренней части варочного котла непрерывного действия. Варочный котел непрерывного действия с двумя резервуарами также может быть значительно более дорогостоящим по сравнению с варочным котлом непрерывного действия с одним резервуаром, хотя он обеспечивает получение намного большей производительности по целлюлозе, в то время как размеры одного резервуара не позволяют регулировать процесс надлежащим образом. С другой стороны, большинство более старых и менее производительных (например, менее 2000 т/д воздушной сушки) линий для производства целлюлозы, использующихся в настоящее время, оборудованы варочным котлом с одним резервуаром и не имеют преимуществ более сложной конструкции с варочным котлом с двумя резервуарами. Поскольку в большинстве линий, изготавливающих целлюлозу для бумаги, отсутствует необходимость в предгидролизе, в этих линиях обычно используется менее дорогостоящий варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром, конструкция которого более пригодна для производства целлюлозы для бумаги.
По одному или нескольким описанным здесь вариантам выполнения способ и установка для модификации или модернизации существующей линии для производства целлюлозы для бумаги с целью производства растворимой целлюлозы, или с целью селективного производства целлюлозы различных сортов или качества включают в себя использование конфигурации, в которой вертикальный резервуар, работающий под давлением, эксплуатируемый в режиме периодического действия, расположен выше варочного котла непрерывного действия по технологическому потоку, как показано в примере на фиг.2. На фиг.2 установка 200 для производства целлюлозы включает в себя выборочную подачу измельченного целлюлозного волокна 205, такого как древесная щепа или другой исходный материал, содержащий органические волокна, и соответствующих щелоков или щелочных растворов либо (i) в систему 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, которая может содержать один или несколько резервуаров, схожих, по существу, с варочными котлами периодического действия, с целью начала процесса получения растворимой целлюлозы, либо (ii) в варочный котел (220) непрерывного действия для начала процесса получения целлюлозы для бумаги.
Во время получения растворимой целлюлозы измельченное целлюлозное волокно 205 отводится от стандартной точки 207 ввода в процесс непрерывной сульфатной варки, будь то бункер для щепы, силос для щепы, буферная труба или другое средство, и подается в систему 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, комбинированной установки 200. Система 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, эксплуатируется в режиме периодического действия и подвергает древесную щепу или другой материал 206 предгидролизу и нейтрализации, как обычно выполняется во время получения растворимой целлюлозы в установке полностью периодического действия. По завершении процессов предгидролиза и нейтрализации щепа может перемещаться из системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, в резервуар 215 для хранения с последующей подачей в варочный котел 220 непрерывного действия для выполнения процесса сульфатной варки с соблюдением температур, уставок по времени и других параметров, необходимых для получения небеленой сульфатной целлюлозы для производства растворимой целлюлозы. Предпочтительно, общая производительность системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, и, тем самым, количество резервуаров, работающих под давлением, должны соответствовать существующей производительности линии и, в частности, ее котла-утилизатора, поскольку отношение количества твердых веществ на тонну целлюлозной массы является различным для целлюлозы для бумаги и растворимой целлюлозы. Например, в случае использования древесины эвкалипта количество твердых веществ на котел-утилизатор может, в общем, составлять от 1,4 до 1,5 тонн сухого вещества на тонну воздушно сухой целлюлозы для целлюлозы для бумаги, а для растворимой целлюлозы это значение может, в общем, составлять от 2,34 до 2,4 тонн сухого вещества на тонну воздушно сухой целлюлозы. Таким образом, линия для производства сульфатной целлюлозы, производящая 1000 тонн воздушно сухой целлюлозы для бумаги в день, должна иметь котел-утилизатор производительностью приблизительно 1500 тонн сухого вещества в день, при этом производительность системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, предпочтительно должна выбираться таким образом, чтобы линия производила приблизительно 625 тонн воздушно сухой растворимой целлюлозы в день с учетом используемого показателя 2,4 тонн сухого вещества на тонну воздушно сухой целлюлозы.
Несмотря на то, что на фиг.2 показан случай, когда подвергнутая предгидролизу щепа или другой материал, содержащий волокна, хранятся в резервуаре 215 для хранения, в других вариантах выполнения щепа может поступать в варочный котел 220 непрерывного действия непосредственно из системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством использования одного или нескольких клапанов для переключения между различными резервуарами, работающими под давлением, в системе 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, в результате чего обеспечивается непрерывная подача материала в варочный котел 220 непрерывного действия. В таком варианте выполнения желательно, чтобы резервуары системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, имели достаточную производительность для подачи материала в варочный котел 220 непрерывного действия без прерывания процесса.
Как вариант, в вариантах выполнения, где используется резервуар 215 для хранения, варочный котел 220 непрерывного действия может выборочно получать материал из резервуара 215 для хранения или непосредственно из одного или нескольких резервуаров системы 210 вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством использования одного или нескольких клапанов для управления подачей материала в варочный котел 220 непрерывного действия. В этом случае может потребоваться резервуар 215 для хранения меньшего размера.
Во время получения целлюлозы для бумаги древесная щепа или другой материал 207, поступающий в варочный котел 220 непрерывного действия, может подвергаться пропариванию и другой предварительной обработке, как описано выше и общепринято в отношении производства целлюлозы для бумаги. После подачи материала в варочный котел 220 непрерывного действия может выполняться пропаривание с соблюдением температур, уставок по времени и других параметров, необходимых для получения небеленой сульфатной целлюлозы для производства целлюлозы для бумаги.
