RU2795774C2 - Device and method for pump degassing - Google Patents
Device and method for pump degassing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795774C2 RU2795774C2 RU2021118687A RU2021118687A RU2795774C2 RU 2795774 C2 RU2795774 C2 RU 2795774C2 RU 2021118687 A RU2021118687 A RU 2021118687A RU 2021118687 A RU2021118687 A RU 2021118687A RU 2795774 C2 RU2795774 C2 RU 2795774C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- degassing
- pump
- pressure
- gas
- pulp
- Prior art date
Links
- 238000007872 degassing Methods 0.000 title claims abstract 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Изобретение относится к области насосов для средней консистенции (МС), используемых для перекачки суспензий целлюлозы через промышленные установки по производству целлюлозы и бумаги.[0001] The invention relates to the field of medium consistency (MC) pumps used for pumping pulp slurries through industrial pulp and paper manufacturing plants.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Насосы для средней консистенции (MC) широко используются в целлюлозно-бумажном производстве. Целлюлоза средней консистенции представляет собой суспензию целлюлозных волокон и побочных продуктов реакции в воде, где массовое содержание целлюлозы (консистенция) находится в диапазоне от 6 до 16%, но чаще диапазон консистенции составляет 8-12%. Насос для целлюлозы средней консистенции предназначен для перекачки и транспортировки целлюлозы в различных отраслях целлюлозно-бумажной промышленности.[0002] Medium consistency (MC) pumps are widely used in the pulp and paper industry. Medium consistency cellulose is a suspension of cellulose fibers and reaction by-products in water, where the mass content of cellulose (consistency) is in the range from 6 to 16%, but more often the consistency range is 8-12%. The medium consistency pulp pump is designed for pumping and transporting pulp in various branches of the pulp and paper industry.
[0003] Из-за физической природы консистенции среды целлюлозы воздух или газ могут быть захвачены в суспензию и могут помешать центробежной перекачке, если не будет выполнена надлежащая дегазация. Поэтому насос MC оснащен системой удаления газа, которая была изобретена в начале 1980-х годов. В дополнение к псевдоожижению целлюлозы понимание необходимости дегазации было ключевым моментом в изобретении насоса MC. Во время работы центробежного насоса центробежная сила, приложенная к целлюлозе MC, способствует разделению между захваченными газами и суспензией воды/целлюлозы. Разделение происходит потому, что плотность газа существенно меньше, чем у других компонентов целлюлозы MC, и поэтому газы имеют тенденцию накапливаться в центре вращающегося рабочего колеса. Если накопленные газы не будут удалены из насоса, то дополнительный отделенный газ будет накапливаться, и объем газа внутри насоса увеличится, а насос резко потеряет эффективность и стабильность перекачки. Необходимо поддерживать соответствующий расход выходящего газа. Дегазация насоса MC основана на свойствах насоса центробежного насоса и создании положительного перепада давления между входом в насос и линией дегазации насоса. Это достигается либо достаточным давлением на входе, либо внешним или внутренним вакуумным насосом. Вывод о том, что насос MC накапливает воздух в насосе и, таким образом, эффект откачки уменьшается, приводит к существующей системе дегазации, которая в настоящее время используется в нескольких типах насосов MC.[0003] Due to the physical nature of the consistency of the pulp medium, air or gas may be entrapped in the slurry and may interfere with centrifugal pumping if proper degassing is not performed. Therefore, the MC pump is equipped with a degassing system that was invented in the early 1980s. In addition to pulp fluidization, understanding the need for degassing was key to the invention of the MC pump. During operation of the centrifugal pump, the centrifugal force applied to the MC pulp promotes separation between the entrained gases and the water/cellulose slurry. The separation occurs because the density of the gas is substantially less than that of other MC pulp components and therefore the gases tend to accumulate in the center of the rotating impeller. If the accumulated gases are not removed from the pump, then additional separated gas will accumulate and the volume of gas inside the pump will increase, and the pump will drastically lose efficiency and pumping stability. An appropriate outlet gas flow must be maintained. The degassing of the MC pump is based on the pump properties of a centrifugal pump and the creation of a positive pressure differential between the pump inlet and the pump degassing line. This is achieved either by sufficient inlet pressure or by an external or internal vacuum pump. The conclusion that the MC pump accumulates air in the pump and thus the pumping effect is reduced leads to the existing degassing system currently used in several types of MC pumps.
[0004] Обычно насос MC используется для подачи в массомойку, на стадию отбелки или в емкость сборника-аккумулятора массы. В некоторых случаях необходимо использовать один или несколько насосов MC последовательно, например, если один насос MC не дает достаточно высокого давления. На стадиях отбелки под давлением (например, на стадиях кислородной делигнификации и ПО) насос MC должен создавать достаточно высокое давление на линии целлюлозы, чтобы достичь требуемого давления в реакторе. Для достижения требуемого давления может потребоваться последовательная установка другого насоса (бустерного насоса). В некоторых случаях необходимость в бустерном насосе MC может возникнуть, если давление, необходимое для подачи пара или химических веществ (например, пероксида) в процесс, недостаточно высокое. В таких условиях химические вещества или пар могут подаваться на входную сторону бустерного насоса, а затем бустерный насос создает давление, необходимое для удовлетворения условий процесса.[0004] Typically, the MC pump is used to feed the mass washer, the bleaching stage, or the mass accumulator tank. In some cases, it is necessary to use one or more MC pumps in series, for example, if one MC pump does not provide a high enough pressure. In pressure bleaching stages (eg oxygen delignification and PO stages), the MC pump must pressurize the pulp line high enough to achieve the required reactor pressure. It may be necessary to install another pump in series (booster pump) to achieve the required pressure. In some cases, the need for an MC booster pump may arise if the pressure required to supply steam or chemicals (such as peroxide) to the process is not high enough. Under such conditions, chemicals or steam can be applied to the inlet side of the booster pump and the booster pump then builds up the pressure needed to meet the process conditions.
