JP2004190150A

JP2004190150A - Method for producing unbleached kraft pulp

Info

Publication number: JP2004190150A
Application number: JP2002356603A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shimizu; 正裕清水; Shoichi Miyawaki; 正一宮脇; Takeshi Iimori; 武志飯森
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-09
Also published as: JP4192584B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for efficiently carrying out preliminary permeation of a cooking liquor into wood chips in continuous cooking of kraft pulp as first problem to be solved and to improve cookability and pulp yield by preliminary permeation as a second problem. <P>SOLUTION: Wood chips are compressed before kraft cooking of the wood chips with a one-vessel type continuous digester or 2-vessel type continuous digester. In the compressed state or after releasing the pressure, wood chips are impregnated with the cooling liquor while swelling the wood chips. Thereby, even the interior of the wood chips can sufficiently be impregnated with the cooking liquor. As a result, cooking conditions of the succeeding continuous digester can be moderated. The cookability can be improved and unbleached pulp having a low Kappa number can be produced in high yield. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
広葉樹または針葉樹の木材チップからの未漂白クラフトパルプの製造方法であって、蒸解に先立ち、木材チップに蒸解液を予備浸透させ、蒸解性を改善し、パルプ収率を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルプの蒸解工程は、蒸解釜の中で木材チップに蒸解液を加え加熱し、脱リグニン反応を行わせ、繊維成分を分離する工程である。クラフト法による蒸解には、バッチ式と連続式があるが、近年はクラフトパルプ工場の大型化に伴い、また、省力、省エネルギーの点でも有利な連続蒸解釜が主流となっている。クラフトパルプの連続蒸解釜の主な型式は、カミヤ型、エスコ型、Ｍ＆Ｄ型などがあるが、中でも主なものはカミヤ型であり、国内の殆どのクラフトパルプ連続蒸解釜はカミヤ型である。
【０００３】
カミヤ式連続蒸解釜には、開発の歴史に従って、１ベッセル液相釜、１ベッセル気相／液相型、２ベッセル気相／液相型、２ベッセル液相型の主な４つの型式がある。これらの型式の蒸解システムでは、それぞれ、木材チップへの蒸解液の浸透を良くし、蒸解性を改善するための工夫がなされている。
【０００４】
木材チップへの蒸解液の浸透を良くするための装置として、まずスチーミングベッセルが挙げられる。木材チップはチップサイロよりチップビンに入り、チップ計量用コンベアスケールで計量され、低圧フィーダーによってスチーミングベッセルに連続的に送り込まれる。スチーミングベッセルはスクリューコンベア型の容器であり、ベッセル内へ蒸気が吹き込まれ、チップはスクリューでゆっくり移動し、この間に蒸気により加熱されチップ中の空気が追い出される。この脱気によりチップへの薬液の浸透が良くなると共に釜内でのチップの降下不良を防止する。この蒸気には生蒸気と抽出黒液のフラッシュ蒸気が使われ、加熱温度は１２０℃程度である。尚、近年、スチーミングを強化するために、チップビンでプレスチーミングする装置も開発されている（非特許文献１参照。）。
【０００５】