Варочный котел 220 непрерывного действия может иметь конструкцию любого типа и в качестве примера, а не для ограничения может быть варочным котлом Kamyr® непрерывного действия, который изготавливает и предлагает для продажи компания Andritz-Ahlstrom Inc., Гленс-Фоллс, штат Нью-Йорк, или варочным котлом Lo-Solids® непрерывного действия, который изготавливает и предлагает для продажи компания Andritz AG, Австрия, или варочным котлом непрерывного действия такого типа, который изготавливает и предлагает для продажи компания Metso Corporation, Карлстад, Швеция, или варочным котлом непрерывного действия какого-либо другого типа. Помимо других возможностей, варочный котел 220 непрерывного действия может быть варочным котлом с одним резервуаром и с несколькими резервуарами (например, с двумя резервуарами) и может быть, фактически, гидравлическим котлом или котлом с паровой фазой. Как указано выше, варочный котел 220 непрерывного действия, в общем, имеет ряд зон или камер для выполнения различных обработок древесной щепы или другого органического материала, когда они проходят от верхней части варочного котла 220 непрерывного действия, где они поступают в котел, к нижней части варочного котла 220 непрерывного действия, где они удаляется в виде небеленой сульфатной целлюлозы, т.е. твердой небеленой сульфатной целлюлозной массы для получения, в конечном счете, либо целлюлозы для бумаги, либо растворимой целлюлозы, исходя из конкретной ситуации.
После варки целлюлозы для бумаги или растворимой целлюлозы полученная небеленая сульфатная целлюлоза 222 извлекается из варочного котла 220 непрерывного действия и временно помещается на хранение в резервуар 225 для хранения. Отсюда небеленая сульфатная целлюлоза может поступать на сортировку, промывку и обработку во время процесса 230 промывки и кислородной делигнификации, как описано выше. Сортировка способствует отделению целлюлозы от костры (не полностью разделенные пучки древесных волокон), сучков (непроваренная щепа), грязи и других отходов. Промывка может выполняться с помощью любых средств, например, посредством использования горизонтальных конвейерных моечных машин, моечных машин с вращающимся барабаном, вакуумных машин, моечных прессов, уплотняющих машин, атмосферных диффузоров или диффузоров, работающих под давлением, и других средств. После промывки очищенная небеленая сульфатная целлюлоза может быть смешана с белым щелоком и может поступать в реакционный резервуар. Очищенная целлюлоза, поступающая из реакционного резервуара, обычно, несколько раз промывается во втором блоке промывки и сепарации, после чего она может, в случае необходимости, храниться в расположенном ниже по технологическому потоку резервуаре 235 для хранения.
Полученная очищенная небеленая целлюлоза 232 может быть направлена в расположенную ниже по технологическому потоку отбельную установку 240 для дополнительной делигнификации и осветления с целью удаления образовавшихся хромофорных веществ. После отбеливания обработанная целлюлоза 242 может временно храниться в другом расположенном ниже по технологическому потоку резервуаре 245 для хранения, после чего она может поступать в устройство 250 сушки целлюлозы. После сушки из полученной целлюлозы 260 для бумаги или растворимой целлюлозы 265 могут быть образованы тюки или другие схожие материалы.
Несмотря на то, что как целлюлоза для бумаги, так и растворимая целлюлоза будут подвергаться схожей обработке на стадиях сортировки, промывки, делигнификации, отбеливания и сушки, эти стадии могут быть оптимизированы или приведены в соответствие, чтобы принять в расчет различные характеристики целлюлозы для бумаги (или небеленой сульфатной целлюлозы) и растворимой целлюлозы (или небеленой сульфатной целлюлозы). Например, растворимая целлюлоза, в общем, варится таким образом, что она будет иметь более низкое число Каппа по сравнению с целлюлозой для бумаги, в результате чего условия отбеливания растворимой целлюлозы будут намного более мягкими при меньшем химическом расходе на тонну воздушно сухой целлюлозы.
Дополнительные особенности начальной стадии возможного варианта выполнения установки 200, показанной на фиг.2, представлены на фиг.4, где показана подача древесной щепы вплоть до ее обработки в варочном котле непрерывного действия. Как показано на фиг.4. система 405 подачи и предварительной обработки может включать в себя, помимо прочего, один или несколько транспортеров 470, 409, горизонтальное шлюзовое устройство 475 подачи (например, шнековый транспортер), бункер для щепы или силос 476 для щепы, дозатор щепы, устройство подачи низкого давления и устройство 474 подачи высокого давления или группу насосов. Древесная щепа или другой исходный материал, содержащий органические волокна, подается из груды 471 щепы на первый транспортер или систему 470 транспортирования, откуда она поступает на реверсивно управляемый промежуточный транспортер или систему 409 транспортирования. Промежуточный транспортер или система 409 транспортирования может двигаться в одном направлении для подачи древесной щепы или другого материала, содержащего органические волокна (например, через желоб), в систему 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, когда система производит растворимую целлюлозу, и в противоположном направлении для подачи древесной щепы или другого материала, содержащего органические волокна, в горизонтальное шлюзовое устройство 475 подачи, когда система производит целлюлозу для бумаги. Как указано выше, система 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, может содержать один или несколько реакционных резервуаров периодического действия, в общем, схожих с варочным котлом периодического действия или другим реакционным резервуаром (резервуарами), работающим под давлением.
Когда установка производит целлюлозу для бумаги, ее функционирование аналогично функционированию, описанному со ссылкой на фиг.1 и 3. В частности, после того как щепа или схожий материал будет загружена из промежуточного транспортера или системы 409 транспортирования в горизонтальное шлюзовое устройство 475 подачи, она, как описано выше, подвергается пропариванию под давлением перед варкой. Затем щепа подается в бункер для щепы или силос 476 для щепы, в котором она может подвергаться пропариванию с целью нагрева и удаления воздуха. Бункер для щепы или силос 476 для щепы соединен с помощью дозатора щепы и устройства подачи низкого давления с устройством 474 подачи высокого давления, в котором предварительно обработанная древесная щепа может подвергаться дополнительному воздействию одного или нескольких щелоков. В совокупности система 405 подачи может, помимо прочего, служить для удаления из древесной щепы воздуха, нагрева щепы и нагнетания в ней давления, а также для начального воздействия на щепу варочных щелоков при подготовке к стадии варки в случае производства целлюлозы для бумаги.