[0005] В типичных установках всасывающая сторона насоса MC питается от емкости сборника-аккумулятора массы или небольшого питательного бака. В этом варианте применения давление подачи насоса MC стабильно, а изменение давления подачи происходит медленно. Кроме того, содержание газа в исходной целлюлозе для насоса MC не сильно колеблется при нормальной работе. Движущей силой для удаления накопленных газов из насоса MC является разность давлений между давлением всасывания насоса MC и атмосферным давлением или между давлением всасывания насоса MC и давлением в устройстве дегазации насоса MC. В стандартных установках как перепад давления, так и дегазационные потоки относительно стабильны, и поэтому конструкция и эксплуатация системы дегазации хорошо известны, а ее эффективность надежно доказана.[0005] In typical installations, the suction side of the MC pump is powered by a mass storage tank or small feed tank. In this application, the supply pressure of the MC pump is stable and the change in supply pressure is slow. In addition, the gas content of the raw pulp for the MC pump does not fluctuate much during normal operation. The driving force for removing accumulated gases from the MC pump is the pressure difference between the suction pressure of the MC pump and atmospheric pressure, or between the suction pressure of the MC pump and the pressure in the degassing device of the MC pump. In standard installations, both pressure drop and degassing flows are relatively stable, and therefore the design and operation of a degassing system is well known and its effectiveness has been reliably proven.
[0006] При использовании бустерного насоса MC входное давление насоса довольно высокое: около 1-10 бар, но обычно 2-6 бар. Во многих случаях бустерный насос MC может работать без системы дегазации, но если условия таковы, что требуется удаление газа, насос MC оснащен системой удаления газа. Применение дегазации может потребоваться из-за химического добавления газообразной фазы в целлюлозу перед насосом. Другой причиной необходимости дегазации являются газообразные продукты реакции, которые образуются в реакторе и поступают вместе с целлюлозой в бустерный насос, расположенный ниже по потоку от реактора. Такие условия типичны, например, для стадии двуъемкостной кислородной делигнификации, где для подачи целлюлозы во второй кислородный реактор требуется бустерный насос MC.[0006] When using an MC booster pump, the pump inlet pressure is quite high: about 1-10 bar, but typically 2-6 bar. In many cases, the MC booster pump can operate without a degassing system, but if conditions are such that degassing is required, the MC pump is equipped with a degassing system. The use of degassing may be required due to the chemical addition of the gaseous phase to the pulp before the pump. Another reason for the need for degassing is the gaseous reaction products that form in the reactor and enter with the pulp into a booster pump located downstream of the reactor. Such conditions are typical, for example, of a two-vessel oxygen delignification stage, where an MC booster pump is required to feed the pulp into the second oxygen reactor.
[0007] На фиг. 1 представлена упрощенная технологическая схема двухступенчатой системы делигнификации кислорода. Система содержит подающий насос 3, смеситель 4, в который кислород и пар подаются по линии 12, и первый реактор 5, а также трубопровод 6 ко второму реактору 7. Трубопровод 6 между реакторами содержит второй (бустерный) насос MC 8 и второй кислородный смеситель 9. Целлюлоза попадает в ловушку для конденсата 2 и далее передается насосом 3, в который также могут подаваться химические вещества. Основная часть дозы кислорода, подаваемого в первый реактор, расходуется в реакторе, но некоторое количество остаточного кислорода и газообразных продуктов реакции будет поступать в бустерный насос MC 8. Кислород и пар через линию 13 добавляются в целлюлозу. Пар может быть добавлен также перед бустерным насосом 8 через линию 14. Требование к напору насоса MC может быть слишком высоким для доступных давлений пара или реагента, и поэтому создание напора разделяется между двумя насосами 3 и 8, где второй насос добавляется в качестве бустерного насоса. Оба насоса 3 и 8 являются дегазационными насосами MC, оснащенными дегазационным трубопроводом 10 и 11 соответственно. Делигнифицированная при помощи кислорода целлюлоза отводится из второго реактора 7 по линии 15.[0007] FIG. 1 is a simplified flow diagram of a two-stage oxygen delignification system. The system comprises a feed pump 3, a mixer 4, into which oxygen and steam are supplied via
[0008] Иногда потребление кислорода в реакторе изменяется из-за изменения условий процесса, или происходит избыточная дозировка кислорода, или перед бустерным насосом организуется добавление пара. В любом случае, содержание газа на входе в бустерный насос очень трудно оценить, и оно будет варьироваться в широком диапазоне, что затрудняет контроль дегазации. Поэтому время от времени будет происходить утечка волокна через дегазационный клапан дегазационного трубопровода, и если дегазация будет недостаточной, также возникнут проблемы с перекачкой и нестабильные условия процесса. Если количество отходящего газа при дегазации насоса MC недостаточно велико, содержание газа в бустерном насосе MC будет увеличиваться, что снижает напор насоса и затрудняет работу насоса. Если содержание газа на входе в насос колеблется, напор насоса начинает колебаться. Накопление газа на входной стороне насоса MC не только уменьшает создание напора, но также вызывает кавитацию и вибрацию насоса. В установках бустерных насосов MC как разность давлений, так и диапазон расхода дегазации велики, и условия эксплуатации могут быстро меняться. Поэтому работа системы дегазации в этих условиях весьма нестабильна.[0008] Sometimes the oxygen consumption in the reactor changes due to changes in process conditions, or oxygen is overdosed, or steam is added before the booster pump. In any case, the gas content at the inlet of the booster pump is very difficult to estimate and will vary over a wide range, making it difficult to control outgassing. Therefore, from time to time, the fiber will leak through the degassing valve of the degassing pipeline, and if the degassing is insufficient, there will also be pumping problems and unstable process conditions. If the off-gas quantity of the MC pump degassing is not large enough, the gas content of the MC booster pump will increase, which reduces the pump head and makes the pump difficult to operate. If the gas content at the pump inlet fluctuates, the pump head will fluctuate. The accumulation of gas on the inlet side of the MC pump not only reduces the head generation, but also causes cavitation and vibration of the pump. In MC booster pump installations, both the pressure difference and the degassing flow range are large and operating conditions can change rapidly. Therefore, the operation of the degassing system under these conditions is very unstable.
