Zariadenie a spôsob na výrobu papiera

Číslo patentu: E 17937

Dátum: 11.09.2009

Autori: Schlatter Robert, Gutenberger Helmut, Rohovec Joachim

Je ešte 7 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka zariadenia na výrobu papiera, pri ktorom je na stanoviští papiereň vybavená zariadením na predbežnú úpravu surovín a papierenským strojom, ako aj elektrárňou na výrobu elektrickej energie pre papiereň. Vynález sa ďalej týka spôsobu prevádzkovaniaPrevádzka továme na výrobu papiera alebo lepenky je spojená svysokými využitiami rôznych surovín a značnou záťažou pre Životné prostredie. Vmnohých priemyselných krajinách patrí papierenský priemysel knajväčším odberateľom prúdu. Veľké papieme s ročnou produkciou 500 000 t papiera majú ročnú spotrebu prúdu približne 600 až 700 GWh,so špičkovým výkonom 980 až 100 MW. Najmä postupy mletia a brúsenia si vyžadujú kvôli spracovaniu vláknitého materiálu, potrebného na výrobu papiera, veľké množstvo energie. Špecifická spotreba energie pri týchto výkonoch je V závislosti na postupe medzi 1500 a 2200 kWh na tonu buničiny. Väčšina spotrebovaného množstva energie sa pri tom vyrába na mieste, vo vlastných elektrárniaeh, ktoré sa obvykle prevádzkujú fosílnymi palivami a naprevádzku sú potrebné teda zodpovedajúce emisné certifikáty.Ďalšie dopady na životné prostredie sa týkajú najmä hľadiska spotreby vody, emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia a odpadových vôd a použitia problematických chemických látok. Tak vznikajú pri výrobe papiera veľké množstvá odpadovej vody, ktorá sa musí nákladným spôsobom čistiť. Úvahy čistiť vodu a smerovať ju do vnútra továme do okruhu už bolí zavedené do praxe, avšak na čistenie a recirkuláciu vody sú potrebné dodatočné náklady na energiu a chemikálie. V tejto súvislosti, v podnikovej elektrární, už bolo tiež navrhnutépoužívať ako palivo bioplyn vznikajúci pri biologickom čistení odpadových vôd.Ďalej sa vpapierňach intenzívne používajú biocidy, pomocou ktorých sa má znižovať mikrobiologická aktivita v rôznych častiach procesu. Uvádza sa najmä spracovanie odpadov vznikajúcich pri výrobnom procese Odpad sa skladuje pred opätovným zhodnotením vtakzvaných odpadových nádobách počas 24 h alebo dlhšie. Ako alternatíva kpoužitiu biocidov sa navrhuje vdokumente DE 60102015 T 2 použitie oxidu uhličitého. Známy je ďalej spôsob, pri ktorom sa suspenzie nachádzajúce sa V odpadových nádobách, vystavujúĎalej je V procese výroby papiera potrebné bielenie východiskovýeh materiálov. Na tento účelsa používajú spravidla chemikálie, ako je peroxid vodíka, chlór alebo zlúčeniny chlóru, ktorévedú k ďalšiemu zaťažovaniu odpadovej vody. V minulosti bolo navrhnuté použitie kyslíka ako bieliaceho prostriedku. Zásobovanie papierne zodpovedajúcimi potrebnými množstvamikyslíka je však spojené s vysokými nákladmi a samo osobe nie je ekonomické.Ďalej je nutné vyčistiť pásy používané pri výrobe papiera, najmä v oblasti úseku sušenia, od lepivých častí, ktoré V priebehu výrobného procesu zostávajú na pásoch, napríklad suchých sitách. Pretože je odstavenie pásov a následné čistenie spojené s významnou ekonomickou stratou, bolo už skúšané čistiť pásy on-line, tzn. čistiť ich počas výroby. V dokumente DE 4419540 C 2 sa opisuje čistenie pásu používaného pri výrobe papiera počas jeho prevádzky pomocou pôsobenia vody, vodnej pary alebo vzduchu, alebo pomocou čistiacej chemikálie. Najmä, kombinácia najmenej troch rôznych médií má viesť