Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия



Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия
Система подачи, содержащая параллельно установленные насосы, для варочного котла непрерывного действия

 


Владельцы патента RU 2490385:

МЕТСО ПЕЙПЕР СВИДЕН АКТИЕБОЛАГ (SE)

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, где по меньшей мере два насоса установлено параллельно в донной части резервуара для предварительной обработки и где передачу в верхнюю часть варочного котла производят без использования обычного верхнего сепаратора. Изобретением создана система подачи с усовершенствованными доступом и надежностью функционирования, пригодная для работы основной части насосов при оптимальной эффективности, даже при пониженной производственной мощности. 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, в котором варят древесные стружки для получения целлюлозной волокнистой массы, согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

В более старых традиционных системах подачи для варочных котлов непрерывного действия использовали звездчатые дозаторы высокого давления в качестве шлюзовых дозаторов для создания давления и транспортировки стружечной суспензии в верхнюю часть варочного котла.

В издании Handbook of Pulp, Herbert Sixta, 2006 описан на стр.381 этот тип подачи с использованием звездчатых дозаторов высокого давления (Питатель высокого давления). Большое преимущество использования этого типа подачи заключается в том, что поток стружек не требуется пропускать через насосы, а вместо этого его транспортируют гидравлически. В то же время можно поддерживать высокое давление в системе циркуляции при транспортировке к варочному котлу и от него без потери давления. Однако система обладает некоторыми недостатками, заключающимися в том, что звездчатый дозатор высокого давления подвержен износу, и его необходимо регулировать с целью минимизации утечки потока при переходе из системы циркуляции высокого давления в систему циркуляции низкого давления. Другим недостатком является то, что во время транспортирования температуру необходимо поддерживать на низком уровне, чтобы при транспортировании не происходили удары, вызываемые взрывами пара, направленными внутрь.

Уже в 1957 г. в патенте US 2803540 была раскрыта система подачи для варочного котла непрерывного действия для варки стружек, в которой стружку закачивают насосом из пропиточного резервуара в варочный котел, в котором стружку варят в атмосфере водяного пара. Здесь часть варочного раствора подают в насос для получения пригодной для перекачивания насосом консистенции, составляющей около 10%. Однако этот варочный котел был спроектирован для изготовления небольших объемов волокнистой массы, составляющих около 150-300 т/день (см. кол.7, строка 35).

Также в патенте US 2876098 (1959 г.) описана система подачи для варочного котла непрерывного действия для варки целлюлозы без использования звездчатого дозатора высокого давления. Здесь стружки суспендируют в смесителе до закачивания их насосом в верхнюю часть варочного котла. Насосная станция расположена под варочным котлом, и здесь вал насоса также снабжен турбиной, в которой снижают давление черного щелочка, находящегося под давлением, до уровня, требуемого для эффективной работы насоса.

В патенте US 3303088 (1967 г.) также описана система для подачи варочного котла непрерывного действия для варки стружек без использования звездчатого дозатора высокого давления, где древесные стружки сначала пропаривают в пропаривающем резервуаре, после чего суспендируют стружки в резервуаре, а затем суспензию стружек закачивают насосом в верхнюю часть варочного котла.

В патенте US 3586600 (1971 г.) описана другая система подачи для варочного котла непрерывного действия, в основном спроектированная для подачи более измельченного древесного материала. Здесь также не используют звездчатый дозатор высокого давления, а древесный материал подают насосом 26 через расположенный выше по потоку пропиточный резервуар в верхнюю часть варочного котла.

В EP157279 также раскрыт аналогичный способ закачивания насосом более измельченного древесного материала в верхнюю часть варочного котла непрерывного действия.

Типичным для этих вариантов исполнения варочных отделов с конца 50-х и до начала 70-х годов было то, что они были спроектированы с расчетом на ограниченную производительность, составлявшую около 100-300 т/день целлюлозной массы.

В патенте US 5744004 представлен вариант подачи древесных стружек в варочный котел, где стружечную смесь подают в варочный котел посредством ряда насосов. Здесь используют так называемые насосы DISCFLO™. Недостатком этой системы является то, что этот тип насоса обычно имеет очень низкий кпд.

