JP2002529619A - プロセススチームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 紙パルプの製造に関連して得られる第一黒液（８）からプロセススチームを製造する方法であり、前記第一黒液（８）を処理して、前記第一黒液よりも高濃度の第二黒液（１０）と、低濃度の液体（１３）を発生させ、その後にプロセススチーム（１６）が前記低濃度液（１３）から製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、紙パルプの製造に関連して得られる黒液からプロセススチームを製
造する方法に関するものである。

【０００２】 （背景技術） 化学紙パルプを製造する際、通常は蒸解科学製品を再使用するため、回収され
る。これは普通、クラフト蒸解の場合は黒液と称される、使用された蒸解液を蒸
発させ、凝縮された使用済み蒸解液を、幾つかの型式の回収ボイラーまたはガス
化システムへ送ることによって、行われる。この前に黒液のエンタルピーの少な
くとも幾分かを、例えば一個以上の膨張蒸発ユニットにおける膨張蒸発、すなわ
ちフラッシングの際に、使用することができ、また通常利用される。膨張蒸発ユ
ニットから、入ってくる黒液の濃度よりも、高い濃度の黒液と、スチーム紙パル
プの製造時に所望の場所で使用することができるスチームが生じる。その様なス
チームは従来、例えば原量を含むセルロース、例えばチップを前処理するため、
セルロースを熱するため、そしてチップの内部のキャビティに入ったガスを排出
するために使用される。しかしスチームが相当量の凝縮不可能なガス類（gases
）、すなわち硫化水素、メチルメルカプタン、硫化ジメチル及びジメチルジスル
ヒド（dimethyl disulphide）を、また例えばメタノール及びテルビンを含む。
これらのガスの混合物は、爆発しやすいが、それがスチームとともに存在する限
り、爆発する危険性はない。しかしここに記載されたガスを含んだスチームが、
例えばチップビンにおいて向流方法により、冷たいチップに接触させられると、
スチームが凝縮し且つ、ガスがチップビンの頂部に蓄積される。旧式のシステム
において、ガスは簡単に空気中に出され、従ってその空気中の濃度が、爆発下限
（LEL）よりも低くくなるように希釈されて、それにより爆発の危険性をなくし
ていた。しかし環境的な制限により、多数のパルプ粉砕機が今日、LELよりも低
い濃度でガスを燃やすため、ガスを収集し始めている。しかし例えばチップビン
の頂部では、濃度が明らかに爆発が起きるLELの上の値に達し得る。従って、チ
ップビンあるいは他の場所で蓄積されるガスの取り扱いに問題が生じている。

【０００３】 スウェーデン国特許出願SE-A-9703680-0により、黒液からの熱を使用して、相
対的に低いエンタルピーの凝縮不可能なガス類で、比較的きれいなスチームを、
製造する方法が知られている。黒液は、その方法により、膨張蒸発されないが、
代わりに熱が間接的に、熱交換器内の比較的きれいな液体を熱して、蒸発させる
。形成されるスチームは、凝縮不可能なガス類を含まないか、少量だけ含んでお
り、爆発ガスが蓄積する危険性なく、チップをスチームむしするために使用する
ことができる。またいくらかの黒液を、蒸発させるため熱交換器に案内すること
ができることも記載されており、熱交換器はいわゆる、きれいではないが、やは
り通常の膨張爆発蒸発によるスチームよりも、低い濃度の凝縮不可能なガス類を
有するスチームを生じさせる。

【０００４】 本発明によって、黒液からのプロセススチームを製造する方法を達成し、それ
によって、スチームが本質的に凝縮不可能なガス類（硫化水素、メチルメルカプ
タン、硫化ジメチル及びジメチルジスルヒド）のような不純物から本質的に除か
れ、テルペンチンの回収が改善される。好ましくはプロセススチームが、紙パル
プの製造時に原料を含むセルローズを前処理するために使用される。

【０００５】 これは、本発明によると、第一黒液を処理して、前記第一黒液よりも高濃度の
第二黒液と、低濃度の液体を発生させ、その後、前記プロセススチームを前記低
濃度液体から製造することによって達成される。第二黒液の“高濃縮”が、基本
的にリグニン、セミセルロース等のような有機化合物の含有量に関連し、低濃度
の液体の“低濃度”は、凝縮不可能なガス類及びテルペンチンの含有量に関連す
ることは、明かであるが、とはいえ勿論、有機化合物の濃度もこの液体では低い
。