k dosiahnutiu dobrého čistiacehoúčinku. Avšak, toto vedie k ďalšej spotrebe vody resp. k ďalšej záťaži na životné prostredie.Zvyšujúce sa náklady na palivo, rovnako ako zvyšujúce sa náklady na emisné povolenia pre oxid uhličitý, ktorý vzniká pri výrobe energie, zvyšujúce sa povedomie verejnosti o životnom prostredí a zodpovedajúcich problémoch ohľadne prijateľnosti, nútia papierne ktomu, aby uvažovali o znižovaní spotreby energie a využívaní surovín a pomocných látok, rovnako akoNa zlepšenie emisnej bilancie C 02 papierne sa už V dokumentu DE 100 24 790 Al navrhovalo pre určité spôsoby výroby papiera použitie oxidu uhličitého napríklad na plnenie vlákien plnivom uhličitanom vápenatým pomocou spôsobu Fiber-Loading, pričom sa oxid uhličitý získal zo spalín elektráme nachádzajúcej sa na území papieme. Napriek tomu naďalejtrvá potreba úspory emisií a nákladov pri prevádzke papierne.Z toho vyplýva úloha znížiť využitie energie, ako aj surovín a pomocných látok pri výrobe papiera, lepenky alebo kartónu a súčasne znižovať emisie, najmä problematických chemikálií a látok, pre ktoré je povinnost certifikácie, ako je oxid uhličitý. V nasledujúcom texte má označenie papiereň zahmovať tiež továme na výrobu lepenky alebo kartónu a pojemvýroba papiera má zahmovať tiež spôsoby výroby lepenky alebo kartónu.Úloha je riešená zariadením na výrobu papiera so znakmi uvedenými v patentovom nároku l, ako aj spôsobom prevádzkovania papieme so znakmi uvedenými v patentovom nároku 10.Zariadenie na výrobu papiera vyššie uvedeného typu je podľa vynálezu vyznačujúce sa tedatým, že elektráreň je typom elektrárne, v ktorej sa palivo premieňa aspoň v podstate čistýmkyslíkom za vzniku aspoň V podstate čistého oxidu uhličitého, a že sú k dispozícii prostriedky na privádzanie oxidu uhličitého vyrobeného v elektrární do dielčích postupov využívajúcich oxid uhličitý v papierni, pričom kyslík potrebný velektrárni sa vyrába priamo na mieste v zariadení na výrobu kyslíka, ku ktorému je v sérii zapojené zariadenie na získavanie ozónuKombináciou papieme selektrárňou, v ktorej vzniká ako odpadový plyn, vzávislosti na postupe, čistý alebo takmer čistý oxid uhličitý, sa dá dosiahnuť významná synergia, pretože oxid uhličitý sa môže využiť v mnohých ďalších čiastkových procesoch pri výrobe papiera. Využitie oxidu uhličitého vyrobeného v elektrární v takýchto dielčích procesoch usporí najmäv značnej miere náklady spojené s vybavovaním emisných certifikátov.Na získanie čo najčistejšieho oxidu uhličitého v odpadovom plyne v elektrární, sa používa ako oxidační prostriedok čistý alebo takmer čistý kyslík (s obsahom kyslíka najmenej 95 obj., s výhodou najmenej 99 obj.). Ako palivo v elektrární prichádza do úvahy najmä uhlie,ropa alebo zemný plyn. Možné je však tiež použitie napríklad iných látok, ako je napríkladPri elektrární sa jedná s výhodou o elektráreň typu Oxy-fuel (spaľovanie paliva s čistým kyslíkom), prípadne typu Pre-Combustion-Capture (splynovanie paliva pred spálením,separácia C 02 a vodíka a následné spaľovanie čistého vodíka). Pri tomto postupe sa palivo spaľuje s kyslíkom za vzniku oxidu uhličitého, ktorý sa následne odvádza z dymového plynu. Prípadne sa časť oxidu uhličitého vracia späť do spaľovacej komory plynovej turbíny ako moderačný plyn. Alternatívne sa dá palivo, ale tiež pred spaľovaním reformovať s vodou na vodík za oddeľovania oxidu uhličitého. V plynovej turbíne elektrárne sa potom vodík spaľuje s