В упомянутом выше издании Handbook of Pulp также описан (стр.382) альтернативный способ подачи стружечных смесей насосной системой, называемой TurboFeed™. Здесь используют три насоса, расположенных последовательно, для подачи стружечной смеси в варочный котел. Этот способ подачи запатентован в патентах US 5753075, 6106668, 6325890, 6336993 и 6551462; однако во многих случаях этот способ не был принят во внимание, например, в патенте US 3303088.

Патент US 5753075 относится к способу подачи насосом из пропарочного котла в обрабатывающий резервуар.

Патент US 6106668 относится более конкретно к добавлению AQ/PS (антрахинон/полисульфид) во время подачи насосом.

Патент US 6325890 относится по меньшей мере к двум насосам, расположенным последовательно, и к расположению этих насосов на уровне земли.

Патент US 6336993 относится к подробному техническому решению, согласно которому добавляют химические вещества для растворения металлов, содержащихся в древесной стружке, а затем отсасывают щелок после каждого насоса для уменьшения содержания металла в подаваемых насосом стружках.

Патент US 6551462 по существу относится к системе, уже раскрытой в патенте US 3303088.

Большим недостатком систем, содержащих множество насосов, установленных последовательно, является ограниченный доступ. Если один насос выходит из строя, то вся система варочного котла останавливается. При использовании 3 насосов, установленных последовательно, и при нормальной возможности доступа к каждому насосу, составляющей 0,95, общая возможность доступа к системе составляет всего 0,86 (0,95*0,95*0,95=0,86).

В современных варочных котлах непрерывного действия с производительностью более 4000 т/день целлюлозной массы используют варочные котлы высотой 50-75 м, в верхней части которых создают манометрическое давление около 3-8 бар, в случае использования варочного котла с паровой фазой, или 5-20 бар, в случае использования гидравлического варочного котла. Системы варочных котлов непрерывного действия проектируют таким образом, чтобы основная часть их работы (обычно значительно превышающая 80-95% времени их работы) выполнялась при номинальной производительности, что делает необходимой, с точки зрения стоимости обработки, работу насосов, оптимизированную для обеспечения номинальной производительности.

Для типичной системы варочного котла производительностью около 3000 т с системой подачи, работающей согласно так называемой технологи TurboFeed™, требуется мощность насосов, составляющая около 800 кВт. Очевидно, что эти системы должны содержать насосы, которые работают с оптимизированной эффективностью, близкой к их номинальной мощности. Для такой системы подачи требуется 19200 кВт·ч/24 ч (800*24), и при цене 50 евро за мегаватт-час эксплуатационные расходы составят 60 евро/24 ч или 336000 евро в год.

Системы должны быть способны работать также с производительностью, составляющей 50-110% от номинальной производительности, что подавляет жесткие требования к системе подачи.

Это означает, что поставщик системы должен предложить достаточно большие насосы, пригодные для обработки 4000 т, но которые могут также работать в диапазоне 2000-4400 т. Такой насос, работающий с производительностью, составляющей 50% его мощности, далек от оптимизированного исполнения, но необходимо, чтобы по меньшей мере временно была возможность того, чтобы насос работал с ограниченной производительностью в случае возникновения временных проблем, связанных с производительностью, например, снижение последующей линии переработки волокна.

Если этот поставщик оборудования предлагает системы варочных котлов, в которых можно обрабатывать номинальные объемы, составляющие 500-5000 т, то должен быть спроектирован ряд насосов различных габаритов, чтобы посредством каждой отдельной установки можно было (с точки зрения потребляемой мощности и перспективы потребления энергии) обеспечивать оптимизированную подачу при номинальной производительности. При таких условиях насосы становятся очень дорогими, так как обычно изготавливают очень ограниченные серии насосов каждого габарита. Чтобы поставщик оборудования имел возможность удовлетворить требования, касающиеся поставки в разумно короткие сроки, он должен хранить на складе насосы всех габаритов, что очень дорого.

С помощью питающей системы для варочного котла должна быть также обеспечена возможность гарантированной оптимизированной подачи в верхнюю часть варочного котла, даже если поток в передаточном трубопроводе уменьшиться до 50% от номинального потока.

Это сложно выполнить, так как скорость потоков в передаточных трубопроводах следует поддерживать на уровне, превышающем критический уровень, так как хорошо пропаренные стружки обладают тенденцией тонуть против направления движения потока подачи, если скорость становится слишком низкой.