[0009] В насосе MC воздух или газ отделяются от целлюлозы, а затем удаляются путем создания определенной разности давлений между входной стороной и дегазационной камерой насоса. Обычно система дегазации бустерного насоса MC 20 (фиг. 2а) состоит из измерений давления на входе 21 насоса 20 и в дегазационном трубопроводе 22, который соединен с дегазационной камерой насоса. Целлюлоза удаляется из целлюлозы по трубопроводу 23. Дегазационный трубопровод 22 (газоотводный трубопровод) содержит дегазационный клапан 24. Разница в давлении между входом насоса и дегазацией (выпуском газа) измеряется манометром. Эта разница сравнивается с заданным значением, и дегазационный клапан управляется контроллером датчика перепада давления (PDIC) для поддержания перепада давления на желаемом уровне. Выход дегазационного трубопровода соединен к окружающей атмосферой или с системой вентиляции (не показана).[0009] In the MC pump, air or gas is separated from the pulp and then removed by creating a certain pressure difference between the inlet side and the degassing chamber of the pump. Typically, the degassing system of the MC booster pump 20 (FIG. 2a) consists of pressure measurements at the
[0010] На фиг. 2b показана известная система, в которой дегазационный трубопровод соединен с емкостью сепаратора воды, который также работает в качестве глушителя. Сепаратор воды 25 имеет трубопровод 26, соединяющий его с системой вентиляции или атмосферой. Сепаратор воды, в котором вода удаляется из отделенного газа, также оснащен дренажным соединением 27 для регулирования уровня жидкости в емкости сепаратора воды 25. [0010] FIG. 2b shows a known system in which a degassing line is connected to a water separator vessel which also functions as a silencer. The
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0011] Опыт применения существующих бустерных насосов MC показал, что существует необходимость в создании системы управления и способа, которые способны функционировать в различных условиях процесса, чтобы можно было стабилизировать систему дегазации бустерного насоса MC. [0011] Experience with existing MC booster pumps has shown that there is a need for a control system and method that is capable of operating under various process conditions so that the degassing system of the MC booster pump can be stabilized.
[0012] Как описано выше, количество отходящего газа контролируется дегазационным клапаном, который получает информацию об открытии по измерениям давления на входной стороне насоса и в дегазационном трубопроводе насоса. Обычно, если измеренная разница давлений между измерениями невелика, в насосе много газа. Если разница давлений высока, газ не поступает в насос. Таким образом, на основе этих измерений давления можно приблизительно оценить содержание газа в насосе и создать конфигурацию способа работы дегазационного клапана при различных условиях давления. Поскольку условия на входной стороне насоса могут изменяться очень быстро, то дегазационный клапан должен работать также быстро. С другой стороны, слишком быстрая работа дегазационного клапана легко приведет к высокой утечке целлюлозных волокон с газом и к различным проблемам при очистке отходящих газов. Если дегазационный клапан работает слишком медленно, содержание газа в насосе может слишком сильно увеличиться, что приведет к потере напора, колебаниям давления и расхода в процессе. [0012] As described above, the amount of exhaust gas is controlled by the degassing valve, which is informed of the opening by pressure measurements on the inlet side of the pump and in the degassing pipeline of the pump. Usually, if the measured pressure difference between measurements is small, there is a lot of gas in the pump. If the pressure difference is high, no gas enters the pump. Thus, based on these pressure measurements, the gas content of the pump can be roughly estimated and a configuration can be made for how the degassing valve operates under different pressure conditions. Since the conditions on the inlet side of the pump can change very quickly, the degassing valve must also operate quickly. On the other hand, too fast operation of the degassing valve will easily lead to high gas leakage of cellulose fibers and various problems in the purification of exhaust gases. If the degassing valve is operated too slowly, the gas content in the pump may increase too much, resulting in head loss, pressure and flow fluctuations in the process.
