JP2000515205A - 特に廃紙を含んだ木材パルプをブリーチ処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 木材繊維パルプ、特に、リサイクル紙を含む木材繊維パルプを処理する方法であって、加熱域へパルプを送る工程と、その加熱域へ蒸気を供給しながら、そこでパルプを前進させる工程とからなる。パルプは、分散器で細かく裁断され、その細断されたパルプは、スクリュープレス端部でパルプを圧縮して、その結果、密閉プラグ状態を形成するため、蒸気を分離排出することなく、スクリュープレスヘ送られる。同時に、１種類またはそれ以上のブリーチ処理用化学薬品が、１つまたはそれ以上の処理段階中に送り込まれ、それそれの最適なブリーチ処理効果を得るため、パルプの温度が調整される。パルプの温度は、蒸気や水を加えることによりそれぞれ増減制御できる。また本発明は、前記方法を実行するプラント装置にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 特に廃紙を含んだ木材パルプをブリーチ処理する方法および装置 発明の分野 本発明は、木材繊維パルプ、特に、リサイクル紙を含んだパルプを処理するた めの、発明の請求項１の前文に特定されているような種類の方法に関する。 また本発明は、前記方法を実行するプラント装置に関する。 本発明が関係する木材繊維パルプは、パルプ濃度を入力時の４〜６％から出力 時の３０％まで上げられるよう、一般的に、スクリュープレスによる脱水域での パルプ脱水工程を含む複数の工程において処理される。 次にパルプは、脱水域から、パルプの通過の際それに向けて蒸気が供給される 加熱域へ送られる。この処理域では、パルプが飽和蒸気により所望の温度まで急 速かつ均等に加熱できるよう、パルプを裁断するのが好ましい。平均的には、３ ００ｋｇの蒸気が、処理すべきパルプ１トン毎に消費される。 続いて、加熱され細かく裁断されたパルプは、高いパルプ濃度にて材料を処理 できる分散器に送られる。これは、互いに回転しており対向する歯付きディスク の動作により実行できる。ディスク間の隙間つまりギャップは、電気油圧装置に よる操作中に調整可能である。 処理されるパルプの温度は、処理すべきパルプの特性やその他の事象によって 異なるが、例えば、８０℃〜１２０℃の間で変えることができる。ただし、あま り温度が高すぎると、パルプの繊維が損傷する恐れがある。パルプの濃度は、加 熱域を通過した後において、３０％くらいである。このパルプ濃度は、パルプに 圧縮蒸気を供給することによりある程度低減できる。 パルプを減少させるための精製処理中に、水を追加することが一般的に行われ ている。精製器からポンプ排出されるパルプの濃度は、普通、３．５％から６％ くらいである。しかしながら、パルプ濃度は、場合によっては１５％に達する。 発明の背景 本発明の請求項１の前文に記載と同様の方法が、ＳＥ−Ｃ４６１ ９１９（Ce llwood Machinery）に対応する米国特許５，１７６，７９３（Kurtz）に開示さ れており、スクリュープレス内で、装置から排出される蒸気に対する効果的な密 閉性を与えるプラグ状態を作成することにより、パルプの 濃度を高くしている。その方法によれば、パルプ濃度を３０％またはそれ以上に することが可能である。 密閉プラグ状態は、加熱域における蒸気温度を上昇させることができるので、 不純物を多く含んだリサイクル紙を処理する場合に特に優位である。それゆえ、 １２０℃またはそれ以上の温度の利用が可能となっている。さらにまた、蒸気圧 を上げることもでき、それにより、処理量を増やすことができる。 上記の先行公報には、脱水加熱された木材繊維パルプの細断のための分散器も 記述されている。分散器は、周囲ハウジング内に取り付けられた対向する歯付き リングつまりディスクの歯部と、共同作用する歯部がその周辺域に備わっている ディスクが取り付けられたロータを有しており、前記のリングつまりディスクは 、固定されているのが好ましく、パルプを細かく裁断できる機能をもつ。