компактная система и способ подачи измельченного целлюлозного материала

Формула изобретения

1. Система подачи измельченного целлюлозного материала, содержащая:

бункер щепы, содержащий верхний впуск щепы, внутреннюю камеру, ориентированную по существу вертикально, и нижнее разгрузочное окно;

по меньшей мере один впуск щелока в бункере щепы, предназначенный для введения щелока в бункер щепы, где бункер щепы содержит достаточное количество щелока и щепы во внутренней камере для создания гидравлического давления на щепу в нижнем разгрузочном окне;

по существу горизонтально ориентированное устройство транспортирования щепы, сопряженное с нижним разгрузочным окном для получения щепы и щелока из бункера под гидравлическим давлением; и

перегрузочное устройство высокого давления, сопряженное с выпуском устройства транспортирования щепы для получения щепы и щелока, в результате чего гидравлическое давление щепы и щелока на выпуске бункера щепы является достаточным для подачи щепы и щелока в перегрузочное устройство высокого давления.

2. Система подачи по п.1, в которой уровень щелока в бункере щепы является по меньшей мере на 15 фут (5 м) выше нижнего разгрузочного окна бункера щепы и бункер щепы заполнен щелоком и щепой на высоту между уровнем щелока и нижним разгрузочным окном.

3. Система подачи по п.1, в которой устройство транспортирования щепы содержит инжекторы щелока, которые впрыскивают щелок в щепу и щелок в устройство транспортирования щепы.

4. Система подачи по п.1, в которой устройство транспортирования щепы содержит механический винтовой конвейер или шнековый конвейер.

5. Система подачи по п.1, в которой устройство транспортирования щепы представляет собой трубу щепы, имеющую сопла щелока, размещенные для направления щелока в трубу щепы для гидравлического перемещения щепы через трубу щепы к выпуску устройства транспортирования щепы.

6. Система подачи по п.1, в которой по меньшей мере один впуск щелока в бункер щепы представляет собой ряд сопел щелока, размещенных вокруг периметра бункера щепы во множестве возвышений на бункере щепы.

7. Система подачи по п.1, в которой по меньшей мере один впуск щелока в бункер щепы включает в себя сопло щелока, ориентированное под углом 15-85° вниз от горизонтали, для впрыска щелока вниз в бункер щепы.

8. Система подачи по п.1, в которой верхняя часть бункера щепы имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение, а нижняя часть бункера щепы имеет плоские сужающиеся противоположные боковые стенки.

9. Система подачи по п.1, в которой нижнее разгрузочное окно находится на высоте на 15 фут (5 м) выше высоты перегрузочного устройства высокого давления.

10. Способ подачи измельченного целлюлозного волокнистого материала в перегрузочное устройство высокого давления, включающий:

подачу измельченного целлюлозного волокнистого материала в верхний впуск бункера щепы;

введение щелока в бункер щепы с по меньшей мере частичным заполнением бункера щепы суспензией щелока и волокнистого материала;

создание гидравлического давления в суспензии на нижнем выпуске бункера щепы благодаря щелоку в бункере щепы;

выгрузку суспензии под гидравлическим давлением в по существу горизонтальный конвейер или трубу;

впрыск щелока в конвейер или трубу с перемещением суспензии к выпуску конвейера или трубы; и

транспортирование суспензии под гидравлическим давлением от выпуска конвейера или трубы к впуску перегрузочного устройства высокого давления.

11. Способ по п.10, дополнительно включающий поддержание уровня щелока в бункере щепы по меньшей мере на 15 фут (5 м) выше нижнего разгрузочного окна бункера щепы.

12. Способ по п.11, содержащий заполнение щелоком и щепой до уровня между уровнем щелока и нижним разгрузочным окном.

13. Способ по любому из пп.10-12, в котором щелок вводят в бункер щепы через ряд сопел щелока, расположенных вокруг периметра бункера щепы и во множестве возвышений на бункере щепы.

14. Способ по п.13, в котором по меньшей мере один впуск щелока в бункер щепы содержит сопло щелока, ориентированное под углом 15-85° вниз от горизонтали, для впуска щелока вниз в бункер щепы.

15. Способ по п.10, в котором верхняя часть бункера щепы имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение, а нижняя часть бункера щепы имеет плоские сужающиеся противоположные боковые стенки и в котором нижняя часть бункера щепы облегчает перемещение вниз суспензии.

16. Способ по п.10, в котором нижнее разгрузочное окно находится на высоте 15 фут (5 м) высоты перегрузочного устройства высокого давления.