[0013] Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования потока газа, отделенного от суспензии целлюлозы средней консистенции, которая обрабатывается в устройстве для обработки целлюлозы, содержащем, по меньшей мере, первый насос и второй насос. Второй насос является дегазационным центробежным насосом и работает как бустерный насос. Второй насос снабжен системой дегазации, которая обычно содержит дегазационный (газоотводный) трубопровод, в котором расположен дегазационный клапан для регулирования разности давлений между входом насоса и дегазационным трубопроводом. Дегазационный трубопровод соединен с дегазационной емкостью под давлением, работающей под избыточным давлением и имеющей вход и выход, причем выход емкости соединен с клапаном регулирования давления для поддержания избыточного давления в емкости. Дегазационный трубопровод соединен с входным отверстием емкости. Дегазационная емкость под давлением может представлять собой трубу, расположенную горизонтально и имеющую достаточный диаметр и длину. Кроме того, емкость может быть соединен через выпускной трубопровод с отдельной камерой сепаратора воды без давления, имеющей уровень жидкости и газовое пространство над уровнем жидкости, а также дренажный трубопровод для регулирования уровня жидкости в камере. Камера сепаратора воды дополнительно содержит вентиляционный канал для обеспечения выхода отделенного газа. Клапан регулирования давления предусмотрен в выпускном трубопроводе между дегазационной емкостью под давлением и камерой сепаратора воды для поддержания требуемого избыточного давления в дегазационной емкости под давлением. Дегазационная емкость под давлением представляет собой трубу диаметром более 50 мм, предпочтительно более 80 мм. Отношение длины трубы к диаметру трубы предпочтительно составляет 20-100.[0013] The present invention relates to a device for controlling the flow of gas separated from a suspension of pulp of medium consistency, which is processed in a device for processing pulp, containing at least a first pump and a second pump. The second pump is a degassing centrifugal pump and works as a booster pump. The second pump is provided with a degassing system, which typically includes a degassing (outlet) pipeline, in which a degassing valve is located to control the pressure difference between the pump inlet and the degassing pipeline. The degassing pipeline is connected to a pressurized degassing vessel, operating under excess pressure and having an inlet and outlet, and the outlet of the vessel is connected to a pressure control valve to maintain an overpressure in the vessel. The degassing pipeline is connected to the tank inlet. The pressurized degassing vessel may be a horizontal pipe of sufficient diameter and length. In addition, the vessel may be connected via an outlet piping to a separate non-pressurized water separator chamber having a liquid level and a gas space above the liquid level, as well as a drain piping to control the liquid level in the chamber. The water separator chamber additionally contains a ventilation channel to ensure the exit of the separated gas. A pressure regulating valve is provided in the discharge line between the pressurized degassing vessel and the water separator chamber to maintain the required overpressure in the pressurized degassing vessel. The pressurized degassing vessel is a pipe with a diameter greater than 50 mm, preferably greater than 80 mm. The ratio of pipe length to pipe diameter is preferably 20-100.
[0014] Если дегазационная емкость под давлением представляет собой трубу, то по меньшей мере часть впускной линии (дегазационный трубопровод) и по меньшей мере часть выпускной линии расположены вертикально. Предпочтительно, чтобы дегазационный клапан впускной линии располагался на большей высоте, чем клапан регулирования давления выпускной линии. Похожая на трубу дегазационная емкость под давлением расположена на более низкой высоте, чем оба клапана, т. е. чем клапан регулирования давления и клапан дегазации. [0014] If the degassing pressure vessel is a pipe, then at least part of the inlet line (degassing pipeline) and at least part of the outlet line are vertical. Preferably, the inlet line degassing valve is located at a higher height than the outlet line pressure control valve. The pipe-like pressurized degassing vessel is located at a lower height than both valves, i.e. the pressure regulating valve and the degassing valve.
[0015] Согласно другому аспекту настоящего изобретения дегазационная емкость под давлением может представлять собой камеру сепаратора воды под давлением, имеющую уровень жидкости и газовое пространство над уровнем жидкости, а также дренажный трубопровод. Дренажный трубопровод снабжен клапаном для регулирования уровня жидкости в камере, т. е. в дегазационной емкости под давлением. Вентиляционный канал снабжен клапаном регулирования давления для поддержания необходимого избыточного давления в емкости. Сепаратор воды под давлением расположен ниже, чем оба клапана, т. е. клапан регулирования давления и дегазационный клапан.[0015] According to another aspect of the present invention, the pressurized degassing vessel may be a pressurized water separator chamber having a liquid level and a gas space above the liquid level, as well as a drain pipe. The drain line is provided with a valve to regulate the level of the liquid in the chamber, i.e. in the pressurized degassing vessel. The ventilation duct is equipped with a pressure control valve to maintain the required overpressure in the tank. The pressurized water separator is located lower than both valves, i.e. the pressure regulating valve and the degassing valve.
[0016] Дренажный трубопровод дегазационной емкости под давлением может быть снабжен насосом, предпочтительно самовсасывающим насосом. Самовсасывающий насос способен устранить возможную засоренность между клапаном дегазационного трубопровода и дренажным клапаном емкости. [0016] The drain line of the pressurized degassing vessel may be provided with a pump, preferably a self-priming pump. The self-priming pump is able to eliminate possible blockages between the degassing line valve and the tank drain valve.
[0017] Первый насос также, как правило, является дегазационным центробежным насосом для целлюлозы средней консистенции.[0017] The first pump is also typically a degassing centrifugal pump for medium consistency pulp.
[0018] В новом способе управления потоком газа, отделенного от суспензии целлюлозы средней консистенции, суспензию целлюлозы обрабатывают в устройстве для обработки целлюлозы, содержащем, по меньшей мере, первый насос и второй насос. Целлюлоза перекачивается первым насосом, а затем вторым насосом для повышения давления целлюлозы. Газ, отделенный от суспензии целлюлозы во втором насосе, отводится через дегазационный трубопровод. Второй насос работает при высоком входном давлении, 2-6 бар. Разность давлений определяется между входом второго насоса и дегазационным трубопроводом. Дегазационный клапан, подключенный к дегазационному трубопроводу, работает в соответствии с разницей давлений для поддержания значения разности давлений в заданном диапазоне. Газ подается из дегазационного трубопровода в дегазационную емкость под давлением, работающую под избыточным давлением. В нижней части емкости находится жидкость, обычно вода, и газовое пространство над уровнем жидкости. Когда дегазационная емкость под давлением работает также как камера сепаратора воды, то вентиляционный канал снабжен клапаном для поддержания желаемого избыточного давления в емкости. Если дегазационная емкость под давлением представляет собой трубу, расположенную перед камерой сепаратора воды, то выходной канал между емкостью и камерой снабжен клапаном для поддержания желаемого избыточного давления в емкости. Избыточное давление в емкости и объем емкости позволяют демпфировать быстрые изменения давления на дегазационном клапане. [0018] In a novel method for controlling the flow of gas separated from a medium consistency pulp slurry, the pulp slurry is processed in a pulp processing apparatus comprising at least a first pump and a second pump. The pulp is pumped by the first pump and then by the second pump to pressurize the pulp. The gas separated from the pulp slurry in the second pump is discharged through a degassing pipeline. The second pump operates at high inlet pressure, 2-6 bar. The pressure difference is determined between the inlet of the second pump and the degassing pipeline. The degassing valve connected to the degassing pipeline operates according to the pressure difference to keep the pressure difference value within the set range. The gas is supplied from the degassing pipeline to a pressurized degassing vessel operating under excess pressure. The bottom of the container contains a liquid, usually water, and a gas space above the liquid level. When the pressurized degassing vessel is also operated as a water separator chamber, the vent duct is provided with a valve to maintain the desired overpressure in the vessel. If the pressurized degassing tank is a pipe located in front of the water separator chamber, then the outlet channel between the tank and the chamber is provided with a valve to maintain the desired overpressure in the tank. The overpressure in the tank and the volume of the tank allow rapid pressure changes across the degassing valve to be damped.
