SE524788C2 - Förfarande och anordning för framställning och behandling av träfiber - Google Patents

Description

30 524 788 q .nu n n : ~ | ø - - u nu 2 Enligt äldre känd teknik transporteras de under processen utlösta ved- emissionerna, främst i flisförvärmaren, hela vägen från förvärmare via malapparat tillsammans med fiberbulken till torken där merparten avskiljs från fibern och slutligen följer med avgående fuktig torkluft från torken ut i atmosfären. Dessa emissioner in- nehåller framförallt flyktiga organiska ämnen, s.k. VOC (Volatile Organic Compo- unds), samt formaldehyd. Resterande mängder, som ej avgår från torken, följer med fiberflödet till efterföljande processenheter där de successivt avgår till kringliggande atmosfär eller uppträder som restprodukt i den färdiga produkten, boarden. Även från den färdiga produkten sker således utsläpp av emissioner till atmosfären.

Från WO 99/10594 är det dock förut känt att förse flisförvärmaren med ett topputlopp för avgasning av där utlösta organiska emissioner. Ångan tillförs här iför- värmarens nedre del och flisen, som inkommer i förvärmarens övre del, tvättas i mot- ström av ångan under kondensering. Detta sker genom att ångan söker sig uppåt genom flispelaren mot den kallare flisen i toppen av förvärmaren och utlösta emis- sioner, luft och ånga som bildas genom evaporering av fukten i flisen avskiljs och borttransporteras genom utloppet till en skrubber. Genom denna publikation är det också känt att transportera flisen från förvärmaren till malapparaten med hjälp av en matningsskruv som även komprimerar och awattnar flisen under transporten.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har som syfte att tillhandahålla ett förfarande och en anordning som minskar emissionsutsläppen, främst av VOC och formaldehyd, till at- mosfären, såväl från tillverkningsprocessen som från den färdiga produkten, boarden.

Samtidigt skall kapaciteten i tillverkningsanläggningen bibehållas och så även kvalite- ten hos slutprodukten.

Detta syfte uppnås med ett förfarande uppvisande de nya särdrag som defi- nieras i den kännetecknande delen av patentkravet 1, samt med en anordning uppvi- sande de nya särdrag som definieras i den kännetecknande delen av patentkravet 9.

Således kännetecknas förfarandet enligt föreliggande uppfinning av att avga- ser uppkomna under komprimeringen borttransporteras genom ett utlopp anordnat i komprimeringszonen. Anordningen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av att i komprimeringszonen är anordnat ett avgasutlopp för bortledning av förångad fukt som alstras vid komprimeringen av flisen och vilken innehåller avgaser. 15 20 25 30 524 788 ø . - u n c u a » e. 3 Vid komprimeringen av flisen i matningsskruven så pressas vatten ut, vilket innehåller en hel del kvarvarande vedemissioner. Genom att anordna ett utlopp i komprimeringszonen kan vattnet evaporera och de utlösta emissionerna kan avledas genom utloppet. Genom att fånga upp och avleda de emissioner som utlöses i kom- primeringszonen direkt och på plats så får man en betydligt högre koncentration av emissionerna än om de i stället fick transporteras vidare med fiberbulken och blan- das med torkluften, vilket representerar ett mycket stort gasflöde och därmed ger låg koncentration, i enlighet med känd teknik. Således erhålls ett betydligt mer effektivt omhändertagande av avgaserna från förvärmningen med föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform sker borttransporten av avgaserna som uppkommer under komprimeringen genom att de leds tillbaka till flisförvärmarens övre del från vilken de sedan borttransporteras tillsammans med övriga avgaser. Avgaserna kan med fördel ledas bort till destruering, tex. till förbränning i en ångpanna där emissio- nerna övergår till koldioxid och vatten.

Enligt ett annat fördelaktigt särdrag kan avgasflödet vid borttransporten av avgaser regleras, och härigenom kan även ångförlusterna iflisförvärmaren regleras.