17. Система подачи по п.1, в которой устройство транспортирования щепы представляет собой трубу щепы, содержащую по существу горизонтальную трубу, имеющую впуск, предназначенный для присоединения разгрузочного выпуска бункера щепы, и выпуск, предназначенный находиться в сообщении по текучей среде с питателем щепы;

канал суспензии щепы в трубе, идущий от впуска к выпуску;

по меньшей мере одно сопло впрыска текучей среды, присоединенное к трубе и предназначенное для впрыска текучей среды в трубу щепы, где сопло впрыска текучей среды находится под углом для впрыска текучей среды в первый конец трубы, ближний к выпуску.

18. Система подачи по п.17, в которой сопло впрыскивает текучую среду вдоль оси трубы и во второй конец трубы, ближний к впуску.

19. Система подачи по п.17 или 18, в которой соплами являются множество сопел, расположенных вдоль корпуса трубы щепы между впуском и выпуском.

20. Система подачи по п.19, дополнительно содержащая второе сопло впрыска текучей среды, смежное с выпуском трубы щепы.

21. Система подачи по п.20, в которой второе сопло впрыска текучей среды впрыскивает текучую среду в направлении выпуска через выпуск, где направление выпуска находится под углом к оси трубы щепы.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к системам подачи для доставки измельченных целлюлозных волокнистых материалов, таких как древесная стружка, в варочный автоклав и, в частности, относится к подаче указанных материалов в перегрузочное устройство высокого давления, которое превращает суспензию низкого давления материала в суспензию высокого давления материала, которая транспортируется в варочный автоклав.

При превращении в пульпу измельченного целлюлозного волокнистого материала (обычного называемого здесь «древесной щепой» или просто «щепой») в варочном автоклаве непрерывного действия древесную щепу обрабатывают с удалением захваченного воздуха и пропиткой щепы варочным щелоком с возрастанием давления и температуры материала до, например, 150 градусов Цельсия (150°C) и 10 бар (1000 кПа) по манометру (g)(м). Обычно щепу обрабатывают водяным паром для продувки воздуха и повышения температуры щепы, пропитывают нагретым варочным щелоком, опрессовывают и транспортируют как суспензию в варочный автоклав. Традиционное подающее устройство щепы обычно содержит бункер щепы, питатель низкого давления, отпарной аппарат, вертикальную трубу щепы и питатель высокого давления для продувки воздуха, нагревания и опрессовывания щепы. Примеры традиционного устройства-питателя высокого давления рассматриваются в патенте US 5,968,314, который показывает систему подачи щепы для варочного автоклава, имеющую вертикальный бункер щепы, горизонтальный отпарной аппарат щепы, вертикальную трубу щепы (также называемую как спуск щепы) и питатель высокого давления.

Обычно щепа в бункере щепы является относительно сухой и суспендируется щелоком ниже по потоку от бункера щепы. Однако щелок вводят в бункер щепы для суспендирования щепы для облегчения транспортирования щепы из бункера щепы в отпарной аппарат и вертикальную трубу щепы.

Водяной пар также вводят в щепу в бункере щепы или в отпарной аппарат. Щепа также может быть обработана водяным паром в отпарном аппарате ниже по потоку от бункера щепы. При выгрузке отпарного аппарата или в конвейер щепы в щепу вводят щелок для суспендирования щепы с облегчением перегрузки щепы.

Суспензию удаляют механическими конвейерами, например горизонтальными трубами с винтами и шнеками, в вертикальную трубу щепы. Винты и шнеки в механических конвейерах приводятся в действие электродвигателями, которые требуют энергии. Указанные движущиеся механические компоненты, например винты и шнеки, являются дорогостоящими в плане затрат на приобретение и эксплуатационных затрат. Имеется длительно ощущаемая необходимость снижения затрат на приобретение, затрат на содержание и затрат на энергию в системах подачи щепы.

Гидравлическое давление суспензии в вертикальной трубе щепы способствует подаче щепы в перегрузочное устройство высокого давления. Когда суспензия щепы поступает в верхнюю часть вертикальной трубы щепы, суспензия заполняет трубу и прикладывает гидравлическое давление к щепе в нижней части трубы. Труба щепы имеет высоту, обеспечивающую, чтобы масса суспензии щепы, удерживаемой в трубе, создавала достаточное гидравлическое давление в нижнем выпускном конце трубы для подачи щепы в перегрузочное устройство высокого давления, такое как питатель высокого давления.