[0019] Первый насос, используемый в этом способе, также, как правило, является дегазационным центробежным насосом для целлюлозы средней консистенции.[0019] The first pump used in this process is also typically a degassing centrifugal pump for medium consistency pulp.
[0020] В известных применениях бустерных насосов MC отходящий газ подается в сепаратор воды, а оттуда в атмосферу или в вентиляционную систему, и обратное давление близко к атмосферному давлению, что приводит к высокой разности давлений на дегазационном клапане. Известная система не может достаточно быстро реагировать на быстрые изменения. В новой системе дегазации отходящий газ подается в дегазационную емкость под давлением, работающую под избыточным давлением. Давление в емкости регулируется до значения, соответствующего технологическому давлению на входе насоса MC. Давление в дегазационной емкости, которая может представлять собой трубу, имеющую достаточный диаметр и длину, или камеру отделения воды, предпочтительно регулируется в диапазоне 0,1-4,0 бар (изб.), предпочтительно 0,3-3 бар (изб.). Давление на стороне впуска (стороне всасывания) бустерного насоса MC обычно составляет 2-5 бар (изб). Если входное давление бустерного насоса MC составляет около 5 бар (изб.), то давление в камере отделения воды составляет около 3,5 бар (изб). [0020] In known applications of MC booster pumps, exhaust gas is fed into the water separator, and from there to the atmosphere or to the ventilation system, and the back pressure is close to atmospheric pressure, resulting in a high pressure difference across the degassing valve. The known system cannot respond quickly enough to rapid changes. In the new degassing system, the off-gas is fed into a pressurized degassing vessel operating under positive pressure. The tank pressure is adjusted to match the process pressure at the MC pump inlet. The pressure in the degassing vessel, which may be a pipe having a sufficient diameter and length, or a water separation chamber, is preferably controlled in the range of 0.1-4.0 bar(g), preferably 0.3-3 bar(g) . The pressure on the inlet (suction) side of an MC booster pump is typically 2-5 barg. If the inlet pressure of the MC booster pump is about 5 bar(g), then the pressure in the water separation chamber is about 3.5 bar(g).
[0021] Важно, чтобы общий объем дегазационной емкости под давлением, которая может быть трубой или камерой сепаратора воды, был достаточно большим. Общий объем обычно находится в диапазоне 0,01-1,0 м3, предпочтительно 0,02-0,2 м3. Объем газа и давление в дегазационной емкости под давлением зависят от желаемого демпфирующего эффекта емкости, так что можно регулировать как объем газа, так и давление. Давление регулируется клапаном в выпускном трубопроводе дегазационной емкости под давлением, которая может быть трубой или камерой сепаратора воды. Если сепаратор воды используется в качестве дегазационной емкости, то объем газа регулируется с помощью контура контроля уровня жидкости (LIC) в дренажном трубопроводе. Если дегазационная емкость представляет собой трубу и имеет выходной трубопровод с клапаном регулирования давления к сепаратору воды, то уровень воды в сепараторе воды можно регулировать с помощью переливной трубы. Общий объем дегазационной емкости под давлением, т. е. трубы или сепаратора воды, должен быть достаточно большим, чтобы можно было гасить колебания давления и газа и предотвращать утечку волокна через дегазационный клапан. [0021] It is important that the total volume of the pressurized degassing vessel, which may be a pipe or a water separator chamber, be large enough. The total volume is usually in the range of 0.01-1.0 m 3 , preferably 0.02-0.2 m 3 . The gas volume and pressure in the pressurized degassing vessel depend on the desired damping effect of the vessel, so that both the gas volume and the pressure can be adjusted. The pressure is controlled by a valve in the outlet line of the pressurized degassing vessel, which may be a pipe or a water separator chamber. If the water separator is used as a degassing tank, the gas volume is controlled by a liquid level control circuit (LIC) in the drain pipe. If the degassing tank is a pipe and has an outlet pipe with a pressure control valve to the water separator, the water level in the water separator can be controlled using an overflow pipe. The total volume of the pressurized degassing vessel, i.e. pipe or water separator, must be large enough to dampen pressure and gas fluctuations and prevent fiber leakage through the degassing valve.