Далее предварительно обработанная древесная щепа, по мере необходимости, может транспортироваться в варочный котел 420 непрерывного действия с помощью устройства 474 подачи высокого давления, подающего смесь материала щепы и щелоков к впуску 428 сверху варочного котла 420 непрерывного действия, как описано выше со ссылкой на фиг.3. Также, как описано выше, варочный котел 420 непрерывного действия может быть оснащен, например, сепаратором 481, который может быть инверсионным верхним сепаратором или сепаратором другого типа, и может иметь ряд камер или зон в направлении сверху вниз, с помощью которых последовательно выполняются различные циклы варочного процесса. Затем предварительно обработанная щепа подвергается варке в варочном котле 420 непрерывного действия согласно соответствующему способу производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги.
Когда установка производит растворимую целлюлозу, щепа или схожий материал подается в систему 410 вертикального резервуара, работающего под давлением (например, один или несколько резервуаров, работающих под давлением), для выполнения предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме. В предпочтительном варианте выполнения щепа или схожий материал уплотняется в резервуарах системы 410 резервуара, работающего под давлением, с помощью пара низкого давления и затем нагревается с помощью пара низкого давления и пара среднего давления до требуемой температуры, например, 165°C с поддержанием выбранной температуры. Для уплотнения и нагрева щепы или схожего материала также могут использоваться другие средства, и могут быть выбраны другие температуры в зависимости от природы процесса и материала целлюлозы.
После предгидролиза содержимое резервуаров системы 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, может иметь относительно низкое значение pH, например, приблизительно 2. После предгидролиза начинается стадия нейтрализации посредством добавления различных щелочных жидкостей или щелоков, например, белого щелока (который предпочтительно получают в установке рекаустизации, предусмотренной в линии, и поэтому внешний источник не требуется) и черного щелока (который предпочтительно получают во время промывки целлюлозы, и поэтому внешний источник также не требуется). Два этих щелока способствуют нейтрализации содержимого резервуаров и увеличивают pH, к примеру до 8,5-9,0. В то же время белый и черный щелоки (или другие текучие среды) вытесняют гидролизат, содержащий карбогидрат, который или поступает в котел-утилизатор (не показан) для сжигания или в систему, где происходит восстановление сахаров и других органических материалов. Белый и черный щелоки могут поступать в резервуары системы 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, при температурах, при которых они образуются, например, при 95°C для белого щелока и 85°C для черного щелока, и содержимое резервуаров будет достигать температуры приблизительно 85°C, таким образом, обеспечивая выгрузку гидролизата и подвергнутой гидролизу щепы или другого материала, содержащего органические волокна, при атмосферном давлении.
Предпочтительно, весь или, по существу, весь белый щелок, используемый в процессе нейтрализации, образуется на месте в той же линии, например, в установке рекаустизации, тем самым, исключая необходимость во внешнем источнике обычной щелочной среды. Аналогично, предпочтительно весь или, по существу, весь черный щелок, используемый в процессе нейтрализации, образуется на месте в той же линии как часть, например, процесса промывки целлюлозы, осуществляемого ниже по технологическому потоку, тем самым, исключая необходимость внешнего источника обычной щелочной среды. Таким образом, установка, показанная на фиг.4, может обеспечивать очень экономичную эксплуатацию, уменьшая или исключая необходимость приобретения производимых на стороне химических веществ, таких как серная кислота и каустическая сода или другие среды. Все химические вещества и пар, необходимые для выполнения стадий предгидролиза и нейтрализации, могут быть получены в самой линии, что значительно снижает расходы и создает соответствующие преимущества, такие как стабильная подача веществ и более качественное управление.
Примеры процессов предгидролиза и нейтрализации с учетом некоторых аспектов показаны на фиг.5-8, хотя, вместо этого, для выполнения предгидролиза и нейтрализации может использоваться множество других способов и/или параметров. Как показано на фиг.5, пустой вертикальный резервуар 510, работающий под давлением, представляющий один из резервуаров в системе вертикального резервуара, работающего под давлением (такой как система 410 на фиг.4), заполняется древесной щепой 507 или другим материалом, содержащим органические волокна. Вертикальный резервуар 510, работающий под давлением, может быть оборудован внутренними ситами (например, обозначенными как 513 на фиг.5) и другими стандартными элементами. Как показано на фиг.6, пар 525 низкого давления может подаваться для облегчения уплотнения древесной щепы 515 или другого материала. Кроме того, как показано на фиг.6, предварительный нагрев и предгидролиз в вертикальном резервуаре 510, работающим под давлением, могут выполняться в периодическом режиме посредством нагрева с помощью пара 525 низкого давления и пара 527 среднего давления для доведения содержимого до требуемой температуры, например, 165°C с поддержанием выбранной температуры. Как упоминается выше, по другим способам могут использоваться другие температуры и значения времени нагрева в зависимости от конструктивных особенностей оборудования и природы древесной щепы или других нагреваемых органических материалов.
После предгидролиза, как показано на фиг.7А-1С, выполняется процесс нейтрализации посредством добавления различных щелочных сред или щелоков. В этом конкретном примере белый щелок 535 (который предпочтительно образуется в самой линии, например, в установке рекаустизации, предусмотренной в линии) может подаваться в вертикальный резервуар 510, работающий под давлением, как показано на фиг.7А, с последующей подачей черного щелока 545 (который также предпочтительно образуется в самой линии, например, во время промывки целлюлозы), как показано на фиг.7В. Эти щелоки, как указано, способствуют нейтрализации содержимого резервуаров и повышают его pH. В то же время, как показано на фиг.1С, по завершении нейтрализации гидролизат, объем которого равен объему смеси конденсата 556 пара, белого щелока 557 и излишка черного щелока 558, выгружается из вертикального резервуара 510, работающего под давлением. По завершении нейтрализации, как показано на фиг.8, в вертикальный резервуар 510, работающий под давлением, добавляется черный щелок 565, облегчающий выгрузку подвергнутой предгидролизу щепы 515 или другого органического материала, содержащего волокна, при атмосферном давлении в расположенный ниже по технологическому потоку резервуар 570 для хранения или другое место.