また、 分散器には、パルプ出口部が備わっている。場合によっては、パルプ出口部には 、蒸気を分離排出することなくそのスクリュープレスの端部で密閉パルププラグ 状態を形成できるよう、バルブ手段により閉鎖つまり密閉されたそのプレス端部 までパルプを搬送するためのスクリュープレスとの接続部が設けてある。 この周知の方法および周知のプラント装置は、リサイクル紙を処理する場合に は、非常に良い結果をもたらすが、頻繁に必要とされるリサイクル紙をブリーチ 処理する問題に対しては何ら言及されていない。このことは、木材繊維パルプに 内在するパルプ、および、リサイクル紙への印刷に由来するインクの両方に関係 する。さらにこの問題は、関与するブリーチ処理で使うブリーチ処理用薬品は、 特に、ブリーチ処理すべきパルプの温度に関して、最良のブリーチ処理結果を達 成するために個別の条件を必要とする事実から、よりいっそう難しくなる。さら にまた、最善の結果をもたらすためにある薬品が要求する、実質的には１００℃ 以上の温度上昇を達成するには、圧力の増加が必要となる。 米国特許４，９０９，９００（Matzke et al）のブリーチ処理方法では、分散 工程に続いて、ブリーチ処理の木材繊維パルプは、ブリーチ処理が行われるタン クつまり容器に送られる。その方法には、細かく裁断されたパルプを、その蒸気 を分離排出することなく、スクリュープレスつまりプラグスクリューに搬送する 工程が欠けている。その周知方法の目的は、ブリーチ処理の時間を数秒ほどに短 縮することである。 ＷＯ９６／０１２０６２（ＡＧＡ）の方法は、使用する過酸化物の量を制限す る目的で、処理工程に酸素を供給することが主たる特徴である。その周知方法に おいても、分散器の下流側のスクリュープレスつまりプラグ スクリューへパルプを搬送する工程と、蒸気の分離排出の防止が欠落している。 また、その公報には、ブリーチ処理に使用するブリーチ処理用化学薬品のある 種のものは酸素と反応してしまい、その結果、酸素の存在下ではそのブリーチ効 果が失われるような場合に発生する問題が、全く説明されていない。 発明の目的 本発明の目的は、木材繊維パルプの瞬時の効果的なブリーチ処理を可能にする 、前述のような種類の方法を提供することである。 本発明の別の目的は、パルプ内の実際の繊維、および、パルプに内在する印刷 インクなどの不純物に関して、パルプの処理とともに、パルプの効果的なブリー チ処理が可能となる方法を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、ブリーチ処理を含み、最善の効果を達成するため 、使われる多様な化学薬品が要求する個別の温度条件に適応できる方法を提供す ることである。 本発明のさらにまた別の目的は、木材繊維パルプのブリーチ処理を含み、大気 酸素の排除を伴って効果的に機能する方法を提供することである。 第２点目に従うところによれば、本発明の目的は、基本的な補助装置の必要な く効果的にパルプのブリーチ処理が行えるような、特にリサイクル紙を含む木材 繊維パルプの処理のための処理プラント装置を提供することである。 発明の要旨 前記およびその他の目的は、請求項１の特徴説明に記載の特徴をもつ方法発明 により達成できる。 本発明が供与する重要な長所は、空気の侵入を防止する密閉式加圧装置により 、１００℃以上の高温で木材繊維パルプをブリーチ処理する能力にある。これに より、ある種の化学薬品では、空気の存在下では低いブリーチ効果しか発揮しな い、あるいは、それ自体を無効にするという重大な問題を克服することができる 。また、本発明は、プラント装置が作動している間中、プラント装置からはいか なる化学薬品も流出しないため、環境面の観点からも有益である。 パルプ濃度を維持する間、スクリュープレスで形成されるプラグ状態が、装置 からの蒸気の流出に対して装置を効果的に密閉するという事実により、装置の温 度を効果的に制御できるが、そのような温度制御は、本発明の適用の場合に達成 できるブリーチ処理効果に必要不可欠である。 