Корректирующей мерой, которую можно использовать при низких скоростях, является увеличение разбавления до закачивания насосом, чтобы создать более низкую концентрацию стружек. Однако это не эффективно, с точки зрения расхода энергии, так как это вынуждает прокачивать через системы подачи излишне большие объемы текучей среды, что ведет к увеличению затраты энергии, требуемой для подачи насосом, на единицу полученной целлюлозной массы.

Каждый насос имеет конструктивно определенный режим (точка оптимального кпд (ВЕР)), при котором насос предназначен работать. При этой «ВЕР» потери, вызываемые ударами, и потери на трение, в случае использования центробежных насосов, имеют наименьшее значение, что, в свою очередь, ведет к тому, что кпд насоса получается самым высоким при этом режиме.

Цель изобретения

Первой целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной системы подачи древесных стружек, посредством которой может быть достигнута оптимальная передача в более широком диапазоне относительно проектной производительности варочных котлов.

Другими целями настоящего изобретения являются:

- повышение эффективности системы подачи;

- облегчение доступа;

- обеспечение более низкой стоимости обработки единицы перекачиваемых стружек;

- обеспечение постоянной концентрации стружек во время перекачивания, независимо от уровня производительности;

- использование ограниченного диапазона габаритов насосов, посредством которых можно охватить широкий диапазон производственной мощности варочных котлов;

- обеспечение упрощенного технического обслуживания;

- обеспечение более низкой стоимости монтажа, в сравнении с системами подачи со звездчатыми дозаторами высокого давления или множеством насосов, установленных последовательно.

Упомянутые выше цели могут быть достигнуты посредством использования системы подачи согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Чертежи

На фиг.1 представлен первый вариант исполнения систем подачи для варочных котлов без верхнего сепаратора;

на фиг. 2-5 представлены различные варианты присоединения насосов к выпуску резервуара для предварительной обработки;

на фиг.6 представлен способ присоединения системы подачи к верхней части варочного котла без верхнего сепаратора;

на фиг.7 изображен вид сверху устройства, представленного на фиг.7;

на фиг.8 представлен второй вариант исполнения систем подачи для варочных котлов без верхнего сепаратора;

на фиг.9 представлен возможный способ соединения передаточных трубопроводов от каждого насоса в системе, представленной на фиг.8, для формирования одного передаточного трубопровода;

на фиг.10 представлен второй возможный альтернативный способ соединения передаточных трубопроводов от каждого насоса для формирования одного передаточного трубопровода;

на фиг.11 представлен третий возможный альтернативный способ соединения передаточных трубопроводов от каждого насоса для формирования одного передаточного трубопровода.

Подробное описание изобретения

В нижеследующем подробном описании использована фраза «система подачи для варочного котла непрерывного действия». Под «системой подачи» здесь понимают систему, с помощью которой подают древесные стружки из системы обработки стружек с низким давлением, обычно при манометрическом давлении ниже 2 бар (0,2 МПа) и нормальном атмосферном давлении, в варочный котел, в котором стружки находятся под высоким давлением, обычно - в диапазоне 3-8 бар (0,3-0,8 МПа), в случае использования варочного котла с паровой фазой, или в диапазоне 5-20 бар (0,5-2,0 МПа), в случае использования гидравлического варочного котла.

Термин «варочный котел непрерывного действия» здесь означает либо варочный котел с паровой фазой, либо гидравлический варочный котел, даже если в предпочтительных вариантах исполнения, приведенных в качестве примеров, описаны варочные котлы с паровой фазой.

Базовая концепция заключается в том, что система подачи содержит по меньшей мере 2 насоса, установленных параллельно, но предпочтительно даже 3, 4 или 5 насосов, установленных параллельно. Было показано, что одним насосом можно подавать стружечную суспензию в варочный котел под давлением, и таким образом, можно исключить использование обычных звездчатых дозаторов высокого давления или сложных систем подачи с 2-4 насосами, расположенными последовательно.

Насосы расположены обычным образом на фундаменте на уровне земли для облегчения обслуживания.

При использовании решения, описанного выше, можно создать системы подачи для варочных котлов с производственной мощностью от 750 т/день до 6000 т/день целлюлозной массы, содержащие только небольшое число габаритов насосов. Это очень важно, так как эти насосы для подачи древесных стружек при относительно высокой концентрации очень специфичны, с точки зрения их применения, а насосы, пригодные для обеспечения производственной мощности в 4000-6000 т/день целлюлозной массы, являются очень большими, и их изготавливают очень ограниченными сериями, насчитывающими несколько насосов в год. Стоимость этих насосов, таким образом, составляет большую часть общей стоимости эксплуатации системы варочного котла.