連続蒸解釜の内部にも勿論、蒸解液の木材チップへの浸透装置あるいは部位（ゾーン）が設けられている。スチーミングベッセルで予熱されたチップはチップシュート循環ポンプで循環液と共にチップシュ−トを経て高圧フィーダーに入る。続いて頂部循環ポンプにより釜頂部に流送される。１ベッセル液相型の場合、釜内は蒸解液で満たされており、チップは釜頂部より徐々に下降し、浸透ゾーン、蒸解ゾーン、洗浄ゾーンを経て、パルプの蒸解が行われる。１ベッセル気相／液相型の場合、釜頂部に気相部がある点が１ベッセル液相型と異なるが、以降の浸透ゾーン、蒸解ゾーン、洗浄ゾーンは同じである。２ベッセル型の場合、気相／液層型も液層型も、蒸解液の浸透時間が短という１ベッセル型の欠点を改善するために、蒸解釜の前に、高圧予備浸透ベッセルを備えたものである。この高圧予備浸透ベッセルは、１ベッセル液相釜と同様な構造である。浸透の通常の条件は、９ｋｇ／ｃｍ３の圧力下、蒸解温度よりも低い１２０〜１３０℃の温度で、滞留時間３０〜４０分間の処理である。この予備浸透を終えたチップは、蒸解釜へ送られ、前記のように浸透ゾーン、蒸解ゾーン、洗浄ゾーンを経て、蒸解が行われる（非特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、限られた森林資源の中で木材を有効に活用するために、近年は、蒸解薬液の浸透が不良である、いわゆる難蒸解性の木材チップの使用量が増え、難蒸解性チップ材単独あるいは難蒸解性材を高配合したチップ材からパルプを製造することが多くなって来ている。したがって、前述した蒸解液浸透装置や部位などのみでは、蒸解性不良となり、蒸解後の未漂白パルプのカッパー価が高くなり、後続の漂白工程における漂白薬品の消費量が増大したり、あるいは漂白パルプの白色度が低下するなどの問題が起きている。また、この問題の対策として、蒸解時に添加する活性アルカリ量を増やすと、未漂白パルプのカッパーの増大を防止できるが、セルロースの分解反応も促進されるため、未漂白パルプの粘度や収率が低下するという問題がある。この問題は、易蒸解性材と難蒸解性材とを混合蒸解する場合に特に深刻となる。
【０００７】
クラフト蒸解におけるチップ材への蒸解液の浸透改善を目的とした、他の従来の技術としては、例えば、浸透段階専用釜を備えた連続式蒸解釜による蒸解において、木材チップを回転胴部を有する浸透段階専用釜内に入れ、連続的に通過させ、この間、有効アルカリ添加率を１０．０％以上１４．０％以下とし、液比を０．７１Ｌ／ｋｇ以上３．０Ｌ／ｋｇ以下として蒸解液を浸透させた後、連続蒸解釜で蒸解する技術が示されている（特許文献１参照。）。また、クラフトパルプの強度特性の改良に関して、従来の浸透法の代わりに低温浸漬浸透法を用いることが開示されている（特許文献２参照。）。この低温浸漬浸透法は、スチーム処理後の木材チップを浸漬槽を用いて、温度約８０〜１１０℃、時間０．５〜７２時間、圧力約０〜１５ハ゛ールでアルカリ液に浸漬し、木材を少なくとも約８％溶解し、またリグニンをすくなくとも約１５％溶解するものであり、次いで木材チップを蒸解温度１４５〜１８０℃へ上げて蒸解する。
【０００８】
【非特許文献１】
「紙パルプ製造技術シリーズ▲１▼クラフトパルプ」紙パルプ技術協会編集、１９９６年４月２５日、ｐ．５４〜６８
【特許文献１】
特開平７−３２４２９１号公報
【特許文献２】
特開平９−３７８７号公報
【０００９】
以上記載した木材チップへの蒸解液の浸透改善を目的とした従来の技術では、蒸解液の木材チップへの浸透は、チップ内部への蒸解液の拡散メカニズムによるため、チップ内部まで完全に蒸解液を浸透するには長時間を必要とする。従って、浸透装置や浸透部位では、チップと蒸解液とを十分な時間滞留させることが必要である。このため、浸透装置や浸透部位の容積が大きなものとなり、その投資コストは多額となってしまう。以上のように、木材チップへ蒸解液を効率良く十分に浸透させることができる技術の開発が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明が解決しようとする第１課題は、クラフトパルプの連続蒸解において木材チップへの蒸解液の予備浸透を十分に、且つ、効率良く行える技術の提供にあり、第２の課題は、本願発明の予備浸透により、蒸解性を改善し、パルプ収率を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
１ベッセル型連続蒸解釜あるいは２ベッセル型連続蒸解釜による木材チップのクラフト蒸解に先立ち、木材チップを圧縮し、圧縮した状態または圧解放後に、木材チップを膨潤させながら、蒸解液を含浸させることにより、木材チップ内部まで十分に蒸解液を含浸でき、これにより後続の連続蒸解釜の蒸解条件を緩和でき、低カッパー価の未漂白パルプを高収率で製造することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本願発明に適用できる木材チップは、広葉樹または針葉樹の木材チップである。蒸解性が通常レベル〜易レベルの木材チップを処理しても本願発明の効果は得られるが、特に難蒸解性の木材チップの単独品または該難蒸解性木材チップを高配合した混合材チップに本願発明の技術を適用すると、その効果が大きい。
【００１３】
木材チップは、チップヤードあるいはチップサイロからコンベアで運ばれ、チップ篩別機に入り、微小サイズのチップやチップダストが除去され、更には粗大なチップが除かれ、チップサイズが整えられる。次いで、チップはチップビンに入る。一旦チップビンに貯えられたチップは、チップメーターで計量され低圧フィーダーによってスチーミングベッセルに送り込まれる。スチーミングベッセルでは容器内のスクリューコンベアでチップが移動する間に、蒸気を吹き込み、蒸気による加熱でチップ中の空気を追い出す。この脱気によりチップへの蒸解液の浸透が更に良くなる。本発明の蒸解液を含浸させる工程は、このスチーミングベッセルの前または後に設置できるが、スチーミングベッセル後のほうが蒸気加熱によりチップが柔軟化されるので本願発明のチップの圧縮も容易となる利点もある。使用する蒸気は生蒸気でも良いし、抽出黒液のフラッシュ蒸気でも良い。このスチーミングベッセルによる処理の条件は通常の公知の条件で行われる。スチーミングベッセルによる蒸気加熱を組み込むことが好ましいが、このスチーミングベッセルを省略することも可能である。
【００１４】