Без достаточного гидравлического давления разрежение, прикладываемое питателем высокого давления к поступающей суспензии щепы, может образовывать газовые пузырьки в суспензии, поступающей в питатель. Как только газ становится поступающим в суспензию, суспензия становится частично сжимающейся и более трудной для создания повышенного давления. Газ в суспензии может снижать эффективность питателя высокого давления. В некоторых случаях газ, вызванный недостатком гидравлического давления, может блокировать поток суспензии щепы в питатель высокого давления.

Вертикальные трубы щепы имеют традиционно обеспечиваемое необходимое гидравлическое давление на суспензию щепы. Вертикальная труба щепы может быть высотой 15-30 фут (5-10 м). Высота трубы щепы существенно увеличивает общую высоту системы подачи щепы и требует, чтобы бункер щепы был на относительно высоком возвышении выше трубы щепы. Несущие конструкции, необходимые для бункера щепы и других возвышенных частей системы подачи щепы, могут быть значительными. Например, бункер щепы может быть на возвышении 115 фут (35 м). Имеется длительно ощущаемая необходимость снижения высоты системы подачи щепы с минимизацией конструкционной необходимости для системы и снижения затрат на конструирование и содержание систем подачи щепы.

Краткое описание изобретения

Разработана система подачи щепы, которая заполняет нижнюю часть бункера щепы щелоком с образованием суспензии щепы в бункере. Суспензия в бункере создает гидравлическое давление на нижнюю выгрузку бункера. Гидравлическое давление является достаточным для подачи суспензии щепы в перегрузочное устройство высокого давления. Заполнение бункера щепы делает излишней трубу щепы.

Винтовой конвейер щепы или труба щепы, расположенная горизонтально, получает суспензию щепы под гидравлическим давлением от бункера щепы и подает суспензию щепы в перегрузочное устройство высокого давления, такое как насос высокого давления или питатель высокого давления (ПВВ)(HFF). Поскольку гидравлическое давление создается в бункере щепы, труба щепы является излишней. Бункер щепы может быть расположен на высоте ниже, чем он мог быть расположен, если бы труба щепы находилась между бункером и перегрузочным устройством высокого давления.

Заполнение бункера щелоком создает суспензию измельченного целлюлозного волокнистого материала в бункере. Гидравлическое давление, возникающее в бункере от щелока, является достаточным для создания гидравлического давления, необходимого для питания перегрузочного устройства высокого давления, спаренного с варочным автоклавом. В некоторых случаях гидравлическое давление, образованное в бункере щепы, может устранить необходимость в механических конвейерных устройствах щепы, исключая, поэтому, механические воздействия на измельченный целлюлозный материал и исключая разрушение от механического воздействия на материал щепы. Исключение использования механических конвейеров щепы может снизить капитальные и эксплуатационные затраты на транспортировку щепы и улучшить физические свойства пульпы, такие как прочность на продавливание, разрывная прочность и прочность на раздир.

Вертикальная труба щепы является излишней, поскольку заполненный бункер щепы прикладывает достаточное гидравлическое давление для подачи щепы в перегрузочное устройство высокого давления. При устранении вертикальной трубы щепы подача питания щепы может быть короче по высоте, чем традиционные системы подачи щепы, имеющие вертикальные трубы щепы. Более короткие системы подачи щепы требуют немногих и меньшего размера несущих конструкций, чем потребовалось бы в ином случае для подъема бункера щепы на большую высоту и поддержки трубы щепы. Например, система подачи щепы может иметь высоту примерно 6 фут (20 м). Напротив, традиционные системы подачи щепы с горизонтальной трубой щепы для варочного автоклава аналогичных размеров могут иметь высоту 115 фут (35 м).

Исключение трубы щепы при заполнении бункера щепы может снизить высоту системы подачи щепы, например, на 20-55 фут (7-17 м). Указанное снижение по высоте системы подачи щепы обеспечивает значительную экономию затрат на конструирование и содержание при снижении количества конструкционной стали и других материалов, необходимых для обеспечения подъема на высоту бункера щепы в традиционных системах, и делает бункер щепы более легко доступным при снижении его возвышения.

Кроме того, система подачи щепы с заполняемым бункером щепы обеспечивает высокую способность подачи щепы с подачей относительно большого расхода суспензии щепы в питатель высокого давления или другое транспортное устройство. При исключении трубы щепы ограничения расхода щепы через трубы щепы исключаются. Расход суспензии щепы может быть определен производительностью бункера щепы, которая обычно является выше, чем производительность традиционных труб щепы.

