JP2000273781A - バッチ式木釜の自動運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パルプ製造における蒸解を行うバッチ式木釜の
運転に際するチップ詰めからブローまでの蒸解工程にお
いてオペレータによる監視、判定、処置の負荷を軽減
し、バッチ式木釜の自動運転方法を提供する。 【解決手段】チップ詰めからブローまでの蒸解工程にお
けるバッチ式木釜の自動運転方法において、チップ詰め
におけるチップ落ちの検出工程、昇温前の気密確認工
程、昇温状態の確認工程、Ｈファクターによるブロー可
否の自動判定を行う工程、ブロータンクレベル監視工
程、ブロー中のブロータンク圧力監視工程、ブロー後の
木釜内パルプ残種の有無判定を行う工程、を備えている
ことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルプ製造におけ
る蒸解を行うバッチ式木釜の自動運転方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、バッチ式木釜の運転に際して、工
程監視や判定および処置のためオペレータの負荷が大き
かった。その運転方法について図２を用いて詳細に説明
する。

【０００３】まず、チップ詰め工程について説明する。
木釜２上部のチップを保有しているチップビン１からチ
ップシャッター４および木釜を密閉するためのキャッピ
ング弁６を開きチップを木釜内に落とす。その際、チッ
プビン１内でブリッジ状となり、チップが落ちない状態
が頻繁に起こる。その状態の確認は、チップビン１と木
釜２間にある点検窓８をオペレータが目視確認してい
た。その状態を確認すると、チップビン１に取り付けら
れた数個のバイブレータ３またはエアブラスト装置７を
オペレータが任意に作動させ、チップ落ちを復帰させる
処置をとっていた。なお、ここでいうバイブレータ３と
は、チップビン１を振動させてブリッジ状となったチッ
プを崩すためのもの、エアブラスト装置７とは圧縮され
たエアを瞬時に吹き出しその圧力でブリッジ状となった
チップを崩すためのものである。

【０００４】チップ詰め工程には、チップばら詰め、バ
ッシング詰め、送液詰めなどに分けられる。チップバラ
詰め後のバッシング詰めを行う場合、チップがばら詰め
の状態で木釜２の上部まで達していることが望ましい。
これは、バッシング詰めは木釜２下部より中圧蒸気２０
を吹き込むため、木釜２内チップが少ない状態では効果
がないためである。ここで、チップが木釜２上部まで達
していることの確認は、チップビン１と木釜２間にある
点検窓８をオペレータが目視確認し、その後バッシング
詰めを行っていた。

【０００５】チップ詰め工程は、最終的に木釜２上部の
キャッピング弁６を閉めることによって木釜２を密閉す
る。ここで、キャッピング弁６が閉まる時に、チップや
異物を噛み込み気密が不完全にならないようにキャッピ
ング弁６を数回洗浄した後に閉める。しかし、これだけ
では不十分であり、完全に密閉されていない場合には、
次工程の昇温を行う通気工程の進行中に木釜２内圧力が
上昇し、気密が不完全な部分より薬液が吹き出してく
る。そこで、気密の確認のため昇温前に蒸気２７を蒸気
吹き込み弁２６を開くことにより吹き込み、キャッピン
グ弁６上部への蒸気２７の洩れをオペレータが目視する
ことによって確認するなどの作業を行っていた。

【０００６】次に、通気工程について説明する。この工
程では、木釜２内の薬液を抽出ストレーナ１６よりポン
プ１４で抜き出し、間接熱交換器１３で蒸気と熱交換さ
れ、木釜上部薬液循環入口１５と下部薬液循環入口１７
より木釜２内部に戻されながら木釜内の昇温を行ってい
く。そこで、例えば、抽出ストレーナ１６から詰まりな
どによって薬液が抽出され難い場合、循環がうまく行わ
れず、木釜２内の昇温不良となり適正な蒸解が行われな
い。そこで、昇温状態を木釜２に取り付けられた温度計
９，１０，１１、または間接熱交換器出口液配管に取り
付けられた温度計１２の温度指示をオペレータが監視
し、昇温状態を見て昇温が悪い場合には、循環量の調整
など処置をとっていた。