本発明のチップへの蒸解液の含浸方法について説明する。チップは圧縮機またはスクリューフィーダーにかけられる。この圧縮機またはスクリューフィーダーはチップを圧縮できる装置であれば特に制限はないが、アンドリッツ社（Ａｎｄｒｉｔｚ社）のインプレッサファイナー（ｉｍｐｒｅｓｓａｆｉｎｅｒ）やバルメット社（Ｖａｌｍｅｔ社）のプレックススクリュー（Ｐｒｅｘｓｃｒｅｗ）が好適に用いられる。圧縮機では、チップの圧縮によってチップ中の気泡を追い出した後、圧解放時のチップの復元力を利用し、蒸解液をチップ内部まで浸透させる。蒸解液はチップの圧縮前または圧縮時に添加する。また、スクリューフィーダーを用いる場合、スクリューのピッチ間隔が出口に向かって徐々に狭くなるタイプが好ましい。スクリューフィーダーに蒸解液を充たし、これにチップを搬入し、これを押し出すことにより、チップは蒸解液に浸った状態でスクリューピッチ幅が狭い部分で押しつぶされ、出口から排出され、圧力が解放される。この時のチップの復元力で蒸解液がチップ内部まで浸透する。
【００１５】
木材チップの圧縮比は、圧縮前容積：圧縮後容積＝２：１〜４：１が好ましい。圧縮比が２：１に満たない場合、チップ内部への蒸解液の含浸が不十分となる。また、４：１を超える圧縮比を得るには大きな圧縮動力を必要とするので困難であると同時に、木材組織が著しく破壊され微細分化されるため、アルカリ可溶性物質の除去率は著しく向上するが、蒸解釜への移動が困難となるだけではなく、パルプ収率およびパルプ強度の低下を引き起こす。
【００１６】
チップに含浸させる蒸解液は、クラフト蒸解法で使用される白液であれば良く、特に限定はない。白液の主成分は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムであり、その他の成分として、ポリサルファイド蒸解で使用する多硫化ナトリウムや、キノン系物質を含有していても良い。ポリファルファイド蒸解に本発明を適用すると、蒸解性改善やパルプ収率向上などの効果が特に大きい。
【００１７】
使用するポリファルファイドの製造方法には、特に限定はなく、本願発明で使用できる。ポリファルファイドの製造方法には、まず、撥水処理した粒状活性炭を触媒にして蒸解液を空気酸化するＭＯＸＹ法あるいはこれに類似した方法（例えば、特公昭５０−４０３９５号公報、特開昭６１−２５７２３８号公報、特開昭６１−２５９７５４号公報など）を挙げることができる。この方法では、ポリファルファイドは、蒸解液中の硫化ナトリウムから生成する。また、硫化物イオンを含むアルカリ性蒸解液を電気分解にかけ、チオ硫酸の副生を極めて少なくして高濃度のポリサルファイドを製造する方法（例えば、ＰＣＴ国際公開ＷＯ０９５／００７０１号，ＷＯ９７／００７１号、特開平１１−３４３１０６号公報、特開２０００−２４７６１１号公報、特願２０００−２４７６１２号公報など）がある。また、硫化ナトリウムを含有する蒸解液の分子状硫黄を溶解する方法もある。
【００１８】
キノン系物質は、キノン化合物、ヒドロヒノン化合物、またはこれらの前駆体である。キノン化合物としては、例えば、アントラキノン、ジヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロアントラキノン）、テトラヒドロアントラキノン（例えば、１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、１，２，３，４−テトラヒドロアントラキノン）、メチルアントラキノン（例えば、１−メチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン）、メチルジヒドロアントラキノン（２−メチル−１，４−ジヒドロアントラキノン）、メチルテトラヒドロアントラキノン（例えば、１−メチルー１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン、２−メチル−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロアントラキノン）などを挙げることができる。ヒドロキノン化合物としては、アントラヒドロキノン（一般に、９，１０−ジヒドロキシアントラセン）、メチルアントラヒドロキノン（例えば、２−メチルアントラヒドロキノン）、ジヒドロアントラヒドロアントラキノン（例えば、１，４−ジヒドロー９，１０−ジヒドロキシアントラセン）またはそのアルカリ金属塩など（例えば、アントラヒドロキノンのジナトリウム塩、１，４−ジヒドロー９，１０−ジヒドロキシアントラセンのジナトリウム塩）などを挙げることができる。また、前駆体としては、アントロン、アントラノール、メチルアントロン、メチルアントラノールなどが挙げられる。
【００１９】
本願発明の蒸解液の含浸を終えたチップは、引き続き、高圧フィーダーにより連続蒸解釜へ送られる。連続蒸解釜では、１ベッセル液相型、１ベッセル気相／液相型、２ベッセル気相／液相型、２ベッセル液相型のいずれか一つの連続蒸解釜で公知の条件で浸透、蒸解、洗浄などの処理を施し、未漂白クラフトパルプを製造する。２ベッセル型連続蒸解釜の高圧予備浸透ベッセルでは、通常の浸透条件として、例えば、９〜１１ｋｇ／ｃｍ３の圧力下、蒸解温度よりも低い１１０〜１３０℃の温度で、滞留時間３０〜５０分間の処理を挙げることができる。１ベッセル型連続蒸解釜または１ベッセル型連続蒸解釜の木釜では、通常の蒸解条件として、例えば、広葉樹材では、温度１３５〜１８０℃、時間４〜６時間、Ｈファクター３００〜１，０００の蒸解処理を挙げることができる。
【００２０】
また、クラフト蒸解法の変法として、ＭＣＣ、ＥＭＣＣ、Ｌｏ−ｓｏｌｉｄｓ、ＩＴＣなどの修正法による蒸解も公知の条件で適用できる。