Enligt ytterligare en utföringsform kan ett s.k. catcher-medel tillsättas träflisen vid dess inmatning i malapparaten. Ett catcher-medel är en kemikalie som injiceras för att binda något ämne, i detta fall formaldehyd. Det är tidigare känt att tillsätta catcher-medel på andra ställen i processen. Det är dock inte tidigare känt att tillsätta catcher-medel direkt i malapparaten och det har vid tester visat sig att detta är sär- skilt effektivt när det gäller att binda formaldehyd. Testresultat med catcher-medel tillsatt i malapparaten har visat på en reduktion av formaldehyd-innehållet med 8-15% samt även en klar förbättring av perforatorvärden iden slutliga boarden.

Enligt ytterligare en utföringsform förs den i malapparaten framställda och behandlade träfibern till en torkdel och därefter till en skrubber, varvid avgående luft från torkdelen, på sin väg till skrubbern, passerar en värmeväxlare för ingående luft till torkdelen så att luften till torkdelen uppvärms och luften till skrubbern avkyls. Med detta vinns fördelen av en viss värmeåtervinning äger rum för luften till torken. En annan viktig fördel är dock att luften till skrubbern kyls. Eftersom de kondenserbara kolvätena i emissionerna härrörande fràn de tidigare stegen i processen tenderar att vara aerosoler så försvårar detta skrubberns reningseffekt. Jämviktsförhållandet mel- lan luft och vattenlösning av dessa kolväten är temperaturberoende så att vid högre 20 30 524 788 4 temperatur i skrubbem är det svårt att få över emissionerna till vattenfas. Av detta skäl är det fördelaktigt att kyla den till skrubbem ingående luften.

Vidare kan med fördel vattendroppar avskiljas i skrubbern med en dropp- fångaranordning. Ytterligare kylning genom tillförsel av vatten är också möjligt.

Med föreliggande uppfinning erhålls således reducerade utsläpp av främst VOC och forrnaldehyd under hela framställningsprocessen för board. Detta leder till betydande miljöförbättringar både intemt vid produktlonslinjen och externt, dvs l mil- jön utanför industrin. Dessutom erhålls fördelen med en förbättrad slutprodukt i form av en board som ger mindre utsläpp i den miljö där den används.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i form av utföringsexempel och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Figur 1 visar schematiskt en anläggning för framställning och behandling av träfiber, innefattande ett utföringsexempel av en anordning enligt fö- religgande uppfinning, Figur 2 visar ett utföringsexempel av en första del av anordningen enligt före- liggande uppfinning, och Figur 3 visar ett utföringsexempel av en andra del av anordningen enligt före- liggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Den i fig. 1 schematiskt illustrerade anläggningen för framställning och be- handling av träfiber ingår i det illustrerade exemplet som en del av en kontinuerlig process för framställning av board av lignocellulosahaltigt material.

En sådan anläggning innefattar flera steg. De steg som illustreras schema- tiskt i fig. 1 är ett första steg med en fiberframställningsdel innefattande en flisförvär- mare 1 och en malapparat 2 för fiberfriläggning av träflis, ett andra steg med en tork- del 3, exempelvis innefattande en cyklon, och ett tredje steg i anslutning till torkdelen och innefattade en skrubber 4, främst avsedd för effektiv partikelavskiljning i sam- band med torkningen. Det skall särskilt nämnas att torkdelen i sig kan innefatta flera torkningssteg med flera lika apparater och anläggningen kan för övrigt även innefatta ytterligare mellansteg och detaljer som ej har visats av tydlighetsskäl. 20 25 30 524 788 .. ..