【０００７】１６０〜１６５℃にまで昇温後、一定時間
その温度で保持する。ここで、蒸解温度と蒸解時間が蒸
解反応に及ぼす影響を因子とした蒸解の重要な指標であ
るＨファクターという変数があり、計器によって自動演
算させている。一定時間経過後、そのＨファクター数値
が目標数値に達していれば通気工程を終了可と判断し、
次のブロー工程へ進ませる。Ｈファクターが目標数値以
下であればオペレータによってまだ蒸解は不十分である
と判断し、任意に時間を延長していた。これらの通気工
程終了の可否判断は、オペレータがＨファクターを監視
することによっていた。

【０００８】次に、ブロー工程を説明する。ここでブロ
ーとは蒸解を終了した木釜２内パルプをブロー弁１８を
開きブロー配管２１を通ってブロータンク２２へ送るこ
とを言う。尚、蒸解終了時の木釜２内圧力は約０．７Ｍ
Ｐａの圧力がありその圧力で木釜２内パルプを圧送する
方法である。ブロー開始前にブロータンク２２レベルを
レベル計２４指示で確認し、ブロータンク容量と木釜容
量から計算したブロー可能なブロータンクレベル以下で
あったらブローを開始する。ここで、レベル計２４が故
障などの異常時に誤った指示を示している場合に、それ
を検知する手段がなく、オペレータがレベル指示とその
他状況を合わせ見て判断する方法しかなかった。

【０００９】ブローは前述したように蒸解終了時の木釜
２内圧力で木釜２内パルプがブロー配管２１を通ってブ
ロータンク２２に送られるものであり、この時ブロータ
ンク圧力が一時的に上昇する。従ってブロータンク２２
に取り付けてあるブロータンク圧力計２３でブロータン
ク圧力を監視しながら、木釜２下部のブロー弁１８を徐
々に開き、ブローを開始する。ブロータンク２２圧力は
大きく上昇すると危険であることからブロータンク圧力
の動きには注意を払う必要があり、ブロータンク２２圧
力が上昇すると、ブロー弁１８を閉めるなど開度の調整
操作を行う。ここで、ブロータンク２２圧力監視とブロ
ー弁１８開度調整は、オペレータまたは自動シーケンス
のどちらでも良いが、ブロータンク圧力計２３が異常の
時にそれを検知する手段がなく、オペレータが圧力指示
とその他状況を合わせ見て判断する方法しかなく、オペ
レータの監視負荷が大きかった。

【００１０】ブロー終了後、木釜２内のパルプ残種の有
無を判定するには、木釜２下部の蒸気吹き込み弁１９を
開き中圧蒸気を吹き込み、木釜に反響する音をオペレー
タが聴きとり、木釜内が空であるかパルプ残種が残って
いるかを官能的に判定していた。しかし、この判定方法
には個人差があり、また聴きとりにくい場合もあり判断
を誤る場合もあった。

【００１１】以上に述べた通り、従来は、オペレータに
よる監視、判定、処置が運転のなかで重要となってお
り、またブロータンクレベル計２４やブロータンク圧力
計２３が異常となった時にそれを早期に発見する手段が
なく、ブロー中にそれらが異常となった場合に危険を伴
うこととなるため、ブロー中はオペレータの常時監視を
必要とし、またその監視負荷も大きかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における問題を解決し、オペレータによる監視、判定、
処置の負荷を軽減し、バッチ式木釜の自動運転を行うこ
とを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来の
問題を解決し、オペレータによる監視、判定、処置の負
荷を軽減し、バッチ式木釜の自動運転を行うために鋭意
研究の結果本発明を完成するに至った。

【００１４】即ち、本発明は、チップ詰めからブローま
での蒸解工程におけるバッチ式木釜の自動運転方法にお
いて、チップ詰めにおけるチップ落ちの検出工程、昇温
前の気密確認工程、昇温状態の確認工程、Ｈファクター
によるブロー可否の自動判定を行う工程、ブロータンク
レベル確認工程、ブロー中のブロータンク圧力監視工
程、ブロー後の木釜内パルプ残種の有無判定を行う工程
を備えていることを特徴とするバッチ式木釜の自動運転
方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の具体的方法を図面に基づ
き詳細に説明する。図１は、本発明の概略図である。