【０００６】 （発明の開示） 本発明の一つの特徴によると、前記第一黒液が第一蒸発ステップにおいて蒸発
されて、高濃度の第二黒液と、第一スチームをもたらし、第一スチームは凝縮不
可能なガス類とテルペンチンから成っており、その後に次のステップにおいて、
前記第一スチームが第一凝縮ステップにおいて部分的に凝縮され、すなわち第一
凝縮液にされて、その第一凝縮液は、その次に第二蒸発ステップにおいて、蒸発
させられ、前記プロセススチームをもたらす。

【０００７】 本発明の別の特徴によると、前記第一凝縮ステップからの残留ガスが、第二凝
縮ステップにおいて、少なくとも部分的に凝縮され、その第二凝縮ステップが、
僅かな真空状態、好ましくは0.70〜0.99 bar（abs）、より好ましくは0.80〜0.9
5 bar（abs）で作用し、第二凝縮液を含むテルペンチンと、凝縮不可能なガス類
から成る気相（gas phase）を発生させる。第二凝縮液を含むテルペンチンが、
テルペルチンデカンターへ送られ、水から分離される。気相は、小容積で高濃度
（LVHC）であり、それは濃度が爆発上限（UEL、普通は約50〜80％の濃度に制限
）の上であり、従ってガスが爆発の危険性なしで燃えることができる。

【０００８】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明による主要な利点は、黒液による熱を、相対的にテルペンチン及び凝縮
不可能なガス類から分かれたスチームを作り出するため、使用できることである
。黒液は好ましくは、膨張蒸発され、それは一般的であるが、紙パルプ製造工程
に使用される前に、気化スチームが、好ましくは凝縮と凝縮液からスチームを再
形成することによって、好ましくないガスから分けられる。更なる利点は、テル
ペンチン回収が本発明によって改善されることである。また、これによってその
方法を、広葉樹よりもテルペンチン含有量が高い針葉樹に関する、針葉樹のシス
テムに特に適するようにする。

【０００９】 本発明のまた更なる特徴は、以下の詳細な記載及び、従属の請求項から容易に
理解されるであろう。

【００１０】 図１を参照して、符号１は連続動作チップビンを示しており、それは勿論、知
られているものと別のまたは、未だ知られていない形態であろう。チップが、ス
クリューフィーダーを介して、頂部２においてチップビンに入って、従来から知
られている方法により、例えばバッチ蒸解システムまたは、化学パルプを製造す
る一個または二個の容器連続蒸解システムにおいて、更に処理するため、チップ
ビンの底部３で出される。チップビンの下部における普通のレベル、スチーム用
の多数のインレット５が設けられており、図示の実施例ではチップビンの周囲を
取り囲んでいる。チップビン１は、スチームによって熱せられ、それによってス
チームが凝縮する。スチーム内に存在する凝縮不可能なガス類またはメタノール
のどれも、アウトレット４を介してビン１の頂部に出る。本発明によると、アウ
トレット４を介してビンを出るガスが、大容積、低濃度（HVLC）であり、充分に
低い、好ましくは爆発下限（LEL、通常約2％で限界）の25％以下である。出るこ
とができた汚染物質は主にメタノールを構成し、それは洗浄ステップ（図示せず
）へ案内され得２３、それによってこの方法によるシステムが、高価で、過去の
出来事による弱ガス（weak gas）の複雑な灰化の代わりに使用され得る。任意に
多量の汚染化合物及び周囲の状況の要求により、４または２３におけるガスは、
直接周囲に出すことができる。またチップビン１は、その下部に脱気アウトレッ
ト２４を配置している。またアウトレット２４は、温度が約95℃よりも低い時、
空気がアウトレットを介して出ないようにするため、制御して閉じられる弁２５
も具備している。