После выполнения предгидролиза и нейтрализации с использованием системы 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, подвергнутая предгидролизу щепа или другой материал может быть извлечена из основания резервуара (резервуаров) 410 по линии 412, например, посредством открывания клапана, и направлена для временного хранения в резервуар 415 для хранения с помощью насоса 413. Это обеспечивает непрерывную подачу подвергнутой гидролизу щепы или другого материала для варки. Поскольку температура подвергнутой гидролизу щепы или другого материала составляет предпочтительно примерно 85°C, резервуар 415 для хранения не обязательно должен иметь конфигурацию резервуара, работающего под давлением.
Затем подвергнутая предгидролизу щепа или другой материал поступает по мере необходимости в варочный котел 420 непрерывного действия с помощью другого насоса 416, и, в этом примере, того же устройства 474 подачи высокого давления, которое используется для подачи предварительно обработанной древесной щепы или другого материала из резервуара 476 для хранения в варочный котел 420 непрерывного действия во время получения целлюлозы для бумаги. Устройство 474 подачи высокого давления подает древесную щепу или другой материал, содержащий волокна, из резервуара 415 для хранения к впуску 428 сверху варочного котла 420 непрерывного действия, который может быть оснащен, например, сепаратором 481, который может быть инверсионным верхним сепаратором или сепаратором другого типа.
Как описано выше со ссылкой на фиг.2, несмотря на то, что система, показанная на Фиг.4, сконфигурирована таким образом, что подвергнутая предгидролизу щепа или другой материал, содержащий волокна, временно хранятся в резервуаре 415 для хранения, в других вариантах выполнения щепа может поступать в варочный котел 420 непрерывного действия непосредственно из системы 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством использования одного или нескольких клапанов для переключения между различными резервуарами, работающими под давлением в системе 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, в результате чего обеспечивается непрерывная подача материала в варочный котел 420 непрерывного действия. Как вариант, варочный котел 420 непрерывного действия может выборочно получать материал из резервуара 415 для хранения или непосредственно из одного или нескольких резервуаров системы 410 вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством использования одного или нескольких клапанов для управления подачей материала в варочный котел 420 непрерывного действия.
Когда смесь подвергнутой предварительному гидролизу щепы подается в варочный котел 420 непрерывного действия, белый щелок или другие варочные щелоки (в зависимости от конкретного способа) могут добавляться вблизи щепы для образования суспензии. Излишние щелоки могут извлекаться и рециркулировать через выпуск 429 и с помощью насоса 477 обратно в устройство 474 подачи высокого давления.
Суспензия, образованная частично из смеси, подвергнутой предгидролизу щепы, варится в варочном котле 420 непрерывного действия по любому соответствующему способу для производства небеленой сульфатной целлюлозы с целью получения растворимой целлюлозы и, в частности, может вариться согласно сульфатной варке с соблюдением температур, уставок по времени и других параметров, необходимых для получения небеленой сульфатной целлюлозы для производства растворимой целлюлозы. Суспензия постепенно опускается от верхней части варочного котла 420 непрерывного действия к его нижней части, проходя через различные зоны варки или камеры, каждая из которых соответствует конкретной стадии процесса варки. Для получения растворимой целлюлозы оператор выбирает соответствующие температуры, уставки по времени и другие параметры для варочного котла 420 непрерывного действия, которые могут отличаться, по меньшей мере, в некоторых отношениях от специальных параметров, используемых для производства целлюлозы для бумаги, или могут быть оптимизированы для конкретного сорта целлюлозы. В варочном котле 420 непрерывного действия может использоваться, к примеру, способ противоточной варки или модифицированный способ противоточной варки или какой-либо другой способ варки. По завершении одного или нескольких проходов растворимой целлюлозы оператор может вернуть параметры к тем значениям, которые соответствуют получению целлюлозы для бумаги, и затем может быть выполнена промежуточная реконфигурация системы для получения целлюлозы для бумаги, используя горизонтальный пропарочный резервуар 475, резервуар 476 для хранения и другое оборудование, используемое в этом процессе.
Целлюлоза для бумаги обычно варится до числа Каппа, примерно равного 18, но для растворимой целлюлозы требуется намного меньшее число Каппа, равное примерно 6,5. Обычно переключение между варкой целлюлозы для бумаги и растворимой целлюлозы не требует больших изменений в условиях или параметрах варки, при этом наиболее значительное различие, вероятно, состоит в небольшом уменьшении сульфидности белого щелока примерно с 32% для целлюлозы для бумаги примерно до 28% для растворимой целлюлозы.
По завершении варки с использованием варочного котла 420 непрерывного действия полученная небеленая сульфатная целлюлоза 422 поступает на следующую стадию обработки, которая, как показано на фиг.2, может представлять собой процесс 230 промывки и кислородной делигнификации, но в некоторых случаях может представлять собой процесс 240 отбеливания.
На фиг.9 и 10 показаны технологические схемы производства целлюлозы и соответствующие процессы, иллюстрирующие различные операции и стадии, во время которых могут образовываться различные щелоки, используемые, помимо прочего, в процессе нейтрализации, выполняемом во время получения растворимой целлюлозы в ранее описанных вариантах выполнения. На фиг.9 показана древесная щепа или другой материал 905, содержащий волокна, подаваемый на стадию 910 обработки/варки, которая в случае установки, показанной на фиг.2 или 4, может включать в себя как использование системы вертикального резервуара, работающего под давлением, функционирующей в периодическом режиме (для выполнения предгидролиза и нейтрализации), так и варочного котла непрерывного действия для непрерывной сульфатной варки. После стадии 910 обработки/варки следует стадия 915 промывки (которая может включать в себя использование горизонтальных конвейерных моечных машин, моечных машин с вращающимся барабаном, вакуумных машин, моечных прессов, уплотняющих машин, атмосферных диффузоров или диффузоров, работающих под давлением, или других моечных средств), стадия 918 сортировки и процесс 920 кислородной делигнификации, как описано выше. После делигнификации целлюлоза может быть направлена в расположенную ниже по технологическому потоку отбеливающую установку 922 для дополнительной делигнификации и осветления, далее в устройство 925 сушки целлюлозы и, наконец, из нее могут быть образованы тюки или другие схожие материалы 930.