【００２１】
クラフト蒸解を終了した未晒しクラフトパルプのカッパー価は、広葉樹では１４〜２２にすることが好ましく、１５〜１８が更に好ましい。また、針葉樹では２２〜３２にすることが好ましく、２４〜２８が更に好ましい。
【００２２】
【実施例】
次に実施例に基づき、本願発明を更に詳細に説明するが、本願発明はこれらに限定されるものではない。浸透用装置、チップの調整方法、蒸解液組成を以下に示す。
▲１▼チップへの浸透用装置：プレス圧力を調節できるプレス機を用いた。
▲２▼チップの調整方法：オーストラリア産のユーカリ材チップを３０ｍｍ角、２０ｍｍ角の篩を用いて篩い分け、この内の３０ｍｍ角パス〜２０ｍｍ角オンのチップを使用した。
▲３▼蒸解方法：バッチ式回転型蒸解釜を用いた。
▲４▼パルプ収率、粕率の測定：パルプ収率は６カットのフラットスクリーンを通過したものをパルプ重量（Ａ）と、通過しなかったパルプ重量（Ｂ）から次式で計算した。
パルプ収率＝１００×Ａ／（Ａ＋Ｂ）
粕率＝１００×Ｂ／（Ａ＋Ｂ）
【００２３】
【実施例１】
絶乾重量３００ｇのチップをステンレス製バットに敷き、アルカリ濃度１００ｇ／ｌ、硫化度３０％の組成の蒸解液を１，０００ｍｌ（液比＝３．３１ｌ／ｋｇ）加え、これをプレス機にセットし、プレス圧１０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５秒間プレスした。圧縮比＝２：１。この後、プレス圧解放後、３０秒間静置した。このプレス−プレス解放−静置を３回繰り返した。この処理でチップに浸透した蒸解液の容積を測定し、測定値から活性アルカリ添加率を計算した（活性アルカリ添加率Ａ％）。このチップを蒸解釜に入れ、絶乾燥チップあたりの活性アルカリ添加率５、８、１０％となるように更に蒸解液を添加した（活性アルカリ添加率Ｂ％）。これに水を加えて液比＝２．５１とし、１６０℃、９０分間蒸解した。Ｈファクターは７００。蒸解後、カッパー価、パルプ収率、粕率を測定した。結果を表１に示す。活性アルカリ添加率とカッパー価に関係を図１−１に、カッパー価とパルプ収率の関係を図１−２に、カッパー価と粕率の関係を図１−３に示す。
【００２４】
【比較例１】
チップへの蒸解液の浸透処理を行わず、蒸解時の活性アルカリ添加率を１５、１７、２０％とした以外は、実施例１と同様に処理し、得られたパルプのカッパー価、パルプ収率、粕率を測定した。結果を表１、図１−１〜図１−３に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
図１−１の結果から、実施例１で得られる未漂白クラフトパルプのカッパー価を、同一活性アルカリ添加率（Ａ＋Ｂ）で比較例１と比較すると、カッパーが大きく低下していることから、本発明の浸透処理により脱リグニンが促進されていることがわかる。図１−２の結果から、同一カッパー価でのパルプ収率を比較すると、実施例１のほうが比較例１よりも収率が高い。図１−３の結果から、同一カッパー価で粕率を比較すると、実施例１と比較例１で差はない。
【００２７】
【実施例２】
蒸解液を活性アルカリ濃度１００ｇ／ｌ、硫化度３０％、ポリサルファイドサルファー濃度５ｇ／ｌのポリサルファイド蒸解液とした以外は実施例１と同様な処理を行った。得られたパルプのカッパー価、パルプ収率、粕率を測定した。結果を表２、活性アルカリ添加率とカッパー価に関係を図２−１に、カッパー価とパルプ収率の関係を図２−２に、カッパー価と粕率の関係を図２−３に示す。
【００２８】
【比較例２】
蒸解液を活性アルカリ濃度１００ｇ／ｌ、硫化度３０％、ポリサルファイドサルファー濃度５ｇ／ｌのポリサルファイド蒸解液とした以外は比較例１と同様な処理を行った。得られたパルプのカッパー価、パルプ収率、粕率を測定した。結果を表２、図２−１〜図２−３に示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
図２−１の結果から、実施例１で得られる未漂白クラフトパルプのカッパー価を、同一活性アルカリ添加率（Ａ＋Ｂ）で比較例１と比較すると、カッパーが大きく低下していることから、本発明の浸透処理により脱リグニンが促進されていることがわかる。図２−２の結果から、同一カッパー価でのパルプ収率を比較すると、実施例１のほうが比較例１よりも収率が高い。図２−３の結果から、同一カッパー価で粕率を比較すると、実施例１と比較例１で差はない。以上のように、ポリサルファイド蒸解法でもクラフトパルプ蒸解法と全く同様な効果が得られる。
【００３１】
【図１】

【００３２】
【図２】

【００３３】
【発明の効果】
１ベッセル型連続蒸解釜あるいは２ベッセル型連続蒸解釜による木材チップのクラフト蒸解に先立ち、木材チップを圧縮し、圧縮した状態または圧解放後に、木材チップを膨潤させながら、蒸解液を含浸させることにより、木材チップ内部まで十分に蒸解液を含浸でき、これにより後続の連続蒸解釜の蒸解条件を緩和でき、蒸解性を改善できると同時に、低カッパー価の未漂白パルプを高収率で製造することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
A method for producing unbleached kraft pulp from hardwood or coniferous wood chips, and relates to a technique for pre-permeating a wood chip with a cooking liquor prior to cooking, improving cooking properties, and improving pulp yield. .