Fiberframställningsdelen från anläggningen ifig. 1 visas i något större skala i fig. 2. Via ett inlopp 6 matas träflis A in iförvärmaren 1, vanligen från en förbasnings- binge som ej visas. I flisförvärmarens nedre del tillförs ånga B via ånginlopp 7. Flis- förvärmaren är även försedd med ett topputlopp 8. I flisförvärmaren värms flisen med kondensationsvärme från ångan, som tillförs med tryck, temperatur och tid som är förinställd och anpassad till flisråvaran. Genom att ångan B tillförs i flisförvärmarens nedre del så kommer den att söka sig upp genom flispelaren C mot den kallare in- kommande flisen i toppen och härigenom evaporeras fukten iflisen och bildar ånga som innehåller utlösta organiska emissioner från veden. Dessa emissioner, främst organiska flyktiga ämnen såsom VOC och formaldehyd, avskiljes sedan med hög koncentration i toppen av förvärmaren via topputloppet 8. Från topputloppet går där- efter avgaserna till någon form av destruktionsanordning, vilken ej visas. Destrue- ringen kan exempelvis ske genom förbränning eller genom indunstning.

Såsom framgår av fig. 2 är avgasledningen i toppen av förvärmaren försedd med temperaturregleringsanordning, TIC, och tillförselledningen för ånga är försedd med en tryckregleringsanordning, PIC. Genom att ställa in ett värde för ångans tryck som motsvarar en viss temperatur, t.ex. av storleksordningen 170°C, så kan man ge- nom att mäta temperaturen på de utgående avgaserna reglera dessa så att onödiga ång- och energiförluster förhindras. Avgasernas temperatur skall alltså inte överstiga den ingående ångans temperatur. Om så skulle ske så minskas avgasflödet automa- tiskt, för att därigenom förhindra att mer ånga tillförs än vad som kan utnyttjas iflis- förvärmaren.

I detta sammanhang kan också nämnas att avgasningen i toppen av förvär- maren har en gynnsam inverkan på värmeöverföringen mellan ångan och flisen iför- värmaren. Normalt så försämrar den luft som finns i den tillförda kalla flisen A nämn- da värmeöverföring, men med föreliggande anordning kan i stället denna luft direkt ledas bort genom topputloppet 8.

I botten av flisförvärmaren finns ett flisutlopp 11. I anslutning till detta finns en matningsskruv 12 anordnad som matar flisen till malapparaten 2. Matningsskruven innefattar en komprimeringszon 15 där vattnet pressas ut ur flismassan och den bil- dade fukten evaporeras i zonen så att ånga bildas. Komprimeringszonen 15 är bildad genom att axeln hos den del av matningsskruven 12 som befinner sig närmast mal- apparaten 2 har en ökande diameter, så att den erhåller en konisk form. Detta leder till att flismaterialet i denna del sammanpressas och trycks ut mot matningsskruvens 20 25 30 52 P) 8 e.. .se v ï i I .D .O z .n-en: .au..u. I: .,,: u o a o s n n o n . a . . , :cv u v u o n n o . . u n a - . n u s n , . . o . 0 q o .n - | : Q 1. unc en 6 12 ytterväggar där det bildas ett s.k. pluggflöde som delvis täpper till ingången till malapparaten. Den bildade pluggen avskiljer malapparaten från matningsskruven så att ånga från malapparaten inte kan gå bakåt in i komprimeringszonen. Enligt den fö- redragna utföringsformen så är ett avgasutlopp 13 anordnat i komprimeringzonen så att möjlighet ges att transportera bort den nämnda föràngade fukten, vilken innehåller avgaser. Vidare är, enligt den föredragna utföringsformen, detta avgasutlopp anslutet till en ledning 14 som leder tillbaka avgaserna till flisförvärmarens 1 övre del. Här kan de sedan transporteras bort tillsammans med övriga avgaser via topputloppet 8 och vidare bort för destruering. l det illustrerade exemplet visas även hur ett catcher-medel D kan tillsättas i malapparaten 2. Ett catcher-medel är en kemikalie som injiceras för att binda något ämne, i detta fall formaldehyd. Organet 16 för tillsättning av catcher-medel kan ex- empelvis vara utformat så att tillförseln av catcher-medel D sker via matningsskru- vens 12 centrum in i malapparaten 2. Ett lämpligt catcher-medel i detta fall kan vara urea eller motsvarande. l fig. 3 visas ett utföringsexempel av en skrubberanläggning 4 i enlighet med föreliggande uppfinning, vilken används i anslutning till ett torksteg. Denna skrubber- anläggning kan med fördel användas tillsammans med den ovan beskrivna flisför- värmaren 1 och malapparaten 2, men kan även användas tillsammans med andra typer av flisförvärmar- och malapparater och även i andra typer av anläggningar, och kan således betraktas som en egen uppfinning. I fig. 3 visas en skrubber 4 som tar emot luft E som kommer från torkdelen 3, via en ledning 28. Innan denna luft tillåts passera in i skrubbern så passerar den en värmeväxlaranordning 20, exempelvis en tubvärmeväxlare, för den ingående luften F till torken. Härigenom utnyttjas den vär- me som den från torken utgående luften E har för att förvärma den ingående luften F, G till torken, samtidigt som den från torken utgående luften kyls ned innan den kom- mer in i skrubbern 4. Jämviktsförhållandet mellan lufttemperatur och koncentrationen av formaldehyd kommer härvid att förändras och gynnar överföringen av formaldehyd till vattenfas. Den från torken utgående luften E kan ha en temperatur av storleksordningen +60° C , den inkommande torkluften F till värmeväxlaren tas som regel utifrån och kan då ha en temperatur på + 10°C, och den förvärmda inluften G till torken kan då ha en temperatur på + 30°C.