Параллельно с этими процессами во время стадии промывки извлекается слабый черный щелок 955, который может подаваться в выпарную установку 960 для концентрирования слабого черного щелока в крепкий черный щелок 965. В установках из фиг.2 или 4 такой слабый черный щелок 955 или крепкий черный щелок 965 могут использоваться применительно к процессу нейтрализации во время получения растворимой целлюлозы. Крепкий черный щелок 965 подается в котел-утилизатор 970, который производит зеленый щелок 975, направляемый для каустизации в установку 980 рекаустизации. Установка 980 рекаустизации может, помимо прочего, производить белый щелок 985, который может использоваться в варочном процессе, а также в процессе нейтрализации во время получения растворимой целлюлозы.
На фиг.10 показаны избранные участки вышеописанного процесса в упрощенной форме, а также некоторые дополнительные аспекты. Как показано на фиг.10, древесная щепа 1005 или материал, содержащий волокна, поступают на стадию 1020 обработки/варки, и небеленая сульфатная целлюлоза 1008 после варки транспортируется в направлении ниже по технологическому потоку, помимо прочего, на стадию 1030 промывки (а также сортировки и кислородной делигнификации). После промывки и делигнификации целлюлоза 1012 транспортируется на стадию отбеливания для получения отбеленной целлюлозы 1015. Во время процесса промывки в качестве побочного продукта получают слабый черный щелок, который, направляется в один или несколько выпаривателей 1040 для концентрирования слабого черного щелока в крепкий черный щелок, который поступает в котел-утилизатор 1050. Зеленый щелок, выходящий из котла-утилизатора 1050, направляется в установку 1070 рекаустизации, которая может включать в себя известковую печь и другое оборудование, известное из уровня техники. Установка 1070 рекаустизации, как указано, производит белый щелок, который может использоваться для варки и в установках из фиг.2 и 4 для нейтрализации в системе вертикального резервуара, работающего под давлением.
В различных вариантах выполнения слабый или крепкий черные щелоки и белый щелок, получаемые в промывочном оборудовании, предусмотренном в линии, выпаривателях и/или установке рекаустизации или других устройствах, могут использоваться применительно к нейтрализации, выполняемой для получения растворимой целлюлозы в установках, показанных на фиг.2 и 4. Такое использование существующих щелоков и сред может обеспечить значительную экономию во время производства растворимой целлюлозы по описанным способам.
По первому аспекту предлагается гибкая установка для экономически эффективного получения целлюлозы различных сортов или качества. В установке может использоваться один и тот же варочный котел непрерывного действия для избирательного выполнения сульфатной варки целлюлозы для бумаги или растворимой целлюлозы в зависимости от потребностей. Система вертикального резервуара, работающего под давлением (например, один или несколько реакционных резервуаров, работающих под давлением), может использоваться в периодическом режиме для предгидролиза и нейтрализации, когда система производит растворимую целлюлозу, но в иных случаях она не используется применительно к получению целлюлозы для бумаги. Система подачи и предварительной обработки может использоваться для выборочной подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением во время получения растворимой целлюлозы и в варочный котел непрерывного действия во время получения целлюлозы для бумаги.
По другому аспекту предлагается способ избирательного производства целлюлозы различных сортов, используя варочный котел непрерывного действия, при этом способ включает стадии выборочной подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением (например, один или несколько реакционных резервуаров, работающих под давлением), во время получения растворимой целлюлозы и в варочный котел непрерывного действия во время получения целлюлозы для бумаги; выполнения предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, когда материал, содержащий органические волокна, подается в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, применительно к получению растворимой целлюлозы: подачу обработанной щепы из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы; и выборочное выполнение сульфатной варки, используя варочный котел непрерывного действия, либо обработанной целлюлозы для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы, либо материала, содержащего органические волокна, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги.
Вышеописанные установка и способ пригодны для модификации или модернизации существующих линий для производства целлюлозы для бумаги с минимальными затратами, так чтобы при необходимости они также могли производить растворимую целлюлозу. Не существует никаких изначальных ограничений в отношении типа варочного котла непрерывного действия, который может использоваться в установке, или типа системы вертикального резервуара, работающего под давлением, или реакционного резервуара (резервуаров) периодического действия, которые могут использоваться на стадиях предгидролиза и нейтрализации во время получения растворимой целлюлозы. Кроме того, поскольку гидролизат, образующийся во время предгидролиза и нейтрализации в вертикальном резервуаре, работающем под давлением, хранится отдельно и на удалении от содержимого варочного котла непрерывного действия, предотвращается образование накипи или загрязнение, связанное с предыдущими процессами, и не требуется выполнять затратные и частые остановы системы для ее очистки.
Дополнительное преимущество, которое может быть получено по описанным здесь конкретным вариантам выполнения, состоит в высокой степени эффективности получения растворимой целлюлозы, поскольку белый щелок и черный щелок, используемые в процессе нейтрализации, могут быть получены и предпочтительно получают на той же линии без необходимости использования внешнего источника. Это обеспечивает значительную экономию по сравнению, например, с производством растворимой целлюлозы с помощью исключительно системы варочного котла непрерывного действия.
