JP2001504558A - パルプの酸素脱リグニンのコントロール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パルプの酸素脱リグニン、すなわちパルプのカッパー価低下のコントロール方法であって、前記脱リグニンを２段階で実施し、脱リグニンに必要な化学薬品の大部分を第１段階に添加する方法。第１段階への化学薬品の添加量を調節するために、脱リグニン前のパルプの出発カッパー価及び２段階で実施される全脱リグニン中のパルプのカッパー価の低下度を用いる。低下カッパー価単位あたりで計算して、出発カッパー価が高ければより少ない添加量、カッパー価の低下度が大きければより多い添加量とするようにコントロールする。第２段階の温度をコントロールするために第１段階への化学薬品の添加量を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】 パルプの酸素脱リグニンのコントロール方法 本発明は、中程度、すなわち８〜１６％のコンシステンシーでリグノセルロー ス材料を２段階で酸素脱リグニンする方法のコントロールに関する。 中程度のコンシステンシーでの酸素脱リグニン方法が導入されて以来、この方 法における開発研究費は余り多くない。塩素を含まない漂白剤が登場し、漂白プ ラントが閉鎖されるようになると、延長脱リグニン法、すなわち酸素を用いてカ ッパー価を更に低下させる方法に興味が持たれるようになった。しかしなから、 酸素を用いる１段階もしくは多段階での延長脱リグリン法はパルプの品質を低下 させる恐れがあるものの、適正な条件を適用すると幾つかの利点を得ることがで きる。 延長酸素脱リグニン法によれば、パルプの収率を改良蒸解、すなわちカッパー 価を低下させるために蒸解する場合に比してより高く維持することもできる。 多段階法では、化学薬品は、各段階で最適条件が得られるように各段階に分配 され得る。他の条件も各段階毎に最適化され 得る。 本発明の主題は、パルプの品質を劣化させることなくより低いカッパー価が得 られるように酸素脱リグニンをコントロールする方法である。本発明の延長脱リ グニン方法を用いると、総脱リグニンを未漂白パルプのリグニン含量（カッパー 価）の５０〜８５％にすることができる。本発明の方法は、中程度のコンシステ ンシーで連続２段階で実施される。本発明の特徴部分は添付の請求の範囲に記載 されている。 本発明を以下、本発明方法を実施するためのプラントを概略的に示す添付図面 を参照しなからより詳細に説明する。 図示のプラントでは、蒸解したパルプを８〜１６％という中程度のコンシステ ンシーで第１ポンプ１を用いて褐色パルプ洗浄から脱酸素リグニンに圧送する。 第１ポンプ１の前にパルプにアルカリを添加する。このポンプ１の後、第１ミキ サー２を用いてパルプに酸素を混合する。その後、パルプは第１リアクター３に 送られ、ここで第１脱リグニン段階が実施される。第１リアクター３からパルプ は、場合により第２ポンプ４を用いて第２ミキサー５を経て第２脱リグニン段階 のための第２リアクター６に移される。なお、第２ミキサー５では蒸気と必要に より更に酸素及びアルカリが混合される。第２リアクター６後、パルプはブロー タンク７、更には後続の処理段階に移される。 このように、本発明の方法は脱リグニンを連続２段階で実施することを含む。 第１リアクター３には多量のアルカリ及び酸素が添加される。これは、パルプ１ トンあたり１０〜５０ｋｇ、好ましくは１０〜３５ｋｇのアルカリ（ＮａＯＨ） を添加することを意味する。酸素添加量はパルプ１トンあたり１０〜５０ｋｇ、 好ましくは１０〜３０ｋｇでなければならない。 上記リアクター３に供給時のパルプの温度は９０℃以下、好ましくは７５〜９ ０℃である。リアクター３での滞留時間は比較的短く、５〜３０分、好ましくは １５〜２５分である。 第１リアクター３内の圧力は４〜１５バールでなければならない。圧力が高く 、加えてパルプのアルカリ度及び酸素添加量が高いため、脱リグニン率は高くな る。同時に、温度が比較的高く且つ滞留時間が短いため、セルロース分解率は低 レベルに維持される。 第１リアクター３での第１リグニン段階後、パルプは第２リアタター６での第 ２脱リグニン段階に移される。第２リアクター６の温度は第１リアクター３の温 度よりも高くなければなら ないが、その差は２０℃未満、好ましくは１０〜１５℃ある。所要の温度上昇を 達成するために、蒸気を第２ミキサー５に供給する。 第２リアクター内の圧力は第１リアクター３内の圧力よりも低く、２〜５バー ルでなければならない。滞留時間は比較的長く、４５〜１８０分、好ましくは６ ０〜１２０分とすべきである。 第２脱リグニン段階は主に長時間抽出段階であり、ここでは第１段階に比して 温度が高く且つ滞留時間が長いため脱リグニンが進む。９０℃を越える温度で、 良好な抽出／浸出率が得られる。 化学薬品の全部もしくは大部分を第１段階で添加する。第２段階では、第１段 階での消費を補うためであってもアルカリまたは酸素を全くもしくは微量しか添 加しないことが好ましい。これにより、第２段階のパルプのアルカリ度は比較的 低く維持され得、よって温度が高く且つ滞留時間が長くともセルロースの分解は 実質的に回避される。 第２段階へのアルカリ及び酸素の添加量はパルプ１トンあたり最高５ｋｇ以下 であり得る。 