В таблице, приведенной ниже, представлен пример возможности охвата диапазона производительности, составляющего 750-6000 т при использовании насосов только двух габаритов, оптимизированных по мощности на значениях 750 т/день и 1500 т/день целлюлозной массы, соответственно.

Программа насоса (X единиц*=1: альтернативная установка)
Номинальная производственная мощность (т/день) 750 насосов 1500 насосов
750 1 единица
1500 2 единицы
2250 1 единица 1 единица
(2250 альтернативная установка) (3 единицы) -
3000 - 2 единицы
(3000 альтернативная установка) (4 единицы)
3750 1 единица 2 единицы
4500 - 3 единицы
(4500 альтернативная установка) (2 единицы*) (2 единицы*)
5250 1 единица 3 единицы
6000 4 единицы

В этой таблице четко показана возможность охвата, при использовании концепции настоящего изобретения, производственных мощностей в диапазоне 1500-6000 т посредством применения насосов только 2 оптимизированных габаритов, при использовании одной насосной установки в небольших системах варочных котлов с производительностью ниже 750 т. Варочный котел непрерывного действия с производительностью 750 т сегодня редко используют в новых установках, так как системы варочных котлов периодического действия часто более конкурентоспособны при таких производительностях. Может существовать определенный остаточный спрос на устаревшие системы варочных котлов с низкой производительностью, где все еще используют дорогостоящие системы подачи со звездчатыми дозаторами высокого давления.

Первый вариант исполнения

На фиг.1 представлен вариант исполнения системы подачи, содержащей по меньшей мере 2 насоса, установленных параллельно. Стружки подают конвейерной лентой 1 в промежуточный накопитель 2 стружек, расположенный вверху резервуара 3 для обработки при атмосферном давлении. В этом резервуаре самый низкий уровень жидкости (LIQLEV) устанавливают посредством добавления щелочной пропиточной жидкости, предпочтительно варочного раствора (черного щелока), отсасываемого из сеточного фильтра SC2 последующего варочного котла 6, и с возможностью добавления сульфатной варочной жидкости и/или другого щелочного фильтрата.

Стружки подают, осуществляя нормальный контроль уровня (CHLEV) стружек, создаваемого выше уровня LIQLEV жидкости.

Остаточное содержание щелочи в черном щелоке обычно находится в диапазоне 8-20 г/л. Количество черного щелока и других щелочных жидкостей, которые добавляют в резервуар 3 для обработки, регулируют с помощью датчика 20 уровня, посредством которого управляют по меньшей мере одним из клапанов регулирования потока в трубопроводах 40/1. Этим щелочным пропиточным раствором может быть нейтрализована кислотность древесины стружек, и стружки могут быть пропитаны жидкостью с большим содержанием сульфида (HS). Отработанный варочный раствор с остаточным содержанием щелочи, составляющим около 2-5 г/л, предпочтительно - 5-8 г/л, отсасывают из резервуара 3 для обработки через выпускной сетчатый фильтр SC3 и направляют на регистрацию (REC). Если необходимо, сульфатную варочную жидкость (WL) можно также добавлять в резервуар 3, например, как это изображено на чертеже, по трубопроводу 41. Фактическое остаточное содержание щелочи зависит от типа используемой древесины: древесины твердых пород или древесины мягких пород, и от профиля кривой содержания щелочи, создающегося в варочном котле.

В случае использования сырьевого древесного материала, легко поддающегося пропитке и нейтрализации, например, такого сырьевого древесного материала, как стружечная мелочь или древесные стружки очень маленьких размеров и способностью быстро пропитываться, резервуар 3 может в экстремальных случаях представлять собой простую трубу диаметром, по существу соответствующим диаметру сформированного в виде стакана выпуска 10, расположенного в нижней части резервуара. Требуемое время выдерживания в резервуаре определяют по времени, в течение которого древесина так хорошо пропитывается, что она тонет в свободном варочном растворе.

После обработки стружек в резервуаре 3 их выпускают к нижней части резервуара, где также расположен обычный донный скребок 4, приводимый в действие двигателем M1.