[0002]
[Prior art]
The pulp digestion step is a step of adding a cooking liquor to wood chips in a digester, heating the mixture, causing a delignification reaction, and separating fiber components. There are a batch type and a continuous type in the digestion by the kraft method, but in recent years, with the enlargement of the kraft pulp mill, a continuous digester that is advantageous in terms of labor and energy saving has become mainstream. The main types of continuous kraft pulp digesters include the Kamiya type, Esco type, and M & D type. Among them, the main type is the Kamiya type, and most domestic kraft pulp continuous digesters are the Kamiya type.
[0003]
According to the history of development, there are four main types of Kamiya continuous digesters: 1 vessel liquid phase vessel, 1 vessel gas phase / liquid phase type, 2 vessel gas phase / liquid phase type, and 2 vessel liquid phase type. . Each of these types of digestion systems is devised to improve the penetration of the cooking liquor into the wood chips and to improve the digestibility.
[0004]
As a device for improving the penetration of the cooking liquor into wood chips, a steaming vessel is first mentioned. Wood chips enter a chip bin from a chip silo, are weighed on a chip weighing conveyor scale, and are continuously fed into a steaming vessel by a low-pressure feeder. The steaming vessel is a screw conveyor type container, in which steam is blown into the vessel, and the chips move slowly with a screw. During this time, the steam is heated and the air in the chips is expelled. This degassing improves the penetration of the chemical solution into the chips and prevents the chips from falling down in the kettle. Live steam and flash steam of extracted black liquor are used for this steam, and the heating temperature is about 120 ° C. In recent years, a device that performs pre-steaming with a chip bin has been developed to enhance steaming (see Non-Patent Document 1).
[0005]
Of course, a device or a zone (zone) for infiltrating the cooking liquid into the wood chips is provided inside the continuous digester. The chips preheated in the steaming vessel enter a high pressure feeder via a chip shoot with a circulating fluid by a chip chute circulation pump. Subsequently, the water is fed to the top of the kettle by the top circulation pump. In the case of the one-vessel liquid phase type, the inside of the kettle is filled with the cooking liquor, and the chips gradually descend from the top of the kettle, and the pulp is cooked through the infiltration zone, the cooking zone, and the washing zone. The one-vessel gas-phase / liquid-phase type differs from the one-vessel liquid-phase type in that there is a gas phase at the top of the kettle, but the subsequent infiltration zone, digestion zone, and washing zone are the same. In the case of the two-vessel type, both the gas-phase / liquid-layer type and the liquid-layer type are provided with a high-pressure pre-osmosis vessel in front of the digester in order to improve the disadvantage of the one-vessel type, in which the digestion liquid has a short permeation time. Things. This high-pressure pre-osmosis vessel has the same structure as the one-vessel liquid phase kettle. The usual conditions of infiltration are treatment at a pressure of 9 kg / cm3, a temperature of 120-130 [deg.] C. lower than the cooking temperature and a residence time of 30-40 minutes. The chips that have been subjected to the preliminary infiltration are sent to a digester, and are digested through the infiltration zone, the digestion zone, and the washing zone as described above (see Non-Patent Document 1).
[0006]
However, in order to make effective use of wood in limited forest resources, in recent years, the use of so-called refractory wood chips, which have poor penetration of cooking chemicals, has increased, Alternatively, pulp is increasingly produced from chip materials containing a high level of refractory materials. Therefore, only the above-described cooking liquid infiltration apparatus and parts, etc., cause poor digestibility, increase the kappa value of unbleached pulp after digestion, increase the consumption of bleaching chemicals in the subsequent bleaching process, or increase the amount of bleached pulp. There are problems such as a decrease in whiteness. As a countermeasure against this problem, increasing the amount of active alkali added at the time of cooking can prevent an increase in the copper content of the unbleached pulp.However, since the decomposition reaction of cellulose is promoted, the viscosity and yield of the unbleached pulp are reduced. There is a problem of lowering. This problem is particularly serious when the easily digestible material and the slightly digestible material are mixed and digested.