Варианты выполнения изобретения также пригодны для модернизации линий по производству целлюлозы для бумаги с целью повышения производительности в отношении выпуска растворимой целлюлозы. После модернизации при необходимости линия по производству целлюлозы для бумаги может использоваться исключительно для получения растворимой целлюлозы.
Несмотря на то, что здесь приводится описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения, может быть предусмотрено множество вариантов, соответствующих сущности и объему изобретения. Такие варианты будут понятны специалисту в этой области техники после изучения описания и чертежей. Изобретение не имеет ограничений за исключением сущности и объема, определяемых в приложенной формуле изобретения.
Способ и установка производства целлюлозы, используемые применительно к сульфатному процессу, включают в себя вертикальный резервуар, работающий под давлением, работающий в периодическом режиме, варочный котел непрерывного действия с одним или несколькими резервуарами и другое оборудование, используемое для последующей обработки небеленой сульфатной целлюлозы, например, для промывки, кислородной делигнификации, отбеливания и сушки. Система подачи и транспортирования может включать в себя систему подачи высокого давления или непосредственной подачи и избирательно выполняет подачу материала, содержащего органические волокна, в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы низкого сорта и в вертикальный резервуар, работающий под давлением, во время производства целлюлозы более высокого сорта, например растворимой целлюлозы. Вертикальный резервуар, работающий под давлением, используется для предгидролиза и нейтрализации, после чего полученная целлюлоза направляется в варочный котел непрерывного действия для варки. Белый щелок и черный щелок из той же линии могут использоваться в качестве нейтрализующих сред. Один и тот же варочный котел непрерывного действия избирательно используется для варки применительно к производству целлюлозы различных сортов и качества. 6 н. и 44 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Установка для избирательного производства целлюлозы различных сортов, содержащая:
варочный котел непрерывного действия, выполненный с возможностью избирательного выполнения сульфатной варки целлюлозы для бумаги или растворимой целлюлозы;
вертикальный резервуар, работающий под давлением, расположенный выше по технологическому потоку от указанного варочного котла непрерывного действия, выполненный с возможностью выполнения предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, когда система производит растворимую целлюлозу, но неиспользуемый применительно к производству целлюлозы для бумаги; и
систему подачи и предварительной обработки, выполненную с возможностью избирательной подачи материала, содержащего органические волокна, в вертикальный резервуар, работающий под давлением, во время производства растворимой целлюлозы и в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги.
2. Установка по п.1, дополнительно содержащая резервуар для хранения, расположенный между вертикальным резервуаром, работающим под давлением, и варочным котлом непрерывного действия и предназначенный для хранения щепы, подвергнутой предгидролизу и нейтрализации в вертикальном резервуаре, работающем под давлением, с целью облегчения стабильной подачи обработанной щепы в варочный котел непрерывного действия во время производства растворимой целлюлозы.
3. Установка по п.2, в которой указанный вертикальный резервуар, работающий под давлением, добавлен в качестве усовершенствования к варочному котлу непрерывного действия в существующей линии и в которой система подачи и предварительной обработки направляет обычный поток материала, содержащего органические волокна, вместо варочного котла непрерывного действия, в указанный вертикальный резервуар, работающий под давлением, для выполнения предгидролиза и нейтрализации перед его транспортированием в указанный варочный котел непрерывного действия во время производства растворимой целлюлозы.
4. Установка по п.1, в которой указанная система подачи и предварительной обработки дополнительно содержит систему подачи и транспортирования щепы, с помощью которой материал, содержащий органические волокна, избирательно направляется либо в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги, либо сначала в вертикальный сосуд, работающий под давлением, во время производства растворимой целлюлозы.
5. Установка по п.4, в которой указанный варочный котел непрерывного действия избирательно эксплуатируется в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства растворимой целлюлозы, когда в нем выполняется варка материала, содержащего волокна, который поступает из указанного вертикального резервуара, работающего под давлением, после предгидролиза и нейтрализации, и в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства целлюлозы для бумаги, в других случаях.
6. Установка по п.5, дополнительно содержащая расположенные ниже по технологическому потоку от варочного котла непрерывного действия участок промывки и сортировки, участок отбеливания и участок сушки целлюлозы.
7. Установка по п.1, в которой указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром.
8. Установка по п.1, в которой указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с несколькими резервуарами.
9. Установка по п.1, в которой в указанный вертикальный резервуар, работающий под давлением, нагнетается пар применительно к стадии предгидролиза, и указанный вертикальный резервуар, работающий под давлением, заполняется комбинацией белого щелока и черного щелока применительно к стадии нейтрализации.
10. Установка по п.9, в которой, по существу, весь белый щелок и весь черный щелок, используемые для нейтрализации, получают в устройстве рекаустизации и устройстве промывки целлюлозы, которые предусмотрены в линии, соответственно.
11. Установка по п.1, дополнительно содержащая общий котел-утилизатор, используемый и во время производства целлюлозы для бумаги и во время производства растворимой целлюлозы, при этом рабочая производительность системы вертикального резервуара, работающего под давлением, соответствует рабочей производительности котла-утилизатора.
12. Способ производства целлюлозы, в котором используется варочный котел непрерывного действия, включающий:
подачу материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением;
выполнение предгидролиза и нейтрализации материала, содержащего органические волокна, в периодическом режиме в системе вертикального резервуара, работающего под давлением;
подачу содержимого системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия после предгидролиза и нейтрализации; и
выполнение сульфатной варки, используя варочный котел непрерывного действия, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий выполнение сульфатной варки материала, содержащего органические волокна, используя варочный котел непрерывного действия, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги, когда его не используют для производства растворимой целлюлозы.
14. Способ по п.13, дополнительно включающий хранение материала, содержащего органические волокна, поступающего после предгидролиза и нейтрализации в системе вертикального резервуара, работающего под давлением, в резервуаре для хранения перед его подачей в варочный котел непрерывного действия с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы.