Кроме того, по существу горизонтальная труба щепы может перемещать щепу гидравлическим перемещением суспензии щепы через и из трубы. Гидравлические усилия прикладываются при введении щелока или водяного пара в трубу. Сопла для щелока или водяного пара (или обоих) размещаются по длине трубы для впрыска струй щелока или водяного пара под углом к направлению потока щепы через трубу. Кроме того, струи щелока или водяного пара на выпуске трубы щепы опционально прикладывают усилие к суспензии щепы из трубы и в трубопровод, питающий питатель высокого давления.

В горизонтальной трубе щепы могут отсутствовать движущиеся компоненты, такие как винты и шнеки. При уменьшении или исключении необходимости в винте или шнеке горизонтальная труба щепы имеет меньше механически движущихся компонентов по сравнению с горизонтальными трубами щепы с вращающимися винтами и шнеками.

Раскрыта система подачи измельченного целлюлозного материала, содержащая: бункер щепы, имеющий верхний впуск щепы, внутреннюю камеру щепы, ориентированную по существу вертикально, и нижнее разгрузочное окно; по меньшей мере один впуск щелока в бункер щепы для введения щелока в камеру щепы, где бункер щепы удерживает достаточное количество щелока и щепы во внутренней камере для создания гидравлического давления на щепу в нижнем разгрузочном окне; по существу горизонтально ориентированный конвейер щепы или трубу, соединенные с нижним разгрузочным окном для получения щепы и щелока из бункера щепы под гидравлическим давлением, где конвейер или труба имеют инжекторы щелока, которые вводят щелок в щепу в конвейере или трубе, и перегрузочное устройство высокого давления, спаренное с выпуском конвейера или трубы для получения щепы и щелока, в результате чего гидравлическое давление щепы и щелока на выпуске бункера щепы является достаточным для подачи щепы и щелока в перегрузочное устройство высокого давления.

Раскрыт способ подачи целлюлозного волокнистого материала в перегрузочное устройство высокого давления, включающий: подачу целлюлозного волокнистого материала к верхнему впуску бункера щепы; введение щелока в бункер щепы, по меньшей мере частично заполненный суспензией щелока и волокнистого материала; создание гидравлического давления в суспензии на нижнем выпуске бункера щепы благодаря щелоку в бункере щепы; выгрузку суспензии под гидравлическим давлением в по существу горизонтальный конвейер или трубу; введение щелока в конвейер или трубу с перемещением суспензии к выпуску конвейера или трубы и транспортирование суспензии под гидравлическим давлением из выпуска конвейера или трубы к впуску перегрузочного устройства высокого давления.

Труба щепы содержит: по существу горизонтальную трубу, имеющую впуск, приспособленный для присоединения к разгрузочному выпуску бункера щепы, и выпуск, предназначенный находиться в сообщении по текучей среде с питателем щепы; канал суспензии щепы в трубе, идущий от впуска к выпуску; по меньшей мере одно сопло впрыска текучей среды, присоединенное к трубе и предназначенное для введения текучей среды в трубу щепы, где сопло впрыска текучей среды находится под углом с введением текучей среды к первому концу трубы, ближнему к выпуску.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема, показывающая бункер щепы, имеющий заполняемую нижнюю часть бункера и нижний выпуск, где бункер спарен с горизонтальным заполняемым двухвинтовым питателем, разгружающим щепу непосредственно в перегрузочное устройство высокого давления.

На фиг.2 представлена схема, показывающая бункер щепы, имеющий заполняемую нижнюю часть бункера и нижний выпуск, где бункер спарен с горизонтальным заполняемым трубчатым питателем щепы, разгружающим щепу непосредственно в перегрузочное устройство высокого давления.

На фиг.3 представлена схема, показывающая бункер щепы, имеющий заполняемую нижнюю часть бункера и нижний выпуск, где бункер спарен с горизонтальным заполняемым трубчатым питателем щепы, разгружающим щепу непосредственно в перегрузочное устройство высокого давления.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показана система 10 подачи щепы, имеющая бункер 11 щепы с закрытым верхом 12 с традиционным верхним впуском 14 щепы. Бункер 11 щепы представляет собой вертикальный сосуд с нижним выпуском 15. Впуск 14 щепы может иметь дозирующий винт 16 и воздушную пробку 18. Дозирующий винт получает щепу через трубопровод или конвейер от источника подачи 20 щепы. Воздушный канал 22 в верхней части 12 бункера щепы позволяет водяному пару и другим парам выходить из бункера щепы в систему 24 регенерации водяного пара и паров.

Бункер 11 щепы может иметь верхнюю камеру 26, которая имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение и диаметр, например, около 10-15 фут (3-5 м). Датчик 25 уровня щепы, например, гамма-датчик, может быть введен в верхнюю камеру для регулирования уровня и, таким образом, количества щепы в бункере. Высота верхней камеры может составлять половину или две трети всей высоты бункера щепы.