[0007]
Other conventional techniques aimed at improving the penetration of the cooking liquor into the chip material in kraft cooking include, for example, in a continuous digester equipped with a kettle dedicated to the infiltration stage, a wood chip having a rotating body. It is put into a dedicated kettle for the infiltration stage and passed continuously. During this time, the effective alkali addition rate is adjusted to 10.0% or more and 14.0% or less, and the liquid ratio is set to 0.71 L / kg or more and 3.0 L / kg or less. A technique in which a liquid is infiltrated and then digested in a continuous digester is disclosed (see Patent Document 1). Further, regarding improvement of the strength characteristics of kraft pulp, use of a low-temperature immersion infiltration method instead of the conventional infiltration method is disclosed (see Patent Document 2). In this low-temperature immersion infiltration method, the wood chips after the steam treatment are immersed in an alkaline solution at a temperature of about 80 to 110 ° C. for a time of 0.5 to 72 hours at a pressure of about 0 to 15 Pa using an immersion tank. It dissolves at least about 8% and at least about 15% lignin and then cooks the wood chips by raising the cooking temperature to 145-180 ° C.
[0008]
[Non-patent document 1]
"Paper Pulp Manufacturing Technology Series (1) Kraft Pulp", edited by the Japan Association of Paper and Pulp Technology, April 25, 1996, p. 54-68
[Patent Document 1]
JP-A-7-324291 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-3787
In the above-described conventional technique for improving the penetration of the cooking liquor into the wood chips, the cooking liquor penetrates into the wood chips by the mechanism of diffusion of the cooking liquor into the chips, so that the cooking liquor is completely introduced into the chips. It takes a long time to penetrate. Therefore, it is necessary to allow the chips and the cooking liquor to stay in the permeation device or permeation site for a sufficient time. For this reason, the volume of the permeation device and the permeation site becomes large, and the investment cost becomes large. As described above, there is a demand for the development of a technique that can efficiently and sufficiently penetrate a cooking liquor into wood chips.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
A first problem to be solved by the present invention is to provide a technique capable of sufficiently and efficiently preliminarily introducing a cooking liquor into wood chips in continuous cooking of kraft pulp, and a second problem is to provide a technique for the present invention. The purpose of the present invention is to improve the digestibility and improve the pulp yield by preliminary infiltration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Prior to kraft cooking of wood chips by a 1-vessel type continuous digester or a 2-vessel type continuous digester, the wood chips are compressed, and after the compressed or released pressure, the wood chips are swollen and impregnated with the cooking liquor. In addition, the inside of the wood chips can be sufficiently impregnated with the cooking liquor, whereby the cooking conditions of the subsequent continuous digester can be relaxed, and low-kappa number unbleached pulp can be produced in high yield.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Wood chips applicable to the present invention are hardwood or coniferous wood chips. Although the effects of the present invention can be obtained by treating wood chips having a digestibility of a normal level to an easy level, the present invention is particularly applicable to a single product of a hardly digestible wood chip or a mixed material chip in which the hardly digestible wood chip is highly blended. When the technology of the present invention is applied, the effect is large.
[0013]
The wood chips are conveyed from a chip yard or a chip silo by a conveyor and enter a chip sieving machine, where small-sized chips and chip dust are removed, and coarse chips are removed and the chip size is adjusted. The chips then enter the chip bin. The chips once stored in the chip bin are measured by a chip meter and sent to a steaming vessel by a low-pressure feeder. In the steaming vessel, steam is blown while chips are moved by the screw conveyor in the container, and air in the chips is expelled by heating with the steam. This deaeration further improves the penetration of the cooking liquor into the chips. The step of impregnating the cooking liquor of the present invention can be installed before or after the steaming vessel. However, since the chips are softened by steam heating after the steaming vessel, the chip of the present invention can be easily compressed. There is also. The steam used may be live steam or flash steam of the extracted black liquor. The conditions for the processing by the steaming vessel are performed under ordinary known conditions. It is preferred to incorporate steam heating by a steaming vessel, but it is also possible to omit this steaming vessel.
[0014]
The method of impregnating the chips with the cooking liquor of the present invention will be described. The chips are placed in a compressor or a screw feeder. The compressor or screw feeder is not particularly limited as long as it can compress the chips, and is preferably an imprezafiner of Andritz or a plex screw of Valmet. Used for In the compressor, the bubbles in the chips are expelled by compressing the chips, and then the cooking liquor penetrates into the chips by utilizing the restoring force of the chips when the pressure is released. The cooking liquor is added before or during compression of the chips. When a screw feeder is used, a type in which the pitch interval of the screws gradually narrows toward the outlet is preferable. Filling the screw feeder with cooking liquor, loading chips into it, and extruding it, the chips are crushed at the narrow screw pitch width while immersed in the cooking liquor, discharged from the outlet, and the pressure is released. . At this time, the cooking liquor penetrates into the inside of the chip by the restoring force of the chip.