【００１１】 そしてチップビンに案内されてプロセススチームの製造を始めると、熱消費蒸
解液、すなわち黒液８が典型的に約150〜160℃の温度で、蒸解プロセス（図示せ
ず）により抽出され、一定量のその熱容量が、間接熱交換機６において低温の液
体９を熱するために使用される。熱交換機では、好ましくは液体９が熱せられて
、黒液８の温度以下の約10℃である出液１４の温度に影響する。熱交換機のアウ
トレットから、製品に依存する約10〜20barの圧力と、好ましくは少なくとも140
℃の温度を維持する黒液が、膨張蒸発ユニット７へ案内され、そこで圧力が気圧
よりも僅か上、好ましくは約1.0〜2bar（abs）、より好ましくは約1.1〜1.5bar
（abs）軽減される。この膨張蒸発ステップによって、ユニットの底部にある黒
液１０が、蒸発ユニット７に流入する黒液よりも、高い濃縮を達成する。好まし
くは黒液１０は、実質的に化学回収のために処理するため、更に蒸発される。凝
縮不可能なガス類、テルペンチン及びメタノールから成るスチーム１１は、蒸発
ユニット７の頂部に出て、第一凝縮器における第一凝縮ステップ１２に案内され
る。第一凝縮器１２が作動して、100℃に近い、好ましくは90〜99℃、更に好適
には95〜98℃の温度で、第一凝縮液１３を発生させる。過冷せずに、凝縮のみに
よって、テルペンチンが効果的に水から分離される。100℃よりも僅かに低い凝
縮液は、少量のテルペンチンを含むかまたは。それなしであることは明らかであ
る。従って第一凝縮液１３は、本質的にテルペンチン及び凝縮不可能なガス類か
ら分かれて、前記熱交換機６において熱せられる液体９の少なくとも一部を構成
する。熱せられた後、第一凝縮液は、第二膨張蒸発ユニット１５における第二膨
張蒸発ステップへ導かれ、そこで気化されて、比較的きれいなプロセススチーム
１６を製造する。そのスチームはパルプミルのどの箇所でも、好ましくはチップ
のスチームむしのために使用され得る。膨張蒸発ユニット１５では、圧力解放が
できるだけ大きくなり、スチーム１６における圧力を約1.1〜1.5bar（abs）、好
ましくは1.3〜1.5bar（abs）に維持し、パルプミルの任意の箇所においてスチー
ムを案内する推進力を作る。スチーム１６の温度は、その圧力に相当する。第二
膨張蒸発ステップからの残留液１７は、熱交換機６における 直接加熱の上流で、前記第一凝縮液１３と結合され得る。でなければ、もしテル
ペンチンまたは他の望ましくない化合物の濃度が、好ましくないほど高いと、そ
れがユニット７において膨張蒸発される前に、黒液８と結合され得る（図示せず
）。

【００１２】 第一凝縮ステップ１２において凝縮されないガス１８は、第二凝縮器における
第二凝縮ステップ１９に案内される。この第二凝縮ステップ１９は、僅かな真空
状態、好ましくは0.7〜0.99bar（abs）及び更に好適には0.8〜0.95bar（abs）で
作用して、第二凝縮液２０を含むテルペンチンと、凝縮不可能なガス類から成る
気相２１をもたらす。第二凝縮液２０は、テルペンチンデカンターへ案内され、
水から分離され、その後、テルペンチンを販売し、一般的に使用することができ
る。第二凝縮ステップからの気相２１が、小容積、高濃度（LVHC）である。更に
それは、爆発上限（UEL）よりも上の濃度を有しており、ゆえに燃焼によって破
壊することができる。気相２１用の導管に接続されているスチーム放出装置２７
が、第二凝縮装置１９において真空を作り出すために使用される。また、ファン
または別の対応する機器を使用してもよい。ガスが、チップビンの排気アウトレ
ット２４から第二凝縮装置１９へ、案内される。既に記載したように、予防措置
がとられており（弁２５）、空気がこれらのガスに加わらないようにし、またそ
の空気は、別の方法で第二凝縮素ステップからの気相２１を希釈し得、濃度が爆
発上限よりも下にさがる。また、第二凝縮装置１９からの水を冷却するためのア
ウトレット２６が示されている（それに対応するインレットは示されていない）
。

【００１３】 また、その方法によるシステムは、凝縮液を抽出し、ミルにおいて別の目的の
ために使用される可能性を含んでいる。凝縮液は、第一凝縮装置１２から管路２
２を介して、及び／または第二膨張蒸発ユニット１５から管路２８を介して抽出
され得る。管路２８を介する抽出は、それによって蒸発ユニット１５における無
機化合物及び繊維が蓄積するのを避けるので、好ましい。