15. Способ по п.14, дополнительно включающий использование подачи при высоком давлении с целью транспортирования материала, содержащего органические волокна, из резервуара для хранения в варочный котел непрерывного действия во время производства растворимой целлюлозы и использование той же подачи при высоком давлении с целью транспортирования материала, содержащего органические волокна, в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги.
16. Способ по п.15, в котором операция подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, или в варочный котел непрерывного действия выполняется с помощью системы транспортирования, при помощи которой материал, содержащий органические волокна, избирательно подается либо в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства растворимой целлюлозы, либо в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги.
17. Способ по п.13, дополнительно включающий избирательную эксплуатацию варочного котла непрерывного действия в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства растворимой целлюлозы, когда в нем выполняется варка материала, содержащего органические волокна, который поступает из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, после предгидролиза и нейтрализации, и в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства целлюлозы для бумаги, в других случаях.
18. Способ по п.13, дополнительно включающий:
промывку и сортировку небеленой сульфатной целлюлозы после завершения варки в варочном котле непрерывного действия,
отбеливание промытой и отсортированной небеленой сульфатной целлюлозы для получения отбеленной целлюлозы и
сушку отбеленной целлюлозы для получения либо целлюлозы для бумаги, либо растворимой целлюлозы.
19. Способ по п.13, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром.
20. Способ по п.13, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с двумя резервуарами.
21. Способ по п.13, дополнительно включающий:
нагнетание давления в одном или нескольких резервуарах системы вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством пара применительно к стадии предгидролиза; и
заполнение одного или нескольких резервуаров системы вертикального резервуара, работающего под давлением, комбинацией белого щелока и черного щелока применительно к стадии нейтрализации, выполняемой после предгидролиза;
в котором, по существу, весь белый щелок и весь черный щелок образуются на месте в той же линии с помощью соответствующих процессов производства целлюлозы.
22. Способ по п.13, дополнительно включающий образование, по существу, одинакового количества твердых веществ в котле-утилизаторе во время производства целлюлозы для бумаги и во время производства растворимой целлюлозы.
23. Способ избирательного производства целлюлозы различных сортов, в котором используется варочный котел непрерывного действия, включающий:
подачу материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, применительно к производству растворимой целлюлозы;
выполнение предгидролиза и нейтрализации, используя систему вертикального резервуара, работающего под давлением, работающего в периодическом режиме;
подачу материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия после предгидролиза и нейтрализации;
подачу материала, содержащего органические волокна, в варочный котел непрерывного действия или в устройство предварительной обработки в обход системы вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства целлюлозы для бумаги; и
избирательное выполнение сульфатной варки, используя варочный котел непрерывного действия, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы, либо небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги.
24. Способ по п.23, дополнительно включающий хранение материала, содержащего органические волокна, поступающего после предгидролиза и нейтрализации в системе вертикального резервуара, работающего под давлением, в резервуаре для хранения перед его подачей в варочный котел непрерывного действия с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы.
25. Способ по п.24, дополнительно включающий:
подачу материала, содержащего органические волокна, в варочный котел непрерывного действия, используя устройство подачи высокого давления, во время производства целлюлозы для бумаги; и
транспортирование материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, с помощью устройства подачи высокого давления в варочный котел непрерывного действия во время производства растворимой целлюлозы.
26. Способ по п.25. в котором операции подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства растворимой целлюлозы или в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги выполняются с помощью системы транспортирования, при помощи которой материал, содержащий органические волокна, подается в варочный котел непрерывного действия во время производства целлюлозы для бумаги или направляется в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства растворимой целлюлозы.
27. Способ по п.23, дополнительно включающий избирательную эксплуатацию варочного котла непрерывного действия в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства растворимой целлюлозы, когда в нем выполняется варка материала, содержащего органические волокна, который поступает из указанного вертикального резервуара, работающего под давлением, и в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства целлюлозы для бумаги, в других случаях.
28. Способ по п.23, дополнительно включающий:
сортировку и промывку небеленой сульфатной целлюлозы после завершения варки в варочном котле непрерывного действия,
отбеливание небеленой сульфатной целлюлозы для получения отбеленной целлюлозы и
сушку отбеленной целлюлозы для получения либо целлюлозы для бумаги, либо растворимой целлюлозы.
29. Способ по п.23, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром.
30. Способ по п.23, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с двумя резервуарами.
31. Способ по п.23, дополнительно включающий:
нагнетание давления в одном или нескольких резервуарах системы вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством пара применительно к стадии предгидролиза; и
заполнение одного или нескольких резервуаров системы вертикального резервуара, работающего под давлением, комбинацией белого щелока и черного щелока применительно к стадии нейтрализации, выполняемой после предгидролиза.
32. Способ по п.31, дополнительно включающий образование, по существу, всего белого щелока и всего черного щелока на месте в той же линии с помощью соответствующих процессов производства целлюлозы.
33. Способ модернизации линии по производству целлюлозы, предназначенной для производства целлюлозы для бумаги, в которой используется варочный котел непрерывного действия, с помощью средства для избирательного производства растворимой целлюлозы, включающий:
подключение системы вертикального резервуара, работающего под давлением, выше по технологическому потоку от варочного котла непрерывного действия;
обеспечение средства для подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением;
избирательную подачу материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства растворимой целлюлозы и в варочный котел непрерывного действия в обход системы вертикального резервуара, работающего под давлением, во время производства целлюлозы для бумаги;
выполнение предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, когда материал, содержащий органические волокна, подается в систему вертикального резервуара, работающего под давлением, применительно к производству растворимой целлюлозы;
транспортирование материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия применительно к производству растворимой целлюлозы;
избирательное выполнение сульфатной варки, используя варочный котел непрерывного действия, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы или небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги; и
последующую обработку небеленой сульфатной целлюлозы для получения либо растворимой целлюлозы, либо целлюлозы для бумаги.