Щепа из верхнего впуска 14 щепы поступает и оседает в верхней камере 26. Щепа в верхней камере образует столб щепы, который движется вниз через бункер щепы к нижней камере 28 бункера щепы. Контроллер 38, например, компьютер, управляет датчиком 25 уровня щепы и может регулировать дозирующий винт 16 щепы с поддержанием требуемого уровня щепы в бункере.

Щепа в верхней камере 26 может оставаться относительно сухой или отпариваться соплами 30 водяного пара, размещенными на наружной стенке верхней секции. Источник 32 водяного пара, например источник водяного пара низкого давления, подает водяной пар к соплам 30 водяного пара, которые могут быть расположены на одной или более высотах в верхней камере бункера щепы. Водяной пар обеспечивает тепловую энергию для нагревания щепы в верхней камере и начинает отпаривание щепы.

Нижняя камера 28 бункера щепы имеет на верхнем конце такое же поперечное сечение, как нижний конец верхней камеры 26. Щепа течет прямо из верхней камеры в нижнюю камеру. Нижняя камера 28 бункера щепы полностью или по меньшей мере частично заполнена щелоком. Аналогично, часть верхней камеры 26 может быть заполнена щелоком. Сопла 32 впрыска щелока размещены в нижней камере бункера щепы, например, на различной высоте наружной стенки бункера щепы. На каждой высоте ряд сопел 32 щелока может быть распределен по периметру наружной стенки нижней камеры бункера щепы. Например, могут иметься две высоты рядов сопел 32 щелока. Сопла 32 щелока могут быть ориентированы под углом 15-85 градусов вниз от горизонтали для введения щелока вниз в бункер щепы. Введение вниз щелока способствует перемещению щепы вниз через камеры бункера щепы.

Источник 34 щелока, например белого, зеленого или черного щелока, соединен с каждым из сопел 32 щелока трубопроводами 35 и клапанами 36. Клапаны могут регулироваться вручную и затем оставаться в установленном положении с регулированием потока щелока к соплам, соединенным с каждым клапаном (клапанами). Альтернативно, клапаны могут регулироваться компьютерным контроллером 38, который регулирует клапаны с достижением желаемой высоты заполнения в бункере щепы. Датчик (датчики) 39, например поплавковый датчик, датчик давления или оптический датчик, может быть расположен в нижней камере и верхней камере бункера щепы для регулирования уровня щелока в бункере.

Геометрические размеры, например геометрические размеры поперечного сечения, являются такими, что нижняя секция 28 бункера 11 щепы имеет открытый верх 40 по существу круглого поперечного сечения и открытый нижний выпуск 15 по существу прямоугольного поперечного сечения. Нижняя секция 28 имеет противоположные невертикальные постепенно сужающиеся плоские боковые стенки 42. Плоские боковые стенки 42 составляют угол, который может быть примерно 20-30°. Указанные углы могут быть установлены в зависимости от конкретного материала, обрабатываемого в бункере 11 щепы, такого как конкретные частицы древесной щепы, обычно подаваемой в бункер. Нижняя камера 28 обеспечивает плавный геометрический переход между круглой конфигурацией верхней камеры 26 и по существу прямоугольным нижним выпуском 15. Между противоположными плоскими боковыми стенками 42 имеются противоположные изогнутые боковые стенки 44, соединенные с плоскими боковыми стенками. Плоские боковые стенки 42 могут быть каждая обычно треугольными на виде сверху. Указанные плоские боковые стенки могут быть расположены вертикально в форме ромба, как показано на фиг.1.

Боковые стенки 42, 44 нижней секции могут быть сварены вместе и с верхней секцией с созданием сплошной непроницаемой для жидкости камеры 28 для щепы и щелока в бункере щепы. Камера 28 является обычно полой, чтобы способствовать равномерному перемещению щепы и щелока вниз через бункер щепы. Камеры 26, 28 в бункере щепы и особенно нижняя камера 28 имеют форму, способствующую равномерному перемещению щепы через бункер по всей площади поперечного сечения бункера. Бункер щепы, который способствует равномерному перемещению вниз потока щепы, рассматривается в патенте US 5,617,975 (см. столбец 6, строка 65 - столбец 8, строка 52), который приводится в своей полноте в качестве ссылки. Кроме того, щелок, щепа и водяной пар, предпочтительно, не выходят из бункера щепы, за исключением пути через нижний выпуск 15 суспензии щепы и верхний вентиляционный канал 22 водяного пара и паров.