【００１４】 本発明による方法は、上記実施例に限定されるものではなく、請求の範囲内で
変形され得る。例えば第一黒液よりも低い濃度の液体が、凝縮によって生じさせ
られる膨張蒸発とは別の手段によって、形成され得る。また、製造されたプロセ
ススチームが、紙パルプの製造において別の目的に使用され得る。更に、図１に
示されているシステムは、熱交換器なしで動作し得、第一凝縮液は第二膨張蒸発
ステップへ直接案内され、第一黒液が第一膨張蒸発ステップへ直接案内される。

【００１５】 本発明による方法では、本質的に全てのテルペンチン及び凝縮不可能なガス類
が、製造されるプロセススチームから分離される。その方法によってメタノール
が分離される量を決定するため、計算が行われる。これらの計算の結果は、表１
に風乾パルプ1トン当たり何キログラム（kg per ton air dry pulp）かで表され
ている。

【００１６】 ここに示されているように、抽出による黒液において容量12kgの任意のメタノ
ールで、製造されるプロセススチーム１６が、単に2.5kg ptpのメタノールを含
む。従って、黒液におけるメタノールの75％以上が、本発明による方法により分
離される。それによって、プロセススチームがを生じさせるであろうメタノール
の量と比較して、もしそれが従来のように、黒液をすぐに膨張蒸発させることに
よって得られるとしても、4kg ptp（すなわち管路８のエタノールひく管路１０
のメタノール）である。従って、プロセススチームおけるメタノール容積は、従
来システムによるプロセススチームと比較して35％以上少ない、

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による連続動作チップビン

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4D076 AA01 BA08 BC01 BC30 EA05Y EA12Y EA14Y HA08 JA04 4L055 BC04 CC09 EA20 EA23 FA21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙パルプの製造に関連して得られる第一黒液（８）からプロ
   セススチームを製造する方法であり、前記第一黒液（８）を処理して、前記第一
   黒液よりも高濃度の第二黒液（１０）と、低濃度の液体（１３）を発生させ、そ
   の後にプロセススチーム（１６）が前記低濃度液（１３）から製造されることを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記第一黒液（８）が、第一蒸発ステップ（７）で蒸発され
   て、高濃度の第二黒液（１０）と、第一スチーム（１１）をもたらし、第一スチ
   ームは凝縮不可能なガス類及びテルペンチンから成り、 前記第一スチーム（１１）が、次のステップでは、第一凝縮ステップ（１２）に
   おいて凝縮されて、第一凝縮液（１３）を生じさせ、その第一凝縮液が次ぎに、
   第二蒸発ステップ（１５）において蒸発され、前記プロセススチーム（１６）を
   発生させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第一蒸発ステップ（７）が、膨張蒸発ステップとして作
   用することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第一凝集ステップ（１２）が作用して、100℃、好まし
   くは90〜99℃、更に好適には95〜98℃の前記第一凝縮液（１３）を発生させるこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第一凝縮液（１３）が、前記第二蒸発ステップ（１５）
   で蒸発される前に、前記第一黒液（８）によって、間接的に熱せられる（６）こ
   とを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記第二蒸発ステップ（１５）が、膨張蒸発ステップとして
   作用することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記第二蒸発ステップ（１５）からの残留液（１７）が、再
   利用されて、前記直接加熱（６）の上流で、前記第一凝縮液（１３）と結合する
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記第一凝縮ステップ（１２）からの残留ガス（１８）が、
   第二凝縮ステップで少なくとも部分的に凝縮され、その第二凝縮ステップが、僅
   かな真空状態、好ましくは0.7〜0.99bar（abs）、更に好適には0.8〜0.95bar（a
   bs）で、作用して、第二凝縮液（２０）を含むテルペンチン及び、凝縮不可能な
   ガス類から成る気相（２１）を生じさせることを特徴とする請求項２〜７のいず
   れか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記プロセススチーム（１６）を使用して、紙パルプの製造
   に関連する生の材料を含むセルロースを前処理することを特徴とする請求項１〜
   ８のいずれか一項に記載の方法。