【００１６】まず、チップ詰め工程のチップ落ち検出工
程を含む自動運転化について説明する。木釜２８上部の
チップを保有しているチップビン２７からチップシャッ
ター３０および木釜２８を密閉するためのキャッピング
弁３２を開き、チップを木釜２８内に落とす。その際、
チップビン２７内でブリッジ状となり、チップが落ちな
い状態が頻繁に起こる。チップビン２７と木釜２８の間
のシュート３１の部分にチップ落ちを検出する計器５
２、例えば、マイクロ波レベル検出器などを設置してお
く。これは、マイクロ波を発生する送波器とマイクロ波
を受信する受波器をお互いに対向して設置し、送波器と
受波器の間に被検出物が一定量堆積するとマイクロ波が
遮断され、出力信号を出す計器である。これをチップ落
ちの監視に利用し、チップが落ちていない時にはマイク
ロ波を遮断しないので、チップが落ちていないと判定
し、計器５２からチップ落ち不良の信号が出される。そ
の信号が一定時間、例えば、１秒から数秒継続した時
に、チップビン２７に取り付けられた１個〜数個のバイ
ブレータ２９またはエアブラスト装置３３を自動的に作
動させる。バイブレータ２９においては、作動させる時
間を前もって設定しておく。例えば、数十秒を設定して
おくとその時間だけ作動したら自動停止する。チップ落
ち監視は、チップ詰め工程の間には常に監視し、チップ
落ちが回復しない場合には、この一連の動作を繰り返
す。これらのような自動シーケンス化を行うことによ
り、従来のようにオペレータがチップ落ちを目視にて監
視し、処置を行う操作の負荷が軽減する。

【００１７】次に、チップ落ち検出を利用した次工程へ
の進め方について説明する。チップ詰め工程には、チッ
プばら詰め、バッシング詰め、送液詰めなどに分けられ
る。チップばら詰め後のバッシング詰めを行う場合、チ
ップがばら詰めの状態で木釜２８の上部まで達している
ことが望ましい。そこで、チップ落ちを検出する計器５
２によってチップ落ちを検出している時間とチップ量の
関係を前もって把握しておき、チップ落ちを一定時間検
出したときには、木釜２８上部までチップが達している
と自動的に判定し、バッシング詰めを開始するようにチ
ップ落ち検出時間を設定しておく。例えば、木釜２８の
上部までチップが堆積するのに要する時間が約３００秒
であれば、その３００秒を設定しておく。チップが落ち
るとタイマが作動し、チップ落ち不良の信号がでるとこ
のタイマは一時停止する。チップ落ちが復帰すると一時
停止した時点よりタイマが再作動する。これによって、
チップが落ちている時のみの時間を積算していき、設定
した３００秒になると自動的に次工程であるバッシング
詰めへと進む。これらのように自動シーケンス化するこ
とによって、オペレータによる目視による監視作業の負
荷が軽減する。

【００１８】次に、昇温前の気密確認工程を含む工程に
ついて説明する。チップ詰め工程は、最終的に木釜２８
上部のキャッピング弁３２を閉めることによって木釜２
８を密閉する。キャッピング弁３２が閉まる時にチップ
や異物を噛み込み気密が不完全であると、次工程の昇温
を行う通気工程の進行中に木釜２８内圧力が上昇した時
に気密が不完全な部分より薬液が吹き出してくる。そこ
で、気密の確認のため、昇温前に蒸気５４を蒸気吹き込
み弁５３を開き自動的に一定時間吹き込み、その蒸気５
４を吹き込み中にキャッピング弁３２上部への蒸気５４
の洩れをチップビン２７と木釜２８との間のシュート３
１の部分に蒸気洩れを検出する計器５１、例えば、温度
指示計などを取付けておき、蒸気が洩れた時の温度を前
もって設定しておく。例えば、計器５１に温度指示計を
用いた場合、蒸気５４を吹き込み前には３０℃から４０
℃を示す。蒸気５４がキャッピング弁３２から洩れた場
合、温度が５０度以上に上昇する。そこで５０℃に設定
しておき、その設定温度以上に温度が上昇した場合に、
キャッピング弁３２が完全には密閉されていないとの警
報を出力する。設定温度に達しない場合には洩れていな
いと判定し、次工程へと進む。警報出力後の確認、処置
はオペレータが行うこととするが、これらの一連の操作
を自動シーケンス化することにより、通常時においては
オペレータの確認作業負荷の軽減となる。