Бункер щепы частично заполняют щелоком с созданием суспензии щепы и щелока в бункере щепы. Суспензия создает повышенное гидравлическое давление на нижний выпуск 15 бункера щепы. Гидравлическое давление является достаточным для нагнетания суспензии щепы в перегрузочное устройство 46 высокого давления, например насос (насосы) или питатель высокого давления, без образования газов на впуске устройства 46. Количество необходимого гидравлического давления зависит от требований перегрузочного устройства высокого давления и компонентов, например винтового конвейера в горизонтальной трубе 48 щепы, между выпуском 15 бункера и перегрузочным устройством 46 высокого давления. Гидравлическое давление, создаваемое при заполнении или по меньшей мере частичном заполнении щелоком бункера щепы, делает традиционную вертикальную трубу щепы ненужным компонентом на впуске перегрузочного устройства 46 высокого давления.

Уровень, например уровень жидкости, суспензии в бункере щепы, может быть установлен с достижением необходимого гидравлического давления. Например, уровень суспензии в бункере щепы может составлять 15 фут (3 м) или в интервале 10-20 фут (3-7 м) по высоте от нижнего выпуска 15 бункера щепы до уровня верхней поверхности щелока в бункере щепы.

Скорость щелока, вводимого в бункер 11 щепы, скорость щепы, поступающей в бункер, и скорость, при которой суспензия щепы выгружается из бункера, определяют уровень щелока в бункере. Обычно уровень щелока в бункере щепы должен оставаться на заданном уровне. Датчики 39 уровня щелока могут определять уровень щелока в бункере щепы. На основе сигналов от указанных датчиков контроллер 38 может регулировать клапаны 36 с регулированием потока щелока через сопла 32 и регулированием скорости щепы, поступающей в и выгружающейся из бункера, с достижением требуемого уровня щелока в бункере щепы.

Количество или скорость щелока, вводимого в бункер щепы, может превышать способность щепы адсорбировать щелок в течение периода времени, когда щепа находится в бункере. Количество или скорость щелока могут быть достаточными для образования свободной жидкости в бункере щепы. Свободная жидкость является полезной для создания суспензии, которая способствует выгрузке потока щепы из бункера щепы и перемещению суспензии через транспортное устройство, такое как конвейер 48 или труба 62, 82 щепы (фиг.2 и 3) без необходимости механически действующего устройства.

Щелок 34 для бункера щепы может быть извлечен из сосуда обработки, например, из верхнего сепараторного устройства. Количество щелока, необходимое для варки или другой обработки в сосуде обработки, обычно является меньшим количества щелока, требуемого для транспортирования щелока в качестве суспензии через конвейер, трубу щепы, насосы, перегрузочное устройство высокого давления и соединенные трубопроводы (трубы). Щелок в количестве, превышающем количество, необходимое для варки или обработки, может быть извлечен из суспензии, когда она поступает в сосуд обработки, как при использовании верхнего сепаратора. В качестве избыточного щелока может быть использован черный щелок 34 с впрыском в бункер щепы и с созданием в результате достаточного гидравлического давления. Кроме того, в бункер щепы может вводиться белый щелок 34.

На примере, количество белого щелока, вводимого в бункер щепы, может составлять от десяти (10) процентов до пятидесяти (50) процентов от общего количества белого щелока, введенного в систему, обычно включающую бункер щепы, систему подачи щепы и сосуд (сосуды) обработки. Все или большая часть остального количества белого щелока, предпочтительно, вводится в сосуд (сосуды) обработки. Белые щелоки, введенные в бункер щепы и в сосуд обработки, используются для обработки, например варки, щепы в сосуде обработки.

Для щепы, полученной из тяжелой твердой древесины, количество белого щелока, вводимого в бункер щепы, может составлять 10-25% от общего количества белого щелока, введенного в систему образования пульпы. Для щепы, полученной из мягкой древесины, количество белого щелока, вводимого в бункер щепы, может составлять 25-50% от общего количества белого щелока, введенного в систему образования пульпы.

Щелоком, вводимым в бункер щепы, может быть исходный поток белого щелока высокой концентрации, который пропитывает щепу в бункере. В одном примере древесная щепа является тяжелой твердой древесиной, которая впитывает количество щелока, в 1,2 раза превышающее сухую массу древесины. Легкая мягкая древесина имеет тенденцию к впитыванию количества щелока, которое в два раза больше сухой массы древесины. Количество щелока, например, белого щелока, вводимое в нижнюю часть бункера щепы, может составлять по меньшей мере 0,2-1,0 раз от сухой массы древесины в бункере щепы. Для бункера щепы, содержащего щепу из легкой мягкой древесины, количество белого щелока, вводимое в бункер щепы, может составлять по меньшей мере 0,6-1,0 раз от сухой массы древесины в бункере щепы. Тем не менее количество щелока в бункере щепы является, предпочтительно, достаточным для создания гидравлического давления, необходимого для подачи щепы в питатель высокого давления.