Skrubbern är även försedd med ett antal vattenspritsar 21 som således spru- tar ut vatten som kyler och absorberar emissionerna som finns i torkluften till vatten- 524 788 o en: o Q » : ra 7 fas. Vattenspritsar 22 kan med fördel även finnas i inloppsledningen 26 till skrubbern.

I skrubberns nedre del finns ett vattenutlopp 23 där vatten avtappas för att föras till rening. l toppen pà skrubbern finns ett utlopp 24 för avgående luft. Skrubbern är lämpligtvis även försedd med en s.k. demister eller droppavskiljare 25 i anslutning till det övre luftutloppet, för att avskilja vattendroppar.

Det tillförda spritsvattnet kan eventuellt kemikaliebehandlas med NaHSO3 och NaOH för att optimera funktionen av emissionsreduceringen. Skrubbern 4 är så- ledes försedd med en anordning 27 för tillförsel av dessa tillsatser till vattnet. Testre- sultat har visat att man härigenom kan uppnå en 75 procentig reduktion av formalde- hydinnehàllet i den avgående luften, redan utan inkoppling av värmeväxlare.

Föreliggande uppfinning skall ej anses begränsad till de ovan beskrivna utfö- ringsexemplen, utan kan modifieras och varieras på mångahanda sätt, såsom inses av fackmannen, inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (19)

10 20 25 30 524 788 u . « . . n u n o .q PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning och behandling av träfiber i en anläggning innefat- tande en fiberframställningsdel med en flisförvärmare och en malapparat för fiber- friläggning av träflis, innefattande följande steg: - inmatning av träflis i en övre del av flisförvärmaren, - utmatning av träflis iflisförvärmarens botten till en matningsskruv för vidare transport till malapparaten, - komprimering av träflisen i en komprimeringszon i matningsskruven, - tillförsel av ånga i flisförvärmarens nedre del för tvättning av tillförd flis i mot- ströms riktning, - borttransport i flisförvärmarens övre del av avgaser i form av utlösta orga- niska emissioner, ånga och luft, kännetecknat av att avgaser uppkomna under komprimeringen borttransporteras genom ett utlopp anordnat i komprimeringszonen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att borttransporten av avgaserna som uppkommer under komprimeringen sker genom att de leds tillbaka till flisförvärma- rens övre del från vilken de sedan borttransporteras tillsammans med övriga avga- SGF.

3. Förfarande enligt krav 1 eller krav 2, kännetecknat av att de borttransporterade avgaserna leds till en destrueringsanordning där de destrueras.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ångförlusterna från flisförvärmaren regleras med hjälp av mätning av temperaturen på de från flis- förvärmarens övre del borttransporterade avgaserna, mätning och reglering av den ingående ångans tryck, jämförelse av dessa värden och reglering av avgasflödet från topputloppet baserat på denna jämförelse.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ett catcher- medel tillsätts träflisen vid dess inmatning i malapparaten. 20 25 30 524 vss ,v,,,,m,,,_,,¶ 9

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den i mal- apparaten framställda och behandlade träfibern förs till en torkdel och därefter till en skrubber, varvid avgående luft från torkdelen avkyls innan den behandlas i skrub- bern.