[0015]
The compression ratio of the wood chips is preferably volume before compression: volume after compression = 2: 1 to 4: 1. When the compression ratio is less than 2: 1, the impregnation of the cooking liquor inside the chips is insufficient. Further, it is difficult to obtain a compression ratio exceeding 4: 1 because a large compression power is required, and at the same time, the wood structure is remarkably destroyed and finely differentiated. This not only makes it difficult to transfer to the digester, but also causes a decrease in pulp yield and pulp strength.
[0016]
The cooking liquor to be impregnated into the chips may be any white liquor used in the kraft cooking method, and is not particularly limited. The main components of the white liquor are sodium hydroxide and sodium sulfide, and other components may include sodium polysulfide used in polysulfide digestion and quinone-based substances. When the present invention is applied to polyfalfied digestion, effects such as improvement in digestibility and improvement in pulp yield are particularly large.
[0017]
There is no particular limitation on the method for producing polyfalsulfide to be used, and it can be used in the present invention. The method for producing polyfalfide includes a MOXY method in which the digestion liquor is air-oxidized using water-repellent granular activated carbon as a catalyst or a method similar thereto (for example, Japanese Patent Publication No. 50-40395, Japanese Patent Application Laid-Open No. -257238, JP-A-61-259754, etc.). In this method, polyfalsulfide is formed from sodium sulfide in the cooking liquor. Also, a method of producing a high-concentration polysulfide by subjecting an alkaline cooking liquor containing sulfide ions to electrolysis to minimize by-products of thiosulfuric acid (for example, PCT International Publication Nos. WO095 / 00701, WO97 / 0071, JP-A-11-343106, JP-A-2000-247611, Japanese Patent Application No. 2000-247612, and the like. There is also a method of dissolving molecular sulfur in a cooking liquor containing sodium sulfide.
[0018]
The quinone-based substance is a quinone compound, a hydrohinone compound, or a precursor thereof. Examples of the quinone compound include anthraquinone, dihydroanthraquinone (for example, 1,4-dihydroanthraquinone), tetrahydroanthraquinone (for example, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone, 1,2,3,4-tetrahydroanthraquinone), Methylanthraquinone (eg, 1-methylanthraquinone, 2-methylanthraquinone), methyldihydroanthraquinone (2-methyl-1,4-dihydroanthraquinone), methyltetrahydroanthraquinone (eg, 1-methyl-1,4,4a, 9a-tetrahydro) Anthraquinone, 2-methyl-1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone) and the like. Examples of the hydroquinone compound include anthrahydroquinone (generally 9,10-dihydroxyanthracene), methylanthrahydroquinone (for example, 2-methylanthrahydroquinone), and dihydroanthrahydroanthraquinone (for example, 1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene). Or alkali metal salts thereof (e.g., disodium salt of anthrahydroquinone and disodium salt of 1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene). Examples of the precursor include anthrone, anthranol, methylanthrone, and methylanthranol.
[0019]
The chips which have been impregnated with the cooking liquor of the present invention are subsequently sent to a continuous digester by a high-pressure feeder. In a continuous digester, permeation and digestion are performed in a continuous digester of any one of a 1-vessel liquid type, a 1-vessel vapor / liquid type, a 2-vessel vapor / liquid type, and a 2-vessel liquid phase under known conditions. To produce unbleached kraft pulp. In a high-pressure pre-osmosis vessel of a 2-vessel type continuous digester, as a normal infiltration condition, for example, at a pressure of 9 to 11 kg / cm 3, a temperature of 110 to 130 ° C. lower than the digestion temperature, and a residence time of 30 to 50 minutes Processing can be mentioned. In a 1-vessel type continuous digester or a wooden vessel in a 1-vessel type continuous digester, as a normal digestion condition, for example, in the case of hardwood, the temperature is 135 to 180 ° C., the time is 4 to 6 hours, and the H factor is 300 to 1,000. Cooking treatment can be mentioned.
[0020]
Further, as a modification of the kraft cooking method, cooking by a modification method such as MCC, EMCC, Lo-solids, and ITC can be applied under known conditions.
[0021]
The kappa number of the unbleached kraft pulp after the completion of the kraft cooking is preferably from 14 to 22 for hardwood, and more preferably from 15 to 18. For softwoods, it is preferably 22 to 32, and more preferably 24 to 28.
[0022]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. The apparatus for infiltration, the method for adjusting the chips, and the composition of the cooking liquor are shown below.
{Circle around (1)} Device for infiltrating chips: A press machine capable of adjusting the press pressure was used.
{Circle around (2)} Method for adjusting chips: Australian eucalyptus wood chips were sieved using a 30 mm square or 20 mm square sieve, and a 30 mm square pass to 20 mm square on chip was used.
(3) Cooking method: A batch-type rotary digester was used.
{Circle around (4)} Measurement of pulp yield and cake ratio: The pulp yield was calculated from the pulp weight (A) that passed through a 6-cut flat screen and the pulp weight (B) that did not pass through the following equation.