[0022] Если противодавление отходящего газа регулируется в новой системе, работающей под более высоким давлением, то объемный расход отходящего газа уменьшается, что снижает способность потока отходящего газа захватывать волокна целлюлозы. Открытие дегазационного клапана обычно находится в том же диапазоне, что и в известной системе, хотя объемный расход газа меньше, но разница давлений также ниже. Это означает, что скорость отходящих газов в дегазационном трубопроводе насоса и в дегазационном клапане меньше. Предпочтительны меньшие скорости отходящих газов в системе дегазации, так как это снижает риск попадания волокон целлюлозы в поток отводимого газа. При изменении давления или объемов газа на входной стороне насоса MC, дегазационная емкость под давлением позволяет поддерживать стабильную разницу давлений на дегазационном клапане. Демпфирующий эффект дегазационной емкости связан с объемом и противодавлением в емкости, которые могут регулироваться уровнем воды и клапаном отвода газа, установленным на оборудовании. [0022] If the off-gas backpressure is controlled in a new system operating at a higher pressure, then the off-gas volumetric flow rate is reduced, which reduces the ability of the off-gas stream to entrain pulp fibers. The opening of the degassing valve is usually in the same range as in the known system, although the gas volume flow is smaller, but the pressure difference is also lower. This means that the velocity of the exhaust gases in the degassing pipe of the pump and in the degassing valve is lower. Lower off-gas velocities in the degassing system are preferred, as this reduces the risk of pulp fibers entering the off-gas stream. When the pressure or gas volumes change on the inlet side of the MC pump, the pressurized degassing tank keeps the pressure difference across the degassing valve stable. The damping effect of the degassing tank is related to the volume and back pressure in the tank, which can be adjusted by the water level and the degassing valve installed on the equipment.
[0023] Новая дегазационная емкость под давлением, работающая под избыточным давлением, может использоваться со всеми существующими приложениями для бустерных насосов MC, если используется дегазационный клапан и измеряется достаточное давление или разность давлений, которые регулируют открытие дегазационного клапана. Дегазационная емкость под давлением предпочтительно устанавливается в непосредственной близости от насоса MC.[0023] The new pressurized degassing tank can be used with all existing MC booster pump applications if a degassing valve is used and sufficient pressure or differential pressure is measured to control the opening of the degassing valve. The pressurized degassing vessel is preferably installed in close proximity to the MC pump.
[0024] Новый способ и устройство обычно используются в процессах обработки целлюлозы, в которых целлюлоза обрабатывается газообразными химическими веществами в условиях высокого давления. Типичными процессами являются делигнификация кислорода и отбеливание озоном или пероксидом. Кислородная делигнификация относится к такой щелочной стадии, которая проходит под давлением в диапазоне давлений 1-20, предпочтительно 6-12 бар (абс.) в точке смешивания. Кислородная стадия может включать одну, две или даже несколько стадий, причем каждая стадия реакции включает химическое смешивание и реакционную емкость или удержание реакции, осуществляемое с помощью трубки. Если процесс выполняется в двух реакторах, то второй (бустерный) насос обычно расположен на линии целлюлозы между реакторами для повышения давления целлюлозы.[0024] The new method and apparatus are commonly used in pulp processing processes in which pulp is treated with gaseous chemicals under high pressure conditions. Typical processes are oxygen delignification and bleaching with ozone or peroxide. Oxygen delignification refers to such an alkaline stage, which takes place under pressure in the pressure range of 1-20, preferably 6-12 bar (abs.) at the mixing point. The oxygen stage may include one, two or even more stages, with each stage of the reaction including chemical mixing and the reaction vessel or retention of the reaction, carried out using a tube. If the process is carried out in two reactors, then a second (booster) pump is usually located in the pulp line between the reactors to pressurize the pulp.
[0025] КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ[0025] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0026] Настоящее изобретение описано более подробно посредством варианта осуществления в соответствии с изобретением и со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, в которых:[0026] The present invention is described in more detail by means of an embodiment in accordance with the invention and with reference to the accompanying schematic drawings, in which:
[0027] На фиг. 1 приведена схематическая иллюстрация процесса делигнификации кислорода, в связи с которым может быть применен новый метод и устройство; и [0027] In FIG. 1 is a schematic illustration of an oxygen delignification process, in connection with which a new method and apparatus can be applied; And
[0028] На фиг. 2 а и b приведена схематическая иллюстрация известных устройств дегазации бустерного насоса MC, и [0028] In FIG. 2 a and b are schematic illustrations of known MC booster pump degassing devices, and
[0029] На фиг. 3 показано расположение варианта осуществления по настоящему изобретению, и [0029] FIG. 3 shows the location of an embodiment of the present invention, and
[0030] На фиг. 4 показана компоновка другого варианта осуществления по настоящему изобретению. [0030] FIG. 4 shows the layout of another embodiment of the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0031] На фиг. 3 показан вариант реализации нового способа. Целлюлоза, имеющая консистенцию 6-16% в линии 30, обычно выгружается из реактора обработки целлюлозы, как показано на фиг. 1, в котором целлюлоза выгружается из реактора кислородной делигнификации 5. Целлюлоза на линии 30 обычно подается дегазационным насосом MC 31 через линию 32 во второй реактор (реактор 8 на фиг. 1). Насос 31 работает как бустерный насос для повышения давления целлюлозы.[0031] In FIG. 3 shows an implementation of the new method. Pulp having a consistency of 6-16% in line 30 is typically discharged from the pulp reactor as shown in FIG. 1, in which the pulp is discharged from the oxygen delignification reactor 5. The pulp in line 30 is typically fed by an