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att den avgående luften från torkdelen till skrubbern passerar en värmeväxlare för ingående luft till torkdelen så att luften till torkdelen uppvärms och luften till skrubbern avkyls.

8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, kännetecknat av att vattendroppar avskiljs i skrubbern med en droppfàngaranordning anordnad vid skrubberns luftutlopp.

9. Anordning för framställning och behandling av träfiber, innefattande en fiberfram- ställningsdel med en flisförvärmare och en malapparat för fiberfriläggning av träflis, varvid flisförvärmaren är försedd med ett flisinlopp i sin övre del och ett flisutlopp i sin nedre del, och vidare med ett ånginlopp i sin nedre del och ett topputlopp för bildade avgaser i form av utlösta organiska emissioner, ånga och luft, så att tillförd flis tvättas i motströms riktning medelst den tillförda ångan, samt att flisutloppet står i förbindelse med malapparaten via en matningsskruv som innefattar en komprimeringszon, kän- netecknad av att i komprimeringszonen är anordnat ett avgasutlopp för bortledning av förångad fukt som alstras vid komprimeringen av flisen och vilken innehåller av- gaser

10.Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att nämnda avgasutlopp i komprime- ringszonen är anslutet till en förbindelseledning anordnad mellan komprimeringszo- nen och flisförvärmarens övre del.

11. Anordning enligt krav 9 eller krav 10, kännetecknad av att den innefattar en destrueringsanordning dit de bildade avgaserna förs och destrueras.

12. Anordning enligt något av kraven 9-11, kännetecknad av att den innefattar en temperaturregleringsanordning som mäter de borttransporterade avgasernas tempe- ratur, under rådande partialblandningsvolym och partialtryck för de ingående gaserna i flisförvärmaren, och en tryckregleringsanordning som mäter och reglerar den ingå- 20 25 30 524 788 ,.._,.._, _, - . I . . - Q . - »a 10 ende àngans tryck, och genom jämförelse av dessa värden kontrolleras àngförluster- na i flisförvärmaren med hjälp av reglering av avgasflödet frän topputloppet.

13. Anordning enligt något av kraven 9-12, kännetecknad av att den innefattar organ för tillsättning av ett catcher-medel till träflisen vid dess inmatning i malappara- ten.

14. Anordning enligt något av kraven 9-13, kännetecknad av att den innefattar en torkdel dit den i malapparaten framställda och behandlade träfibern förs, en skrubber belägen efter torkdelen och ledningar som för avgående luft från torkdelen till skrub- bern, samt en kylanordning för att avkyla den till skrubbern från torkdelen inkomman- de luften.

15. Anordning enligt krav 14, kännetecknad av att kylanordningen innefattar en värmeväxlare för ingående luft till torkdelen och att nämnda ledningar som för avgå- ende luft från torkdelen till skrubbern, för den avgående luften genom nämnda vär- meväxlare så att den ingående luften till torkdelen uppvärms och luften som går vida- re till skrubbern avkyls.

16. Anordning enligt något av kraven 14-15, kännetecknad av att skrubbern inne- fattar organ för tillförsel av vatten som kyler och absorberar befintliga avgaser till vat- tenfas.

17. Anordning enligt något av kraven 14-16, kännetecknad av att i ledningarna mel- lan torkdelen och skrubbern är anordnade organ för tillförsel av vatten som kyler och absorberar befintliga avgaser till vattenfas.

18. Anordning enligt krav 16 eller krav 17, kännetecknad av att den innefattar åt- minstone en anordning för tillförsel av tillsatser för kemikaliebehandling av det tillför- da vattnet.

19. Anordning enligt något av kraven 14-18, kännetecknad av att skrubbern inne- fattar organ för avskiljning av vattendroppar.