本発明による酸素脱リグニンのコントロールは先を見越したコントロールに基 づき、これは最低限でしかバックフィードカップリングが起こらないことを意味 する。コントロールは次のように実施する。 出発パルプのカッパー価を測定し、酸素脱リグニン後のパルプのカッパー価の 所望値（設定値）と比較する。こうして求めたカッパー価の低下率を第１段階へ の化学薬品（酸素及びアルカリ）の添加量を調節するために用いる。カッパー価 の低下率が大きければ低下カッパー価単位あたりで計算してより多い量を添加す ることを意味する。出発パルプのカッパー価も化学薬品の添加量を調節するため に用いられ、出発パルプのカッパー価か高ければ低下カッパー価単位あたりで計 算してより少ない量を添加することを意味する。例えば、カッパー価２５からカ ッパー価１０のようにカッパー価の低下率が約６０％の場合、パルプ１トンあた りのアルカリ添加量（ＮａＯＨ−ｋｇで表示）は約２．２倍［（出発カッパー価 ）−（最終カッパー価）］であることを意味する。カッパー価２５からカッパー 価１２．５のようにカッパー価の低下率が約５０％の場合、アルカリ添加量は２ ．０倍［（出発カッパー価）−（最終カッパー価）］で あることを意味する。カッパー価２０からカッパー価１０のようにカッパー価の 低下率が約５０％の場合、アルカリ添加量は２．２倍［（出発カッパー価）−（ 最終カッパー価）］であることを意味する。正確な倍数は、最終ｐＨ値に対する 得られるカッパー価により各例毎に補正される。例えば最終ｐＨ値がやや高く、 カッパー価がやや低い場合には、アルカリ添加量はやや少なく調節される。最終 ｐＨ値がやや低く、カッパー価がやや高い場合には、アルカリ添加量はやや多く 調節される。 酸素はアルカリ添加量に対して１：１の比率で添加されるが、酸素添加量の上 限はパルプ１トンあたり２５〜３０ｋｇである。脱リグニン率が高い場合、すな わちアルカリ添加量がパルプ１トンあたり２５〜３０ｋｇ−ＮａＯＨを越える場 合には、酸素：アルカリ添加量の比率を下げる。従って、ガス量が多くなる結果 としてのガスチャンネリングを避けることができる。 第２段階の温度は、一部は通常生産レベル、いわゆるカッパー価の調節により コントロールされ、一部は第１段階への化学薬品の添加量が多いと第２段階の温 度を高くなるように第１段階への化学薬品の添加によりコントロールされる。温 度は、最終ｐＨが１０．５〜１１．５、好ましくは１０．７〜１１．０ となるようにコントロールされる。化学薬品の添加量の変化と温度レベルの間の ファクターを上記した最終ｐＨを用いて手動で調節される。しかしながら、高温 によるセルロースの顕著な分解を避けるために第１段階と第２段階の温度の上昇 度は常に２０℃未満、好ましくは１０〜１５℃でなければならない。 しかしながら、第１段階の温度は通常、化学薬品の添加及び生産レベルに対し て補償されない。第１段階に供給する出発パルプは加熱しないが、９０℃以下の 処理のために適当に低い温度か得られるように少し冷却する必要があることもあ る。 本発明の酸素脱リグニンのコントロールにより、高脱リグニン度を良好な選択 性で得ることができる。第２脱リグニン段階後に、低いもしくは妥当なカッパー 価及び妥当なｐＨ値を得ることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１２月３日（１９９８．１２．３） 【補正内容】 請求の範囲 １． パルプの酸素脱リグニン、すなわちパルプのカッパー価低下のコントロー ル方法であって、前記脱リグニンを２段階で実施し、脱リグニンに必要な化学薬 品の大部分を第１段階に添加することからなり、第１段階への化学薬品の添加量 を調節するために２段階で実施される全脱リグニン中のパルプのカッパー価の所 望低下度を用い、第１段階でカッパー価の低下度が大きければ低下カッパー価単 位あたりで計算してより多い量の化学薬品を添加し、また１０．５〜１１．５の 最終ｐＨが得られるように第２段階の温度のコントロールのために第１段階への 化学薬品の添加量を用いることを特徴とする前記方法。 ２． 脱リグニンに必要な化学薬品の全量を第１段階で添加することを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． パルプの酸素脱リグニン、すなわちパルプのカッパー価低下のコントロー ル方法であって、前記脱リグニンを２段階で実施し、脱リグニンに必要な化学薬 品の大部分を第１段階に添加することからなり、第１段階への化学薬品の添加量 を調節するために、脱リグニン前のパルプの出発カッパー価及び２段階で実施さ れる全脱リグニン中のパルプのカッパー価の低下度を用いて低下カッパー価単位 あたりで計算して、出発カッパー価か高ければより少ない添加量、カッパー価の 低下度が大きければより多い添加量とし、また第２段階の温度をコントロールす るために第１段階への化学薬品の添加量を用いることを特徴とする前記方法。 ２． 第２段階の温度を、１０．５〜１１．５の最終ｐＨが得られるようにコン トロールすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 脱リグニンに必要な化学薬品の全量を第１段階で添加することを特徴とす る請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。