Pulp yield = 100 × A / (A + B)
Cake ratio = 100 x B / (A + B)
[0023]
Embodiment 1
A chip having an absolute dry weight of 300 g is spread on a stainless steel vat, and 1,000 ml of a cooking liquor having an alkali concentration of 100 g / l and a sulphidity of 30% is added (liquid ratio = 3.31 l / kg), and this is set in a press machine. Then, pressing was performed at a pressing pressure of 10 kgf / cm ² for 5 seconds. Compression ratio = 2: 1. Then, after releasing the press pressure, it was left still for 30 seconds. This press-press release-standing was repeated three times. The volume of the cooking liquor permeated into the chips in this treatment was measured, and the active alkali addition rate was calculated from the measured values (active alkali addition rate A%). The chips were placed in a digester, and a cooking liquor was further added so that the active alkali addition rate per absolutely dried chips was 5, 8, and 10% (active alkali addition rate B%). Water was added thereto to adjust the liquid ratio to 2.51, and the mixture was digested at 160 ° C. for 90 minutes. H factor is 700. After cooking, kappa number, pulp yield, and lees percentage were measured. Table 1 shows the results. FIG. 1-1 shows the relationship between the active alkali addition rate and the kappa number, FIG. 1-2 shows the relationship between the kappa number and the pulp yield, and FIG. 1-3 shows the relationship between the kappa number and the lees rate.
[0024]
[Comparative Example 1]
The pulp obtained was treated in the same manner as in Example 1 except that the cooking liquid was not infiltrated into the chips and the active alkali addition rate during the cooking was changed to 15, 17, and 20%. The rate and the lees rate were measured. The results are shown in Table 1 and FIGS.
[0025]
[Table 1]

[0026]
From the results of FIG. 1-1, when the kappa number of the unbleached kraft pulp obtained in Example 1 is compared with Comparative Example 1 at the same active alkali addition rate (A + B), the kappa value is greatly reduced. It can be seen that delignification is promoted by the infiltration treatment of the present invention. When comparing the pulp yields at the same kappa number from the results in FIG. 1-2, the yield of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1. From the results of FIGS. 1-3, when comparing the lees rates with the same kappa number, there is no difference between Example 1 and Comparative Example 1.
[0027]
Embodiment 2
The same treatment as in Example 1 was performed except that the cooking liquor was a polysulfide cooking liquor having an active alkali concentration of 100 g / l, a sulfuration degree of 30%, and a polysulfide sulfur concentration of 5 g / l. The kappa number, pulp yield and lees rate of the obtained pulp were measured. The results are shown in Table 2, the relationship between the active alkali addition rate and the kappa number is shown in FIG. 2-1, the relationship between the kappa number and the pulp yield is shown in FIG. 2-2, and the relationship between the kappa number and the cake ratio is shown in FIG. .
[0028]
[Comparative Example 2]
The same treatment as in Comparative Example 1 was performed except that the cooking liquor was a polysulfide cooking liquor having an active alkali concentration of 100 g / l, a sulfuration degree of 30%, and a polysulfide sulfur concentration of 5 g / l. The kappa number, pulp yield and lees rate of the obtained pulp were measured. The results are shown in Table 2 and FIGS. 2-1 to 2-3.
[0029]
[Table 2]

[0030]
From the results in FIG. 2-1, when the kappa number of the unbleached kraft pulp obtained in Example 1 is compared with Comparative Example 1 at the same active alkali addition rate (A + B), the kappa value is significantly reduced. It can be seen that delignification is promoted by the infiltration treatment of the present invention. From the results of FIG. 2-2, comparing the pulp yields at the same kappa number, the yield of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1. From the results of FIGS. 2-3, when comparing the lees ratio with the same kappa number, there is no difference between Example 1 and Comparative Example 1. As described above, the same effect as the kraft pulp cooking method can be obtained in the polysulfide cooking method.
[0031]
FIG.

[0032]
FIG. 2

[0033]
【The invention's effect】
Prior to kraft cooking of wood chips by a 1-vessel type continuous digester or a 2-vessel type continuous digester, the wood chips are compressed, and after the compressed or released pressure, the wood chips are swollen and impregnated with the cooking liquor. , Which can sufficiently impregnate the cooking liquor into the interior of the wood chips, thereby alleviating the digestion conditions of the subsequent continuous digester, improving the digestibility and, at the same time, producing low-kappa number unbleached pulp in high yield. Can be.

Claims

A method for producing unbleached kraft pulp by kraft digesting hardwood or softwood wood chips, wherein the wood chips are compressed, impregnated with a cooking liquor in a compressed state or after pressure release, and then a 1-vessel continuous digester or A method for producing unbleached kraft pulp, wherein the pulp is treated in a two-vessel continuous digester.

2. The method for producing unbleached kraft pulp according to claim 1, wherein the copper value of the unbleached kraft pulp is 14 to 22 for hardwood and 22 to 32 for softwood.