34. Способ по п.33, дополнительно включающий:
обеспечение резервуара для хранения между системой вертикального резервуара, работающего под давлением, и варочным котлом непрерывного действия;
передачу материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в резервуар для хранения после завершения прегидролиза и нейтрализации на временное хранение с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы; и
передачу материала, содержащего органические волокна, из резервуара для хранения в варочный котел непрерывного действия по мере необходимости для сульфатной варки.
35. Способ по п.33, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром.
36. Способ по п.33, в котором указанный варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с двумя резервуарами.
37. Способ по п.33, в котором материал, содержащий органические волокна, подается в варочный котел непрерывного действия посредством подачи при высоком давлении во время производства целлюлозы для бумаги, и в котором материал, содержащий органические волокна, подается из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, посредством указанной подачи при высоком давлении во время производства растворимой целлюлозы.
38. Способ по п.33, дополнительно включающий избирательную эксплуатацию варочного котла непрерывного действия в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства растворимой целлюлозы, когда в нем выполняется варка материала, содержащего органические волокна, который поступает из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, и в течение времени и при температуре, которые пригодны для производства целлюлозы для бумаги, в других случаях.
39. Способ по п.33, в котором указанная последующая обработка небеленой сульфатной целлюлозы включает:
сортировку и промывку небеленой сульфатной целлюлозы после завершения варки в варочном котле непрерывного действия,
отбеливание небеленой сульфатной целлюлозы для получения отбеленной целлюлозы и
сушку отбеленной целлюлозы для получения либо целлюлозы для бумаги, либо растворимой целлюлозы.
40. Установка для производства целлюлозы, содержащая:
вертикальный резервуар, работающий под давлением, выполненный с возможностью выполнения прегидролиза и нейтрализации в периодическом режиме;
систему подачи для подачи материала, содержащего органические волокна, в вертикальный резервуар, работающий под давлением; и
варочный котел непрерывного действия, принимающий обработанную целлюлозу из вертикального резервуара, работающего под давлением, при этом указанный варочный котел непрерывного действия выполнен с возможностью выполнения сульфатной варки для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы.
41. Установка по п.40, дополнительно содержащая резервуар для хранения, расположенный между вертикальным резервуаром, работающим под давлением, и варочным котлом непрерывного действия, для хранения обработанного материала, содержащего органические волокна, после предгидролиза и нейтрализации с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия для сульфатной варки во время производства растворимой целлюлозы.
42. Установка по п.40, в которой указанный варочный котел непрерывного действия выполнен с возможностью выполнения сульфатной варки материала, содержащего органические волокна, при температуре и в течение времени, которые пригодны для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения целлюлозы для бумаги, когда варочный котел непрерывного действия не используется для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы.
43. Установка по п.40, дополнительно содержащая подачу при высоком давлении, посредством которой материал, содержащий органические волокна, подается в варочный котел непрерывного действия из бункера для щепы или схожего источника посредством подачи при высоком давлении во время производства целлюлозы для бумаги, и подается из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия после предгидролиза и нейтрализации посредством указанной подачи при высоком давлении во время производства растворимой целлюлозы.
44. Установка по п.40, в которой вертикальный резервуар, работающий под давлением, соединен с резервуарами для белого щелока и черного щелока для нейтрализации, и в которой, по существу, весь белый щелок и весь черный щелок, используемые для нейтрализации, получают на месте в устройстве рекаустизации и устройстве промывки целлюлозы, соответственно, которые предусмотрены в линии.
45. Установка по п.40, в которой варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с одним резервуаром.
46. Установка по п.40, в которой варочный котел непрерывного действия представляет собой варочный котел непрерывного действия с двумя резервуарами.
47. Установка по п.40, дополнительно содержащая ниже по технологическому потоку от указанного варочного котла непрерывного действия:
участок сортировки и промывки,
участок отбеливания и
участок сушки целлюлозы.
48. Установка по п.40, дополнительно содержащая котел-утилизатор, используемый как во время производства целлюлозы для бумаги, так и растворимой целлюлозы, при этом рабочая производительность системы вертикального резервуара, работающего под давлением, выбрана таким образом, чтобы она соответствовала рабочей производительности котла-утилизатора.
49. Способ модернизации линии по производству целлюлозы, первоначально предназначенной для производства целлюлозы для бумаги посредством использования варочного котла непрерывного действия, и эксплуатации указанной линии для производства целлюлозы таким образом, чтобы она производила растворимую целлюлозу; включающий:
подключение системы вертикального резервуара, работающего под давлением, выше по технологическому потоку от варочного котла непрерывного действия;
обеспечение средства для подачи материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением;
подачу материала, содержащего органические волокна, в систему вертикального резервуара, работающего под давлением;
выполнение предгидролиза и нейтрализации в периодическом режиме, используя систему вертикального резервуара, работающего под давлением;
транспортирование материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в варочный котел непрерывного действия;
выполнение сульфатной варки, используя варочный котел непрерывного действия, для производства небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы; и
последующую обработку небеленой сульфатной целлюлозы для получения растворимой целлюлозы.
50. Способ по п.49, дополнительно включающий:
обеспечение резервуара для хранения между системой вертикального резервуара, работающего под давлением, и варочным котлом непрерывного действия;
передачу материала, содержащего органические волокна, из системы вертикального резервуара, работающего под давлением, в резервуар для хранения после завершения прегидролиза и нейтрализации на временное хранение с целью облегчения стабильной подачи материала в варочный котел непрерывного действия во время получения растворимой целлюлозы; и
передачу материала, содержащего органические волокна, из резервуара для хранения в варочный котел непрерывного действия по мере необходимости для сульфатной варки.
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
| US 3579418 A, 18.05.1971 | |||
| US 459147 A, 08.09.1891 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИСКОЗНОГО ВОЛОКНА | 1993 |
|
RU2122055C1 |