加熱域での蒸気の温度は、１２０℃あるいはそれ以上となり、印刷イン クで多量に不純物が混ざったリサイクル紙を処理するときに有益な所定のブリー チ処理用化学薬品の添加の際にも、高い効果を発揮する。装置に供給される蒸気 の圧力の調整も、処理工程の処理量を高めるのに貢献できる。 その他のブリーチ処理用化学薬品は、最善の効果を発揮するために、より低い 温度を必要とする。この点を考慮して、本発明では、比較的に低温の水を装置へ 供給することにより温度を低下できるようになっている。これは、薬品の供給と ともに比較的に多量の低温の水で木材繊維パルプを冷却して、その後で、パルプ を再加熱することにより実行できる。このことは、分散器の下流側直後における パルプに含まれる熱エネルギーを、最適に利用できる結果となる。 反応スクリュー内でのパルプの滞在時間は、スクリューの速度を変えることに より調整可能である。ブリーチ処理用化学薬品に最良の結果を発揮させるには、 パルプのスクリュー滞在時間を６分以上にしなければならないことが実際に判明 した。普通は、滞在時間は１０分くらいが、もっとも効果的な長さである。 ブリーチ処理用化学薬品は、プラント装置の分散工程において予備ヒータの後 にある裁断器に、次に、分散器自体に、その後に、スクリュープレスまたはスク リュープレスの下流側のプラグスクリューに供給されるようにしてもよい。 ブリーチ処理の活性段階は、その後の、プラント装置のブリーチ処理工程で行 われるが、本発明の好適実施例においては、スクリュープレス内またはプラグス クリュー内で形成されるパルププラグ形状を粉砕する裁断器と同時に開始される 。 その次に、ブリーチ処理の主段階が、前述したようなパルプの滞在時間がスク リューの回転速度で制御できる反応スクリュー内で行われる。 別の点に従うところによれば、本発明は、特にリサイクル紙を含む木材繊維パ ルプを処理する木材繊維パルプ処理プラント装置に関するもので、そのプラント 装置の主要な特徴は発明の請求項４に記載してある。 本発明のその他の特徴やそれがもたらす長所は、下記の本発明のいくつかの好 適実施例の説明から明白になるであろう。それらの実施例を、発明の処理プラン ト装置の主要構成部品の部分断面概略を示す添付図面を参照しながら説明する。 好適な実施例の説明 前記の図面には、リサイクル紙を含んだパルプを処理するためのプラント装置 の相当数の基本的部品が図示されている。 パルプは、例えば、２％の入力時濃度から８％の出力濃度まで脱水する スクリュー式脱水装置３へ配管２を経由して送られる。パルプから圧出された水 は、配管１９から排出される。 この脱水域には、入力時の濃度４〜６％を出力時の濃度ほぼ３０％にする分散 システム内で動作できるスクリュープレス４も装備されている。そのスクリュー は硬質金属でメッキされている。そのスクリュープレスは、分散システムの全部 分に迅速にアクセスできるよう設計されている。 さらにパルプは、プラグスクリュー５と裁断器６を経由して、プラント装置の 加熱域内の予備ヒータ７へと送られる。そこでは、予備ヒータの軸方向全長にわ たって多様な位置から蒸気が導入される。送り込まれた蒸気の圧力や温度は、パ ルプへの不純物の混入の度合いなどによって異なる。 前記のパルプ裁断機６は、プラグスクリュー５で作成されたパルププラグ形状 を、パルプが均等かつ急速に加熱されうるような粒形状にまで粉砕する。この結 果、飽和蒸気により、細断されたパルプを所望の温度まで効率よく熱することが 可能となる。蒸気の過剰圧力は、適切なバルブ手段(図示しない)により制御され ている。 加熱されたパルプ粒は、予備ヒータ７から、コンベアスクリュー９ａを備えた インフィーダー９を経由して、分散器１０へと運ばれる。パルプ粒は、ハウジン グ１０ａの入口から中央送込域へ軸方向に送られる。 前記の分散器１０は、電気モータで駆動され、ハウジング１０ａ内に配備され た歯付きディスク１２と共同動作するロータを備えている。