Согласно изобретению стружки подают в варочный котел по меньшей мере двумя насосами 12a, 12b, установленными параллельно, и эти насосы присоединены к выпуску 10, сформированному в виде стакана в донной части резервуара. Выпуск 10, сформированный в виде стакана, содержит верхний впуск, цилиндрическую оболочку и дно. Насосы присоединены к цилиндрической оболочке.

Для облегчения перекачивания стружечной смеси, стружки суспендируют в резервуаре 3, который снабжен впуском для подачи жидкости по трубопроводам 40/41, управляемым посредством датчика 20 уровня, с помощью которого поддерживают уровень LIQLEV жидкости в резервуаре, располагающийся выше уровня насосов, по меньшей мере на 10 м, а предпочтительно, по меньшей мере на 15 м и даже более предпочтительно, по меньшей мере на 20 м. Таким образом создают высокое статическое давление на входе насосов 12a и 12b, благодаря чему одним насосом можно создавать давление и транспортировать стружечную суспензию в верхнюю часть варочного котла без кавитации насоса. Верхняя часть варочного котла обычно расположена по меньшей мере на 50 м выше уровня насосов, обычно - на 60-75 м выше уровня насосов, при этом в верхней части варочного котла создается давление, составляющее 5-10 бар (0,5-1,0 МПа).

Для дополнительного облегчения подачи к насосам в выпуске, сформированном в виде стакана, расположена мешалка 11. Мешалка 11 предпочтительно установлена на том же самом валу, на котором установлен донный скребок, и ее приводят двигателем M1. Мешалка содержит по меньшей мере два скребковых рычага, которыми протирают выпуски насосов, расположенные в поверхности оболочки выпуска, сформированного в виде емкости. Разбавление предпочтительно производят в выпуске, сформированном в виде емкости, которое можно осуществлять, используя выпуски для разбавления (не изображены), присоединенные к верхнему краю оболочки.

На фиг. 2-5 показаны способы присоединения ряда насосов 12a-12d к цилиндрической поверхности оболочки выпуска и способы установки до четырех скребковых рычагов на мешалке 11. Насосы предпочтительно могут быть расположены симметрично вокруг цилиндрической поверхности оболочки выпуска с распределением в горизонтальной плоскости с интервалом в 90° между смежными выпусками, если используется четыре присоединения насосов (120° - если используется 3 присоединения насосов и 180° - если используется два присоединения насосов). Таким способом можно исключить неравномерное распределение нагрузки на дно резервуара и на его фундамент. На практике устанавливают также запорный клапан (не изображен) между поверхностью оболочки выпуска 10 и впуском насоса, и клапан непосредственно после насоса для обеспечения возможности перекрывания потока, идущего через один насос, если этот насос требуется заменить во время продолжающейся работы остальных насосов.

На фиг.1 показано, что стружки подают насосами 12a, 12b по передаточным трубопроводам 13a, 13b (на фиг.1 изображено только два трубопровода) в верхнюю часть варочного котла 6.

Передаточные трубопроводы 13a, 13b (на фиг.1 изображено только два трубопровода) снабжены открытым выходом, направленным непосредственно в верхнюю часть варочного котла. Избыточную жидкость затем отсасывают, используя сетчатый фильтр SC1 варочного котла, расположенный в стенке варочного котла. На фиг.6 и 7 это изображено более подробно. Остальные части этого варианта осуществления соответствуют варочному отделу, изображенному на фиг.1.

На фиг.7 представлен способ возможного непосредственного открытого ввода четырех передаточных трубопроводов 13a, 13b, 13c и 13d в верхнюю часть варочного котла. Эти выпуски предпочтительно могут быть расположены симметрично в верхней части варочного котла с распределением в горизонтальной плоскости с интервалом в 90° между смежными выпусками, если используется 4 выпуска (120° - если используется 3 выпуска, и 180° - если используется 2 выпуска). Выпуски расположены соответствующим образом на расстоянии, составляющем 60-80% длины радиуса варочного котла. На фиг.6 представлен способ непосредственного открытого ввода передаточных трубопроводов 13a, 13b и 13c в верхнюю часть варочного котла и распределения таким образом стружек по поперечному сечению варочного котла. В этом случае показан варочный котел с паровой фазой, где пар ST и/или сжатый воздух Pair добавляют в верхнюю часть варочного котла, в которой уровень CHLEV стружек поддерживают выше уровня LIQLEV жидкости в верхней части варочного котла. Избыточную жидкость отсасывают, используя сетчатый фильтр SC2, и собирают в выпускном пространстве 51 до возврата по трубопроводу 40.