[0032] В насосе MC 31 воздух или газ отделяется от целлюлозы, а затем отводится из насоса в дегазационный трубопровод 33 путем создания определенной разности давлений между входной стороной и дегазационной камерой насоса. Обычно система дегазации бустерного насоса MC 31 состоит из измерения давления на входе 30 насоса и в дегазационном трубопроводе 33, который соединен с дегазационной камерой насоса. Целлюлоза удаляется из насоса по трубопроводу 32. Дегазационный трубопровод 33 (газоотводный трубопровод) содержит дегазационный клапан 34. Разница в давлении между входом насоса и дегазацией (выпуском газа) измеряется манометром. Разница сравнивается с заданным значением, и дегазационный клапан управляется контроллером, таким как контроллер индикатора перепада давления (PDIC), для поддержания перепада давления на желаемом уровне. [0032] In the
[0033] Дегазационный трубопровод 33 соединен с дегазационной емкостью 35 под давлением, который также является камерой сепаратора воды. Камера сепаратора воды, в которой вода удаляется из отделенного газа, также оснащена дренажным трубопроводом 37 для регулирования уровня жидкости в емкости сепаратора воды 35. Камера 35 сепаратора воды имеет вентиляционный канал 36, который соединен с системой вентиляции или атмосферой. Согласно настоящему изобретению, емкость сепаратора воды работает под избыточным давлением. Вентиляционный канал снабжен клапаном 38, который регулируется для поддержания желаемого избыточного давления в камере сепаратора воды. Давление регулируется таким образом, чтобы оно было достаточно высоким для контроля и предотвращения непредвиденных изменений в дегазационном клапане 34. Заданное значение давления регулируется таким образом, чтобы давление в камере отделения воды находилось в диапазоне 0,1-2,0 бар (изб.), предпочтительно 0,3-1 бар (изб). Камера сепаратора воды расположена на более низкой высоте, чем клапаны 34 и 38.[0033] The
[0034] Камера сепаратора воды, в которой вода удаляется из отделенного газа, также оснащена дренажным трубопроводом 37 для регулирования уровня жидкости в емкости сепаратора воды 35. В камере сепаратора воды должен быть уровень жидкости, чтобы камера могла находиться под давлением, а поток газа мог быть направлен в верхнюю часть камеры и далее в вентиляционный канал. Объем газа регулируется с помощью контура регулирования уровня жидкости (LIC) в дренажном трубопроводе 37. Объем газа также регулируется в определенных пределах.[0034] The water separator chamber, in which water is removed from the separated gas, is also equipped with a
[0035] Целлюлоза, подаваемая в бустерный насос, может содержать разные количества воздуха или других газов, которые отделяются в насосе и имеют тенденцию накапливаться в насосе, если газы не выводятся из насоса в достаточных количествах. Повышение давления в емкости для отделения воды уменьшает объемный поток отходящего газа из дегазационного клапана 34, что снижает способность потока отходящего газа захватывать волокна целлюлозы. Открытие дегазационного клапана обычно находится в том же диапазоне, что и в соответствующей атмосферной системе, хотя объемный расход газа меньше, но разница давлений также ниже. Это означает, что скорость отходящего газа в дегазационном трубопроводе 33 насоса и в дегазационном клапане 34 меньше. [0035] Pulp supplied to the booster pump may contain varying amounts of air or other gases that separate in the pump and tend to accumulate in the pump if the gases are not removed from the pump in sufficient quantities. Increasing the pressure in the water separating vessel reduces the volumetric flow of off-gas from the degassing
[0036] На фиг. 4 показан еще один вариант реализации нового метода. Целлюлоза, имеющая консистенцию 6-16% на линии 40, обычно выгружается из реактора обработки целлюлозы, как показано на фиг. 1, в котором целлюлоза выгружается из реактора кислородной делигнификации 5. Целлюлоза подается на линию 40 дегазационным насосом 41 MC через линию 42 во второй реактор (реактор 7 на фиг. 1). Насос 41 работает как бустерный насос для повышения давления целлюлозы.[0036] FIG. 4 shows another implementation of the new method. Pulp having a consistency of 6-16% on
[0037] В насосе MC 41 воздух или газ отделяется от целлюлозы, а затем отводится из насоса в дегазационный трубопровод 43 путем создания определенной разницы давлений между входной стороной и дегазационной камерой насоса 41. Обычно система дегазации бустерного насоса 41 MC состоит из измерения давления на входе 40 насоса и в дегазационном трубопроводе 43, который соединен с дегазационной камерой насоса 41. Целлюлоза удаляется из насоса по трубопроводу 42. Дегазационный трубопровод 43 (газоотводный трубопровод) содержит дегазационный клапан 44. Разница в давлении между входом насоса и дегазацией (выпуском газа) измеряется манометром. Разница сравнивается с заданным значением, и дегазационный клапан управляется контроллером, таким как контроллер индикатора перепада давления (PDIC) 45, для поддержания перепада давления на желаемом уровне. [0037] In the
[0038] Дегазационный трубопровод 43 соединен с дегазационной емкостью 46 под давлением. Емкость представляет собой трубу 46, которая расположена горизонтально и имеет достаточный диаметр и длину. Давление регулируется регулирующим клапаном давления 47 в выпускном трубопроводе 48 емкости 46. Избыточное давление в емкости и объем емкости позволяют демпфировать быстрые изменения давления в дегазационном клапане 44. Клапан регулирования давления 47 регулируется для поддержания желаемого избыточного давления в емкости 46. Давление регулируется таким образом, чтобы оно было достаточно высоким для контроля и предотвращения непредвиденных изменений в дегазационном клапане 44. Заданное значение давления регулируется таким образом, чтобы давление в камере отделения воды находилось в диапазоне 0,1-2,0 бар (изб.), предпочтительно 0,3-1 бар (изб).[0038] The
[0039] Дегазационная емкость 46 под давлением дополнительно соединена через трубопровод 48 с отдельной камерой 49 отделения воды без давления, имеющей уровень жидкости 50 и газовое пространство над уровнем жидкости, а также дренажный трубопровод 51 для регулирования уровня жидкости в камере. Камера сепаратора воды дополнительно содержит вентиляционный канал 52 для обеспечения выхода отделенного газа. [0039] The
[0040] На фиг. 4 по меньшей мере часть дегазационного трубопровода 43 и по меньшей мере часть выпускного трубопровода 48 расположены вертикально. Предпочтительно, чтобы дегазационный клапан 44 дегазационного трубопровода располагался на более высокой высоте, чем клапан 47 регулирования давления выпускной линии. Дегазационная емкость 46 расположен на более низкой высоте, чем клапаны 44 и 47. [0040] In FIG. 4, at least part of the
[0041] Новое устройство обеспечивает стабильную работу бустерного насоса MC в системе обработки целлюлозы.[0041] The new device ensures stable operation of the MC booster pump in the pulp processing system.