ディスク１２の歯部 が、ハウジング内に固定されている対向するディスク１３の歯部と相互作用する ことにより、分散器に送り込まれたパルプをさらに細かく裁断できる。希釈用水 が、適切な配管（図示しない）から分散器に供給されている。 前記の分散器の出口１６は、ハウジング２０ａ内に取り付けられたスクリュー （２０）をもつスクリュープレスつまり送出プラグスクリューの入口に接続され ている。例えば、３０％かそれ以上の所望パルプ濃度をもつパルププラグ形状が 、入口の反対側のハウジング２０ａの端部において作成される。 パルププラグ形状は装置を密閉する機能をもつため、装置に供給される、例え ば１１０〜１２０℃の加圧された比較的高温の蒸気の熱が、もっとも効率よく利 用できる。 前述した構成部品のいくつかには、配管などのブリーチ処理薬品供給手段が備 わっている。それら化学薬品とは、パルプ内の繊維を効率よくブリーチ処理でき る水硫化物や過酸化物などである。ブリーチ処理は、場合によっては、酸素ガス を使っても行える。 フォルマダインスルホン酸（ＦＡＳ）も、パルプ内の印刷インク不純物を完全 反応ブリーチ処理するのに利用できる。 説明の実施例では、スクリュープレス４とプラグスクリュー５の間の縦方向搬 送シャフトに接続された供給手段３０、分散器１０に接続された供給手段３1、 スクリュープレスつまりプラグスクリュー２０に接続された供給手段３２が配備 されている。 処理対象となる木材繊維パルプの特性に従って、異なる種類のブリーチ処理薬 品を、それらの位置から、あるいはその他の位置から送り込むことが可能である 。 上記の説明は、プラント装置の分散工程に関するものである。プラグスクリュ ー２０の下流側に位置する構成部品は、プラント装置のブリーチ処理工程に属す るものであって、ハウジングつまりケース２５ａ内に縦に伸長しており、スクリ ュープレスつまりプラグスクリュー２０で作成されたパルププラグ形状を粉砕す る機能をもつ裁断機２５が含まれる。 粉砕されたパルプは、ケース２６ａ内に収容され、ブリーチ処理工程の主要部 分である反応スクリュー２６へと送られる。ケース２６ａには、配管２７から蒸 気が供給されている。さらに別の例としてまたは追加として、例えば、比較的低 温の水のような水を、配管２７あるいは別の配管（図示しない）から供給するこ とも可能である。 前記の反応スクリュー内でのパルプの滞在時間は、スクリューの回転する速度 で制御でき、通常は１０分くらいである。ハウジングつまりケース２８ａ内に配 備された別のスクリュープレスつまりプラグスクリュー２８が反応スクリューの 送出端に接続されており、そのスクリュープレスつまりプラグスクリューは、基 本的にはスクリュープレス２０と同じタイプである。 前記のスクリュープレス２８に、空圧シリンダー３６とそのピストンロッドで 駆動される枢支取り付けされたバルブフラップ３５を備えることもできる。また 、そのバルブフラップが、プラグスクリュー２８の端部で作成されるパルププラ グ形状に対して所定のカウンター圧を用いることのできるようなバルブフラップ 制御器を備えることも可能である。その圧力が大きくなると、フラップが開いて 、所望のパルプ濃度となったパルププラグ形状が送出プラグスクリューから排出 されるのである。 前記のプラグスクリュー２８で作成されるパルププラグ形状により、装置に送 り込まれる蒸気の熱を最大限に回収できるよう、装置が密閉状態になる。 また、前記のプラグスクリュー２０と２８で作成されるパルププラグ形 状は、反応スクリュー２６内のブリーチ処理に悪い影響を与えるような空気を装 置内に侵入させないという働きをする。 前記のブリーチ薬品供給手段３０、３１、３２の装置内のそれぞれの異なる位 置における配置設定を行えば、その一般的な条件や環境に対応した最良の結果を 得ることができる。例えば、ここで図示説明したタイプのプラント装置では、シ ーケンスブリーチ処理と呼ばれるような、プラントの異なる工程で同時に異なる ブリーチ処理を行うことも可能である。