Преимущество этого варианта осуществления заключается в том, что каждый насос может быть отключен независимо, тогда как остальные насосы могут продолжать перекачку при оптимальном кпд и без потребности в модификации самой системы подачи.

Варочный котел 6 может быть снабжен рядом систем циркуляции для варочного котла и подачей сульфатной варочной жидкости в верхнюю часть варочного котла или в подающие потоки варочного котла (не изображены). На чертеже показан выпуск варочного раствора через сетчатый фильтр SC2. Варочный раствор, отсасываемый через сетчатый фильтр SC2, известен как «черный щелок», и он может содержать несколько большее остаточное количество щелочи, чем черный щелок, который обычно направляют непосредственно для повторного использования и обычно отсасывают дополнительно из варочного кота. Вываренные стружки P затем выводят из нижней части варочного котла с помощь обычного донного скребка 7 и давления, создаваемого при варке.

Второй вариант осуществления

На фиг.8 представлен альтернативный вариант осуществления системы подачи для варочного котла непрерывного действия без верхнего сепаратора, где каждым насосом 12a, 12b подают суспензию стружек по первым секциям 13a, 13b передаточного трубопровода в верхнюю часть варочного котла, и первые секции передаточных трубопроводов по меньшей мере от 2 насосов соединены в месте соединения 16 с образованием объединенной второй секции 13ab передаточного трубопровода до направления этой второй секции к верхней части варочного котла. Для поддержания постоянной скорости потока к месту соединения 16 присоединен также подающий трубопровод 15. В этом варианте осуществления черный щелок отбирают из трубопровода 41, и его можно нагнетать под давлением с помощью насоса 14. Однако так как черный щелок уже достиг полного давления, созданного в варочном котле, то необходимость в повышении давления раствора ограничена.

Все другие отличительные части данной системы соответствуют системе, изображенной на фиг.1.

На фиг.9 показан возможный пример способа присоединения подающих трубопроводов 15a, 15b, которые используют во втором варианте осуществления, к месту соединения 16 в случае использования 4 насосов 12a-12d. Преимущество этой системы подачи заключается в том, что можно гарантировать оптимальную скорость объединенного потока во второй секции 13ac/13bd и объединенного потока в конечной третьей секции 13abcd передаточного трубопровода.

Критической является скорость потока, направляемого в варочный котел, которая должна быть значительно больше 1,5-2,0 м/с, чтобы щепа в потоке не падала вниз навстречу подающему потоку и не вызвала забивания передаточного трубопровода. Скорость потока в передаточном трубопроводе следует соответствующим образом поддерживать в диапазоне 4-7 м/с для обеспечения возможности транспортировки стружек в верхнюю часть варочного котла.

Если, например, насос 12a выключают из-за ремонта или в связи с необходимостью снижения производительности, то поток в дополнительном трубопроводе 15a может быть увеличен для поддержания скорости потока во второй секции 13ac.

Эти системы объединенных трубопроводов для передачи суспензии стружек обладают преимуществом, заключающимся в том, что площадь поперечного сечения потока в трубопроводах после мест соединения 16, 16', 16″ равна или больше суммы площадей поперечных сечений входящих трубопроводов, чтобы была исключена потеря давления в передаточных трубопроводах. Соответствующими уравнениями для вычисления площадей потоков могут служить уравнения:

A13bd≥(A13d+A13b),

A13abcd≥(A13bd+A13ac).

В передаточном трубопроводе, в котором первая секция имеет диаметр, например, 100 мм, а созданная скорость потока составляет 5 м/с, скорость потока будет составлять 4,4 м/с, если вторая секция, объединяющая 2 трубопровода с диаметрами 100 мм, имеет диаметр 150 мм. При последующем объединении двух таких трубопроводов с диаметрами 150 мм с третьей секцией с диаметром 250 мм, скорость потока может составить 3,18 м/с. Все эти скорости потоков имеют предел, определяемый критической минимальной скоростью потока.

Подающие трубопроводы 15a, 15b также могут содержать соединения, расположенные непосредственно после каждого выпуска насоса, чтобы можно было промывать трубопровод между насосом и местом соединения во время выключения насоса или во время работы при пониженной производительности. Добавление дополнительной жидкости может быть также соединено с дополнительным разбавлением суспензии стружек до насосов, например, на стороне всасывания насосов или в нижней части резервуара 3.