【００１９】次に、昇温状態の確認工程、Ｈファクター
によるブロー可否の自動判定を含む通気工程の自動シー
ケンス化について説明する。この工程では、木釜２８内
の薬液を抽出ストレーナ４２よりポンプ４０で抜き出
し、間接熱交換器３９で蒸気と熱交換され、木釜上部薬
液循環入口４１と下部薬液循環入口４３より木釜２８内
部に戻されながら木釜２８内の昇温を行っていく。例え
ば、薬液循環が不良になると木釜２８内の昇温不良とな
り適正な蒸解が行われない。そこで、昇温状態を自動監
視するために、通気開始後のある設定時間後に木釜２８
に取り付けられた温度計３５，３６，３７または間接熱
交換器出口液配管に取り付けられた温度計３８の温度指
示が自動シーケンス上で確認され、あらかじめ任意設定
しておいた温度と比較し、その温度に達していない場合
には警報を出力してオペレータに知らせる。例えば、通
気開始後の温度を確認する設定時間を３０分と設定して
おく。通気開始後３０分経過時に、設定しておいた温度
と実際の木釜２８に取り付けられている温度計３５，３
６，３７の指示値とがシーケンス上で比較され、いずれ
かの温度指示が設定温度よりも低ければ警報を出力し、
オペレータに知らせる。ここで、木釜２８内設定温度
は、木釜２８容量、間接熱交換器３９容量や操業状態に
よって異なるものである。これらのように、昇温状態の
監視を自動シーケンス化することによって昇温状態の監
視作業の負荷軽減となる。

【００２０】１６０〜１６５℃にまで昇温後、一定時間
その温度で保持する。ここで、蒸解温度と蒸解時間が蒸
解反応に及ぼす影響を因子とした蒸解の重要な指標であ
るＨファクターという変数があり、計器によって自動演
算させている。そこで、必要とするパルプ品質を得るた
めに必要とする最低限のＨファクター値を前もって設定
しておく。通気工程の設定時間経過時に、演算されたＨ
ファクターと前もって設定したＨファクターとを自動で
比較され、設定しておいたＨファクター値以上であれば
蒸解は正常に行われたと判断し、次の工程に進む。ここ
で設定しておいたＨファクター値よりも演算されたＨフ
ァクター値が小さかった場合には警報を出力し、オペレ
ータに知らせる。この後の処置はオペレータによる処置
とするが、ここまでの監視が自動シーケンス化されるこ
とにより、通常時においてはオペレータによる監視負荷
が軽減される。

【００２１】次に、ブロータンクレベル確認工程、ブロ
ー中のブロータンク圧力監視工程、ブロー後の木釜内パ
ルプ残種の有無判定などを含むブロー工程について説明
する。ここでブローとは蒸解を終了した木釜２８内パル
プをブロー弁４４を開きブロー配管４７を通ってブロー
タンク４８へ送ることを言う。尚、蒸解終了時の木釜２
８内圧力は約０．７ＭＰａの圧力がありその圧力で木釜
２８内パルプを圧送する方法である。ブロー開始前にブ
ロータンク４８レベルをレベル計指示５０で確認し、ブ
ロータンク４８容量と木釜２８容量から計算したブロー
可能なブロータンクレベル以下であったらブローを開始
する。ここで、レベル計５０が故障などの異常時に誤っ
た指示を示している場合にそれを検知する手段として、
さらに第２のレベル計５７を設置する。ブロー開始前に
おいて第１のレベル計５０でレベルを検知するタイミン
グにそのレベル指示値と第２のレベル計５７のレベル指
示値とを自動で比較させる。ここで、両者のレベル指示
値は同じであることが望ましいが、同じ指示を示すとは
限らない。そこで両者の差が大きい場合には、どちらか
のレベル計が異常な状態であることを警報にてオペレー
タに知らせる。ここで、異常と見なす両者の差は前もっ
て設定しておく。例えば、異常と見なすレベル指示の差
を０．３ｍと設定しておくと、両者の差が０．３ｍを超
えると異常警報を出力する。この場合にはブロー工程に
は進まず、工程は一時停止しオペレータの判断、処置を
待つ。異常時にはオペレータの介在が必要となるが、通
常時においてはオペレータの監視が不要となり監視負荷
の軽減となる。