さらにまた、最適なブリーチ処理が行え るよう、プラント装置の異なる工程における温度設定をも実行可能にできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．木材材繊維パルプ、特に、リサイクル紙を含むパルプを処理する方法であっ て、パルプを脱水域（３、４）に送り、その後、そのパルプを加熱域（７）に送 り込み、そこに蒸気を供給しつつ、分散器（１０）内でパルプを細かく裁断し、 蒸気を分離排出させることなく、細かく裁断されたパルプを分散器からスクリュ ープレスつまりプラグスクリュー（２０）へ送り込み、そのスクリュープレスつ まりプラグスクリュー内での収縮パルプによる密閉プラグ状態を形成するような 方法において、 例えば、水硫化物、過酸化物、フォルマダインスルホン酸（ＦＡＳ）、酸素ガ スなどの１種類またはそれ以上の種類のブリーチ処理用化学薬品を、１つまたは それ以上の処理段階および／または続く処理段階において、前記装置に供給する 工程と、スクリュープレスつまりプラグスクリュー（２０）から送り出されたパ ルププラグ形状を裁断器（２５）で裁断して、裁断されたパルプを、その温度を 調整できるよう蒸気または水が送り込まれている反応スクリュー（２６）に送る 工程と、反応スクリューから送り出されたパルプを、その蒸気を分離排出するこ となく、さらに別のスクリュープレスつまりプラグスクリュー（２８）に送り、 装置における密閉プラグ状態を形成するため、好ましくはバルブにより閉鎖でき るような前記の別のスクリュープレスつまりプラグスクリュー（２８）の一方の 閉鎖端にてパルプを圧縮する工程とから成ることを特徴とする処理方法。 ２．前記の反応スクリュー内におけるパルプの滞在時間が、６分を越えるような 、好ましくは、およそ１０分となるような速度で反応スクリューを回転させるこ とを特徴とする、前記請求項１記載の処理方法。 ３．前記のプラント装置のブリーチ処理工程（２５〜２８）でブリーチ処理の主 要段階が行われているとき、プラント装置の分散工程（２〜２０）へブリーチ処 理用化学薬品を供給することを特徴とする、前記請求項１または２記載の処理方 法。 ４．木材繊維パルプ、特に、リサイクル紙を含むパルプを処理する分散工程を備 えたプラント装置であって、 ａ）脱水器（３）と、 ｂ）スクリューフィーダを備えた予備ヒータ（７）を有する予備加熱域と、 ｃ）前記の予備ヒータに蒸気を供給する手段（８）と、 ｄ）パルプを細かく裁断する分散器（１０）と、 ｅ）装置における密閉プラグ状態を形成するために、そのスクリュープレスつま りプラグスクリューの端部でパルプを圧縮できるよう、蒸気を分離 排出することなくパルプを前進させるスクリュープレスつまりプラグプレス（２ ０）とから成る前記のプラント装置において、 ｆ）反応スクリュー（２６）と、 ｇ）１つまたはそれ以上のプラント構成部品へ、ブリーチ処理用化学薬品を送り 込む手段（３０、３１、３２）と、 ｈ）前記の反応スクリュー内においてブリーチ処理のための最適温度条件を達成 できるよう、反応スクリュー（２６）へ蒸気および／または水を送り込む手段（ ２７）と、 ｉ）前記の反応スクリュー（２６）の上流側に配置され、スクリュープレスつま りプラグスクリュー（２０）から送り出された密閉プラグ状態を粉砕できる機能 をもつ裁断器（２５）と、 ｊ）前記の反応スクリューの下流側に配置され、その別のスクリュープレスの端 部において密閉プラグ状態を形成できるよう、蒸気を分離排出することなく、プ ラグ状態を前進させる機能をもつさらに別のスクリュープレス（２８）とを備え ることを特徴とする処理プラント装置。 ５．前記のブリーチ処理用化学薬品の供給手段（３０、３１、３２）が、予備ヒ ータ（７）の上流側、および／または、分散器（１０）、および／または、スク リュープレスつまりプラグスクリュー（２０）の下流側に接続されていることを 特徴とする、前記請求項４記載の処理プラント装置。 ６．前記のブリーチ処理用化学薬品の供給手段が、プラント装置の異なる構成部 品に接続されていることを特徴とする、前記請求項４または５記載の処理プラン ト装置。