[0042] Хотя по меньшей мере один примерный вариант осуществления по настоящему изобретению (изобретениям) раскрыт в настоящем документе, следует понимать, что модификации, замены и альтернативы могут быть очевидны для специалиста в данной области техники, и могут быть сделаны без отступления от объема настоящего изобретения. Это изобретение предназначено для охвата любых адаптаций или вариаций примерного варианта(ов) осуществления. Кроме того, в этом раскрытии термины «включает» или «включают» не исключают другие элементы или этапы, термины «какой-либо» или «один» не исключают множественное число, а термин «или» означает либо то, либо другое. Кроме того, характеристики или этапы, которые были описаны, могут также использоваться в сочетании с другими характеристиками или этапами и в любом порядке, если изобретение или контекст не предполагает иного. [0042] While at least one exemplary embodiment of the present invention(s) is disclosed herein, it should be understood that modifications, substitutions, and alternatives may be obvious to those skilled in the art, and may be made without departing from the scope of this inventions. This invention is intended to cover any adaptations or variations of the exemplary embodiment(s). In addition, in this disclosure, the terms "comprises" or "include" do not exclude other elements or steps, the terms "any" or "one" do not exclude the plural, and the term "or" means either one or the other. In addition, features or steps that have been described may also be used in combination with other features or steps, and in any order, unless the invention or context suggests otherwise.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20186026 | 2018-11-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021118687A RU2021118687A (en) | 2022-12-30 |
RU2795774C2 true RU2795774C2 (en) | 2023-05-11 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1214686A (en) * | 1981-11-02 | 1986-12-02 | Johan Gullichsen | Method for regulating the function of a centrifugal pump |
US5087171A (en) * | 1989-07-25 | 1992-02-11 | Goulds Pumps, Incorporated | Paper pulp centrifugal pump with gas separation |
WO1992003611A1 (en) * | 1990-08-14 | 1992-03-05 | A. Ahlstrom Corporation | Method and apparatus for decreasing problems caused by residual or reaction gases or gases harmful to a process |
RU2318575C2 (en) * | 2005-10-06 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Degasser |
RU2531746C1 (en) * | 2010-08-30 | 2014-10-27 | Воббен Пропертиз Гмбх | Degassing device for fluid media and method of degassing fluid media |
RU2561344C2 (en) * | 2010-09-27 | 2015-08-27 | Андриц Аг | Centrifugal pump |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1214686A (en) * | 1981-11-02 | 1986-12-02 | Johan Gullichsen | Method for regulating the function of a centrifugal pump |
US5087171A (en) * | 1989-07-25 | 1992-02-11 | Goulds Pumps, Incorporated | Paper pulp centrifugal pump with gas separation |
WO1992003611A1 (en) * | 1990-08-14 | 1992-03-05 | A. Ahlstrom Corporation | Method and apparatus for decreasing problems caused by residual or reaction gases or gases harmful to a process |
RU2318575C2 (en) * | 2005-10-06 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Degasser |
RU2531746C1 (en) * | 2010-08-30 | 2014-10-27 | Воббен Пропертиз Гмбх | Degassing device for fluid media and method of degassing fluid media |
RU2561344C2 (en) * | 2010-09-27 | 2015-08-27 | Андриц Аг | Centrifugal pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4201555A (en) | Method and apparatus for degasification of liquid by induced vortexing | |
SE469634B (en) | DEVICE AND PROCESS FOR DELIGNIFICATION OF CELLULOSAMASSA | |
RU2795774C2 (en) | Device and method for pump degassing | |
CA2089077C (en) | System for simultaneously degassing and pumping a liquid | |
FI87049B (en) | ANORDNING FOER SEPARERING AV GAS UR EN SUSPENSION INNEHAOLLANDE GAS. | |
US12173451B2 (en) | Arrangement and method for degassing a pump | |
US4378978A (en) | Degassing of liquid mixtures | |
FI69139B (en) | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV CELLULOSAMASSA I KONTINUERLIG FLYTANDE STROEM GENOM ANVAENDNING AV ETT TRYCKTAETT KAERL MEDETT MASSINLOPP OCH ETT MASSAUTLOPP OCH ETT INLOPP FOER B EHNDLINGSVAETSKAN OCH | |
US5234480A (en) | Method and apparatus for decreasing problems caused by residual or reaction gases or gases harmful to a process | |
CN108246206A (en) | A kind of liquid conveying system and method | |
CN103790059A (en) | Device and method for medium-concentration beating fed through medium-concentration pulp pump | |
US6139606A (en) | Method and apparatus for pumping a medium | |
US6120646A (en) | Feeding system of feeding a cellulose material | |
CN1084216C (en) | Concentrating and discharging method for wet fume-extracting desulfurizing absorption liquor raw material | |
RU2142076C1 (en) | Method of operation of pump-ejector plant and multi-stage pump-ejector plant for realization of this method | |
RU2352700C2 (en) | Method and device for cellulose processing | |
CN207856878U (en) | A kind of liquid conveying system | |
EP1454010B1 (en) | Method and system for the treatment of pulp prior to ozone bleaching | |
RU2021118687A (en) | DEVICE AND METHOD FOR PUMP DEGASSING | |
US2848010A (en) | Gas washer overflow apparatus | |
CN222368758U (en) | Highly toxic medium safety processing system | |
US6802346B1 (en) | Process and an arrangement at suction element | |
US1991211A (en) | Method of and apparatus for circulating liquors and vapors in digesters | |
RU2020139155A (en) | Centrifugal pump for molten urea processing and associated installation | |
US8177937B2 (en) | Method and an apparatus for controlling a flow of pulp suspension |