Белый щелок может вводиться при температуре ниже, чем температура щепы в бункере щепы. Низкая температура белого щелока снижает риск преждевременной варки древесной щепы до того, как щепа находится в сосуде обработки. Щепа в бункере щепы может быть нагрета до 100°C благодаря введению водяного пара 22 в бункер щепы. Белый щелок может вводиться при температуре ниже 90°C, такой как температура окружающей среды.

Суспензия щепы выгружается под гидравлическим давлением из нижнего выпуска 15 бункера щепы. Нижний выпуск соединен с обычно горизонтальным двухвинтовым конвейером 48, который содержит спиральный винт в цилиндрическом корпусе. Конвейер 48 может быть по существу горизонтальным, например с наклоном не более десяти градусов.

Суспензия щепы поступает в винтовой конвейер 48 и перемещается спиральными винтами к выпускному концу 50 конвейера. Выпускной конец имеет нижний впуск 52 щелока, который вводит щелок, когда суспензия щепы выгружается через верхний выпуск 50 из винтового конвейера в трубопровод 54. Введение щелока в выпускной конец 50 винтового конвейера способствует выгрузке щепы в трубопровод 54 и помогает избежать закупоривания щепы и блокирования выгрузки 50 винтового конвейера. Введение щелока может быть также использовано для регулирования соотношения щелок: щепа в суспензии до соотношения, подходящего для перегрузочного устройства высокого давления.

Сопла 56 могут вводить водяной пар или щелок (или оба) в нижний впуск 52, чтобы способствовать перемещению щепы из конвейера. Сопла 56 могут быть ориентированы, чтобы подавать струи либо щелока, либо водяного пара в частично вертикальном направлении к щепе, чтобы содействовать перемещению щепы из винтового конвейера. Вертикальные сопла 56 могут быть установлены при модификации традиционной горизонтальной трубы щепы, которая имеет верхний впуск 78 щепы.

Суспензия щепы течет через трубопровод 54 в перегрузочное устройство (устройства) 46 высокого давления, такое как последовательный или параллельный ряд из одного или более насосов или питатель высокого давления. Перегрузочное устройство высокого давления может находиться на высоте, по существу такой же, как, например, высота 15-25 фут (5-8 м) от нижнего разгрузочного окна 15 бункера щепы. Суспензия щепы опрессовывается в перегрузочном устройстве высокого давления до уровня давления, подходящего для сосуда 58 обработки, такого как варочный автоклав непрерывного действия, имеющий верхний впуск сепаратора для получения суспензии щепы из трубопровода 54.

На фиг.2 показана система 60 подачи щепы, имеющая наполненный бункер 11 щепы (как показано на фиг.1 и 2) и горизонтальную трубу 62 щепы на нижнем выпуске 15 бункера. Труба 62 щепы заменяет винтовой конвейер 48, показанный на фиг.1. Бункер 11 щепы в системе 60 подачи работает таким же образом и имеет такие же компоненты и геометрические размеры, как бункер 10 щепы, описанный в связи с фиг.1. Кроме того, в днище бункера щепы может быть или может не быть вращающийся скребок для облегчения выгрузки суспензии щепы в трубу щепы. Вращающийся скребок является компонентом бункера щепы, а не трубы щепы.

Труба 62 щепы основана на гидравлическом действии для перемещения суспензии щепы через трубу из бункера щепы и в перегрузочное устройство 46 высокого давления. Гидравлическое действие включает в себя впрыск щелока 34 или водяного пара через сопла 70, размещенные вдоль корпуса трубы щепы. При гидравлическом перемещении суспензии щепы из бункера в питатель высокого давления труба щепы обходится без механических винтовых и шнековых устройств, находящихся в традиционных конвейерах щепы (таких, как показано на фиг.1). При исключении винтовых и шнековых движущихся компонентов традиционного конвейера щепы могут быть достигнуты экономически эффективные затраты, например затраты на приобретение, затраты на энергию и затраты на содержание.

Щепа выгружается из бункера в верхний впуск 64 горизонтальной трубы 62 щепы. Соединение 66 между нижним выпуском 15 бункера щепы и верхним впуском 64 имеет форму, обеспечивающую плавный и однородный поток щепы в трубу щепы. Соединение 66 может иметь такую геометрическую форму поперечного сечения, как круг, эллипс, гоночный трек, восьмерка.