【００２２】ブロータンク４８に取り付けてある第１の
圧力計４９と第２の圧力計５６でブロータンク４８内圧
力を監視しながら、木釜２８下部のブロー弁４４を徐々
に開き、木釜２８内パルプをブロー配管４７を通ってブ
ロータンク４８に送るブロー操作を開始する。ブローは
前述したように蒸解終了時の木釜２８内圧力で木釜２８
内パルプがブロー配管４７を通ってブロータンク４８に
送られるものであり、この時ブロータンク圧力が一時的
に上昇する。ブロータンク４８圧力が大きく上昇すると
危険であるためブロータンク圧力の動きには注意を払う
必要があり、ブロータンク４８圧力が上昇するとブロー
弁４４を閉めるなど開度調整の操作を行う。ここで、ブ
ロータンク４８圧力監視とブロー弁４４開度調整は自動
シーケンスで行う。ここで、第１の圧力計４９と第２の
圧力計５６は両者ともブロー中の圧力監視に用いられ
る。ここでは、安全側でブロー操作を行うために圧力指
示の高い方が自動的に選択され、ブロー弁４４の開度調
整に用いられる。また、両者の圧力指示値の差が大きい
場合には両者のうちどちらかが故障などによる異常だと
判断するよう、その異常とみなす圧力指示の差を前もっ
て設定しておく。異常とみなした場合には、一旦ブロー
弁４４が強制的に閉められ、ブロータンク４８内圧力の
異常な上昇による事故を防止する。その後の処置はオペ
レータによる。これらの監視を自動シーケンスの中で行
うことによりオペレータの監視負荷の軽減となる。

【００２３】ブロー終了後、木釜２８内のパルプ残種の
有無を判定するには、木釜２８下部の木釜内パルプ残種
を検知するための計器５５、例えば、γ線レベル検出器
などを用いる。ブロー工程終了のタイミングで検出器５
５の信号がシーケンス上で確認される。検出器５５の部
分の木釜内にパルプ残種が存在する場合には、パルプ残
種ありとの警報を出力しオペレータに知らせる。その後
の処置はオペレータによる処置を行う。空の判定がなさ
れた場合には、ブロー工程は正常に完了したとの判定が
なされ、ブロー終了後の完了操作へと自動的に進む。

【００２４】以上に述べてきた様に、従来オペレータに
よって行ってきた監視の部分、判定の部分を述べてきた
ような計器などを利用して、自動シーケンス化しバッチ
式木釜のチップ詰めからブロー終了までの蒸解操作を行
う。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、バッチ式木釜における各
工程でのオペレータによる監視、判定、処置作業の負荷
を軽減することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバッチ式木釜の概略図。

【図２】従来のバッチ式木釜の概略図。

【符号の説明】

１、２７ チップビン ２、２８ 木釜 ３、２９ バイブレータ ４、３０ チップシャッター ５、３１ シュート ６、３２ キャッピング弁 ７、３３ エアブラスト装置 ８、３４ 点検窓 ９、１０、１１、１２、３５、３６、３７、３８ 温度
計 １３、３９ 間接熱交換器 １４、４０ ポンプ １５、４１ 釜上部薬液循環入口 １６、４２ 抽出ストレーナ １７、４３ 釜下部薬液循環入口 １８、４４ ブロー弁 １９、２５、４５ 蒸気吹き込み弁 ２０、２６、４６、５４ 蒸気 ２１、４７ ブロー配管 ２２、４８ ブロータンク ２３ 圧力計 ２４ レベル計 ４９ 第１の圧力計 ５０ 第１のレベル計 ５１ 蒸気洩れ検出器 ５２ チップ落ち検出器 ５５ パルプ残種検知器 ５６ 第２の圧力計 ５７ 第２のレベル計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ詰めからブローまでの蒸解工程に
   おけるバッチ式木釜の自動運転方法おいて、チップ詰め
   におけるチップ落ちの検出工程、昇温前の気密確認工
   程、昇温状態の確認工程、Ｈファクターによるブロー可
   否の自動判定を行う工程、ブロータンクレベル確認工
   程、ブロー中のブロータンク圧力監視工程、ブロー後の
   木釜内パルプ残種の有無判定を行う工程、を備えている
   ことを特徴とするバッチ式木釜の自動運転方法。