kyslíkom za vzniku vody (splynovanie paliva pred spálením, separácia C 02 a vodíka anásledné spaľovanie čistého vodíka, Pre-Combustion-Capture).Kyslík vyrábaný na mieste sa, v rozsahu, v ktorom sa v elektrární nepoužíva ako oxidačný prostriedok, s výhodou využíva v rôznych dielčích procesoch výroby papiera. To isté platí pre ozón. Kyslík a tiež ozón sa môžu používať napríklad pri bielení papierovej suroviny alebo na čistenie odpadovej vody. Vzhľadom na vyššie uvedený synergický účinok je využitie kyslíka na bielenie ekonomické, pretože sa kyslík spotrebovaný v dielčích procesoch použije ako prebytok celkovo vyrobeného kyslíka. Použitie peroxidu vodíka alebo zlúčenín chlóru nabielenie sa preto môže aspoň z veľkej časti eliminovať.S výhodou sa ako zariadenie na výrobu kyslíka použije zariadenie na separovanie vzduchu, v ktorom sa získava okrem kyslíka aspoň dusík. Pri tomto zariadení môže ísť napríklad o zariadenie na striedavú vákuovú tlakovú adsorpciu (VPSA) alebo o kryogénne zariadenie naVhodnými prostriedkami na privádzanie dusíka, vyrobeného vzariadeni na separovanie vzduchu, do dielčích procesov využívajúcich dusík V papierni sa dajú dosiahnuť ďalšie synergické účinky tým, že sa aj vyrobený dusík privádza na zodpovedajúce zhodnotenie. Najmä je možné použiť dusík na chladenie a/alebo na inertizáciu. Zvlášť výhodným uskutočnením vynálezu je pritom to, že dusík vyrobený v zariadení na separovanie vzduchu sa privádza do mlecieho zariadenia priradeného kzariadeniu na predbežnú úpravu surovín,pretože zavedením najmä skvapalneného dusíka do vláknitej suspenzie sa zlepšujú brúsneNa dosiahnutie ďalších synergických účinkov je vhodné upraviť čističku odpadových vôd na čistenie odpadovej vody získanej pri predbežnej úprave surovín a v papierenskom stroji, a za účelom biologického spracovania odpadovej vody dodávať kyslík a/alebo ozón, ktorý savyrobil v zariadení na získavanie kyslíka resp. v ozonizátore.Pri elektrámí sajedná s výhodou o paroplynovú elektráreň (typ GuD -plyn a para), v ktorej sa na elektrickú energiu najprv premieňa, v plynovej turbíne, expanzná energia získaná pri spaľovaní paliva a potom sa premieňa, V parnej turbíne, tepelná energia získaná pri spaľovanípaliva. Tento typ elektrárne má mimoriadne vysokú účinnosť.Úloha vynálezu sa tiež rieši spôsobom prevádzkovania papierne, pri ktorej sa spracováva vpapierni, ktorá zahrnuje zariadenie na predbežnú úpravu surovín a papierenský stroj,surovina na papier, pričom elektrická energia spotrebovaná V papierni sa získava priamo na mieste v elektrární spaľovaním paliva s kyslíkom a oxid uhličitý vznikajúci V elektrámí pri spaľovaní paliva s kyslíkom sa používa v dielčích procesoch výroby papiera využívajúcich oxid uhličitý, pričom kyslík potrebný na spaľovanie paliva v elektrární sa získava priamo na mieste vzodpovedajúcom zariadení. Týmto uskutočnením sa dajú dosiahnuť významnéTakýmito dielčími procesmi využívajúcimi oxid uhličitý pri výrobe papiera sú napríklad úprava pH a/alebo urýchlenie odvodnenia vláknitej suspenzie vznikajúcej pri výrobe papieraa/alebo odstraňovanie zvyškov lepidla (sticky redukcia) spôsobom opísaným v dokumente

MPK / Značky

MPK: D21H 17/70, D21C 9/08, D21C 5/02, D21H 21/02

Značky: výrobu, spôsob, papiera, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/15-e17937-zariadenie-a-sposob-na-vyrobu-papiera.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie a spôsob na výrobu papiera</a>

Podobne patenty