Один или более инжекторов 68 щелока на осевом конце трубы щепы впрыскивает щелок 34 или водяной пар в трубу 62 щепы с образованием потока через трубу, который выводит щепу из бункера в трубу. Множественные инжекторы 68 щелока или водяного пара на осевом конце и регулирование соединения 66 с трубой щепы могут быть использованы для впрыска щелока или водяного пара в трубу щепы для перемещения щепы из бункера в трубу щепы.

Скорость потока щепы из бункера щепы в трубу 62 щепы может регулироваться количеством щелока или водяного пара, вводимым через инжектор (инжекторы) 68. Аналогично, щелок или водяной пар может быть введен по длине трубы щепы из сопел 70, расположенных в боковой стенке трубы щепы. Указанные сопла 70 могут быть ориентированы под углом к потоку вводимого щелока обычно в том же направлении, как и требуемый поток щепы через трубу щепы. Указанные сопла 70 перемещают щепу через трубу щепы и способствуют регулированию скорости потока щепы через трубу щепы. Щелок, вводимый из сопел 70, может также использоваться для разбавления щепы в суспензии до соотношения щепы в суспензии, подходящего для перегрузочного устройства 46 высокого давления ниже по потоку от трубы щепы.

Вертикально ориентированное сопло 72 на разгрузочном конце трубы щепы впрыскивает щелок или водяной пар с перемещением щепы вертикально вверх из трубы щепы в трубопровод 54.

Каждый из инжекторов 68 и сопел 70, 72 (которые конструктивно могут быть одинаковыми моделями сопла) могут иметь соответствующий клапан 74 для регулирования потока щелока или водяного пара в инжекторе или сопле. Указанные клапаны могут настраиваться вручную или регулироваться контроллером 38 на основе сигналов датчика 76 расхода в трубопроводе 54 или в перегрузочном устройстве 46 высокого давления.

Труба 62 щепы может быть по существу цилиндрической трубой, имеющей ось и центральный канал суспензии щепы, который по существу не имеет препятствий. На корпусе трубы щепы монтируются сопла 70, 72, которые расположены под углом к перемещению суспензии щепы через центральный канал от впуска щепы к выпуску щепы. Сопла могут монтироваться на корпусе трубы под косым углом, например 10-45°. Угол сопла ориентирует поток текучей среды из сопел в центральный канал в направлении потока щепы через канал. Сопла впрыскивают текучую среду вдоль оси трубы и во второй конец трубы, ближний к впуску. Сопла могут включать в себя установленное по оси сопло, ближнее к впускному концу трубы, ряд сопел на множестве оснований, расположенных вдоль корпуса трубы щепы между впуском и выпуском, и сопла, смежные с выпуском трубы щепы.

На фиг.3 показана другая система 80 подачи щепы, имеющая наполненный бункер 11 щепы (как показано на фиг.1 и 2) и горизонтальную трубу 82 щепы в нижнем выпуске 15 бункера. Труба 82 щепы является подобной трубе 62 щепы, показанной на фиг.3, за исключением того, что труба 82 щепы имеет осевое (либо в плоскости, либо вне плоскости) разгрузочное окно 84 суспензии щепы. Суспензия щепы разгружается из трубы щепы в трубопровод 54 по существу в таком же направлении, как поток суспензии щепы через трубу щепы. Поскольку поток суспензии щепы не изменяет направления, когда он выходит из трубы щепы, на выпуске из трубы 84 щепы не требуется вертикально ориентированное сопло щелока (см. позицию 72 на фиг.3).

Трубопровод 54 транспортирует суспензию щепы в перегрузочное устройство 46 высокого давления. Клапаны 86 могут регулировать расход и давление суспензии щепы в трубопроводе. Кроме того, сопла 88 с соединенными клапанами 74 могут впрыскивать щелок или водяной пар, чтобы способствовать перемещению суспензии через трубопровод 54 и разбавлять суспензию. Клапан 86 и клапан 74 для сопла (сопел) 88 могут настраиваться вручную или регулироваться контроллером 38 с обеспечением требуемого расхода суспензии или давления в трубопроводе 54. Кроме того, трубопровод 54 может быть исключен, и транспортное устройство высокого давления, например насос, может быть непосредственно соединено с выпуском 84 трубы 82 щепы.

Хотя изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее практическим и предпочтительным вариантом, должно быть понятно, что изобретение не должно ограничиваться рассмотренным вариантом, но, напротив, оно предназначено охватывать различные модификации и эквивалентные компоновки, включенные в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.