На фиг.10 показано поперечное сечение второго варианта возможного соединения трубопроводов 13a-13d, идущих от насосов, для формирования одного передаточного трубопровода 13abcd. Здесь дополнительный трубопровод 15 для подачи жидкости для разбавления составляет вертикальную часть передаточного трубопровода, направляемого к верхней части варочного котла, и каждый трубопровод 13a, 13b, 13c, 13d от каждого насоса присоединен последовательно, один за другим, к этой вертикальной части передаточного трубопровода на различных высотах. В каждой дополнительной позиции поток стружек добавляют в коническую часть с увеличенным диаметром передаточного трубопровода. Как показано пунктирными линиями, могут быть присоединены альтернативные трубопроводы 13bALT/13dALT от насосов, и эти трубопроводы могут быть вместо этого перемещены с одной стороны на другую сторону передаточного трубопровода.

На фиг.11 показано поперечное сечение третьего варианта возможного соединения трубопроводов 13a-13d от насосов для формирования одного передаточного трубопровода 13abcd. Здесь подающий трубопровод 15 для подачи жидкости для разбавления составляет вертикальную часть передаточного трубопровода, направляемого к верхней части варочного котла, и каждый трубопровод 13a, 13b, 13c, 13d от каждого насоса присоединен к этой вертикальной части передаточного трубопровода на одной и той же высоте; предпочтительно позиция подачи потока стружек расположена в конической части с увеличивающимся диаметром передаточного трубопровода, и каждый присоединенный трубопровод направлен вверх и наклонен к вертикальному направлению под углом в диапазоне 20°-70°. На чертежах показаны только соединения 13a, 13b, 13c, так как соединение 13d расположено в части, отрезанной на этом виде.

Изобретение не ограничено выше упомянутыми вариантами осуществления. Возможны и многие другие варианты осуществления в объеме прилагаемой формулы изобретения. В вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг.1 и 8, в некоторых применениях, например, сетчатый фильтр SC1 и обратный трубопровод 40 могут быть исключены, предпочтительно при варке древесного материала с более высокой объемной плотностью, например, древесины твердых пород (HW), для транспортировки которой при соответствующем объеме производства требуется меньше жидкости.

В случае использования сырьевого древесного материала, легко поддающегося пропитке и нейтрализации, например, такого сырьевого древесного материала, как стружечная мелочь или древесные стружки очень маленьких размеров и способностью быстро пропитывать, то резервуар 3 может в экстремальных случаях представлять собой простую трубу с диаметром по существу соответствующим диаметру сформированного в виде стакана выпуска 10 в нижней части резервуара.

Если стружки, которые подают в резервуар 3, уже хорошо пропарены, то уровень LIQLEV жидкости может быть расположен выше уровня щепы CHLEV стружки.

В представленных вариантах осуществления в резервуаре 3 производят предварительную щелочную обработку, но также возможно использование процесса, в котором эта предварительная обработка включает кислотный предгидролиз.

1. Система подачи для варочного котла (6) непрерывного действия с паровой фазой, где древесные стружки непрерывно подают в верхнюю часть варочного котла, в котором устанавливают уровень (CHLEV) стружки, располагающийся выше уровня (LIQLEV) жидкости в верхней части варочного котла, и выводят из нижней части варочного котла, отличающаяся тем, что древесные стружки, которые требуется подавать в верхнюю часть варочного котла, суспендируют в резервуаре (3) для создания стружечной суспензии; где по меньшей мере два насоса (12a, 12b) присоединены параллельно к нижней части резервуара, и каждым насосом перекачивают стружечную суспензию по передаточному трубопроводу (13a-d/13ab) в верхнюю часть варочного котла, при этом выпуск передаточного трубопровода открыт непосредственно в верхнюю часть варочного котла, благодаря чему стружечная суспензия падает непосредственно в верхнюю часть варочного котла.

2. Система подачи по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере три насоса присоединены параллельно к донной части резервуара.

3. Система подачи по п.2, отличающаяся тем, что по меньшей мере четыре насоса присоединены параллельно к донной части резервуара.

4. Система подачи по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что насосы присоединены симметрично к донной части резервуара.

5. Система подачи по п.1, отличающаяся тем, что древесные стружки, которые требуется подавать в верхнюю часть варочного котла, суспендируют в резервуаре для создания стружечной суспензии и обеспечивают подачу жидкости в этот резервуар, управляемую посредством датчика уровня, с помощью которого поддерживают уровень (LIQLEV) жидкости, расположенный на высоте, составляющей по меньшей мере, 10 м, предпочтительно по меньшей мере 15 м и более предпочтительно по меньшей мере 20 м.

6. Система подачи по п.1, отличающаяся тем, что донная часть резервуара соединена с выпуском в виде стакана, имеющим верхний впуск, оболочку с цилиндрической поверхностью и дно, где к цилиндрической поверхности оболочки параллельно присоединены впуски по меньшей мере двух насосов (12a, 12b), а выпуски насосов соединены с передаточным трубопроводом (13a, 13b), идущим к верхней части варочного котла, и где в выпуске в виде стакана установлена мешалка (11) с возможностью вращения, при этом мешалка содержит по меньшей мере два скребковых рычага, которые протирают впуски насосов, расположенные в поверхности оболочки выпуска, в виде стакана.

7. Система подачи по п.1, отличающаяся тем, что каждый насос (12a, 12b) перекачивает стружечную суспензию по первой секции (13a, 13b) передаточного трубопровода в верхнюю часть варочного котла, и первые секции передаточных трубопроводов по меньшей мере от двух насосов соединены в месте соединения (16) с образованием объединенной второй секции (13ab) передаточного трубопровода перед тем, как эта вторая секция направляется к верхней части варочного котла.

8. Система подачи по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере вторая секция (13ab) передаточных трубопроводов по меньшей мере из двух насосов (12a, 12b) в первой группе насосов соединена с другой секцией (13cd) передаточных трубопроводов по меньшей мере из 1 насоса (12c, 12d) во второй группе насосов в месте соединения (16'') с объединенной третьей секцией (13abcd) передаточного трубопровода перед тем, как эта третья секция направляется к верхней части варочного котла.

9. Система подачи по п.1, отличающаяся тем, что впуск (13a, 13b) передаточного трубопровода соединен с каждым отдельным насосом, и выпуск передаточного трубопровода (13a, 13b) соединен с верхней частью варочного котла, при этом имеются выпуски в верхней части варочного котла, количество которых равно количеству насосов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла (6) непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса (12а, 12b) размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара (3) для предварительной обработки, причем трубопроводы, отходящие от насосов, объединены по меньшей мере в одной точке (16) слияния перед тем, как объединенный транспортный трубопровод направляется к верхней части варочного котла.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла (6) непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса (12а, 12b) размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара (3) для предварительной обработки и мешалка (11) размещена в непосредственном соединении с впускными патрубками насосов.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, где по меньшей мере 2 насоса размещены в параллельной компоновке в донной части резервуара для предварительной обработки и устанавливают уровень жидкости по меньшей мере порядка метров.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для загрузки сырья в гидролизаппарат, и позволяет повысить надежность работы устройства.

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к роторным питателям, и позволяет увеличить срок службы роторного питателя и повысить надежность его в работе.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к роторным питателям, и позволяет увеличить срок службы питателя при обеспечении надежности его в работе.

Изобретение относится к системе подачи для варочного котла непрерывного действия, в которой по меньшей мере два насоса установлены параллельно и соединены с нижней частью резервуара предварительной обработки, и каждый насос соединен с отдельным транспортным трубопроводом, идущим в верхнюю часть варочного котла

Система подачи измельченного целлюлозного материала содержит: 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 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 ориентированный конвейер щепы или трубу щепы, сопряженную с нижним разгрузочным окном, для получения щепы и щелока из бункера под гидравлическим давлением, где конвейер или труба содержит инжекторы щелока, которые впрыскивают щелок в щепу и конвейер или трубу, и перегрузочное устройство высокого давления, сопряженное 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. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение рассматривает систему и способ подачи насосом тонкоизмельченного целлюлозного материала в варочный котел непрерывного действия. Концентрическим размещением труб и введением текучей среды в камеру, образованную между трубами, создается цилиндрическая пленка текучей среды вокруг стержневидного потока целлюлозного материала до впуска в насос. Таким образом снижается падение давления в линиях, снижается износ насоса и обеспечивается максимальное нарастание давления в насосе. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх