JP2005336668A - Method for digesting lignocellulose material - Google Patents

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Koichi Katayama
康一 片山
Yosuke Uchida
洋介 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for digesting lignocellulose material, capable of improving a digestion yield of the material, when the lignocellulose material is digested by using a one-vessel digestion apparatus having a penetration zone and digestion zones. <P>SOLUTION: This method for digesting the lignocellulose material comprises supplying the material to the one-vessel digestion apparatus having the penetration zone A and the digestion zones B and equipped with a plurality of strainers 5, 6, 7, and continuously digesting the material, while adding black liquor extracted from the strainers to the penetration zone A, wherein an amount of the black liquor extracted from the strainer 5 positioned between the penetration zone and a following digestion zone is at least 60 and an amount thereof extracted from the strainers 6, 7 of the digestion zones corresponds to an amount other than the above, when an amount of the black liquor added to the penetration zone is assumed to be 100, and white liquor and polysulfide in an additive ratio of 0.3 to 1.5 mass% (based on a bone dry weight of the lignocellulose material) are added to a top part of the penetration zone, and further the white liquor is added to at least one of the plurality of the strainers. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リグノセルロース物質の蒸解方法に関するものである。さらに詳しく述べれば、連続蒸解釜を用いてリグノセルロース物質の蒸解収率を向上させる方法に関するものである。   The present invention relates to a method for cooking lignocellulosic material. More specifically, it relates to a method for improving the cooking yield of lignocellulosic material using a continuous digester.

リグノセルロース物質を製紙原料として多くの用途に使用するためには、蒸解処理して化学パルプとするか、あるいはリファイナー等を用いて機械的に処理して機械パルプとする必要がある。これらのパルプは、必要に応じて漂白処理され、所望の白色度に調整された後、製紙原料として使用される。現在、所望の白色度、パルプ特性に調整しやすいことから化学パルプ化法が主として用いられ、特にクラフト法と呼ばれる蒸解法は、薬品の再生が可能であり、使用原料の制限も少ない等の理由から化学パルプ化法の主流となっている。また、クラフトパルプ法は、装置の面でも発展してきており、連続蒸解釜と呼ばれる大量生産型でかつ大型のものが主流となってきている。前記クラフトパルプ法はこれまでに種々の改良法が提案されている。連続蒸解釜では、MCC法、EMCC法、ITC法、Lo−Solids法などが提案されている。これらの改良法は何れも、パルプ品質を改良する方法ではある。   In order to use a lignocellulosic material as a papermaking raw material in many applications, it is necessary to digest it into chemical pulp or mechanically treat it with a refiner or the like to obtain mechanical pulp. These pulps are bleached as necessary, adjusted to a desired whiteness, and then used as a papermaking raw material. At present, the chemical pulping method is mainly used because it is easy to adjust to the desired whiteness and pulp characteristics. Especially, the cooking method called kraft method can regenerate chemicals and there are few restrictions on raw materials used. From the mainstream of chemical pulping. The kraft pulp method has also been developed in terms of equipment, and a large-scale production type called a continuous digester has become mainstream. Various improvement methods have been proposed for the kraft pulp method. For continuous digesters, MCC method, EMCC method, ITC method, Lo-Solids method and the like have been proposed. All of these improvement methods are methods for improving pulp quality.

これらのうち、MCC法は、連続式蒸解釜への蒸解液の添加を3分割し、一部を釜の中段や下段からチップと向流添加し、蒸解度を均一にすることによりパルプ強度の向上をねらっているものであり、従来の蒸解液一括添加法に比較して、蒸解工程の各段のアルカリ濃度が均一になり、過剰なアルカリによる木材中のセルロースの崩壊が抑制されるといわれている。しかし、この方法はパルプ収率の向上にはあまり寄与せず、また既設の連続蒸解釜へ適用する場合、大掛かりな設備の改造を伴うという問題がある。また、Lo−Solids法は黒液を抽出する工程と、抽出した黒液よりも溶解有機物の少ない液で液補充する工程を組み合わせることにより、蒸解全体を通して、溶解有機物の少ない状態が維持でき、これによって均一な蒸解反応がなされ、強度の高いパルプを得られることが特許文献1及び特許文献2に開示されており、この方法によれば強度の高いパルプは得られるが、蒸解収率については定かでない。   Among these, the MCC method divides the addition of cooking liquor into a continuous digester into three parts, and adds a counter-current flow with chips from the middle or lower part of the kettle to make the degree of pulp strength uniform. Compared to the conventional batch addition method of cooking liquor, it is said that the alkali concentration in each stage of the cooking process becomes uniform, and the disintegration of cellulose in the wood due to excessive alkali is suppressed. ing. However, this method does not contribute much to the improvement of the pulp yield, and there is a problem that it involves a major modification of equipment when applied to an existing continuous digester. In addition, the Lo-Solids method can maintain a state of less dissolved organic matter throughout the entire cooking process by combining a step of extracting black liquor and a step of replenishing with a solution having less dissolved organic matter than the extracted black liquor. It is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 that a uniform cooking reaction is performed by the above method, and a high strength pulp can be obtained. According to this method, a high strength pulp can be obtained, but the cooking yield is not clear. Not.

一方、パルプ収率の向上を目指した、蒸解液の改善や脱リグニン助剤などの開発も進み、前者ではポリサルファイド蒸解法、後者ではキノン化合物の添加などが挙げられる。
これらのうち、ポリサルファイド蒸解法は、白液を酸化して硫化ナトリウムをポリサルファイド硫黄に変換したり、蒸解液に直接硫黄を添加して、ヘミセルロースの末端基を酸化保護して、蒸解時のアルカリによるセルロースの溶出を抑えるためパルプ収率が向上するとしている。このポリサルファイド蒸解法として、ポリサルファイド硫黄を1.4%(対木材チップ)添加して蒸解する方法がある(非特許文献1)が、今までの蒸解法による蒸解法を100とした場合、該方法による蒸解収率は102〜104にしかならない。
On the other hand, improvements in cooking liquor and delignification aids aimed at improving pulp yield have also been developed. The former includes polysulfide cooking, and the latter includes addition of quinone compounds.
Among these, the polysulfide cooking method converts white sulfide to polysulfide sulfur by oxidizing white liquor, or directly adding sulfur to the cooking liquor to protect the end groups of hemicellulose by oxidation, and by alkali during cooking. It is said that the pulp yield is improved to suppress the elution of cellulose. As this polysulfide cooking method, there is a method of adding 1.4% polysulfide sulfur (to wood chips) (Non-Patent Document 1), but when the cooking method by the conventional cooking method is 100, this method is used. The cooking yield due to is only 102-104.

また、電解酸化法によりポリサルファイド硫黄を生成させる方法も特許文献3〜特許文献5に記載されているが、該方法に不可欠である電極膜が詰まり易く、未だ実用化には至っていない。また、黒液の一部をガス化させて硫化水素を発生させ、該硫化水素と二酸化炭素を含有する酸性ガスを使用してポリサルファイド硫黄を形成する方法も特許文献6に記載されているが、クラウスプラントを設置するという設備的な負荷と硫化水素という有毒ガスを使用するという安全面から未だ実用化には至っていなし、また、蒸解収率についての記載もない。   Moreover, although the method of producing | generating polysulfide sulfur by the electrolytic oxidation method is described in patent document 3-patent document 5, the electrode film indispensable to this method is easy to be clogged, and it has not yet reached practical use. Further, Patent Document 6 discloses a method of gasifying a part of the black liquor to generate hydrogen sulfide and forming polysulfide sulfur using an acid gas containing the hydrogen sulfide and carbon dioxide. It has not yet been put into practical use because of the equipment load of installing a Claus plant and the safety aspect of using a toxic gas called hydrogen sulfide, and there is no description of the cooking yield.

蒸解収率を向上させる方法として、黒液を浸透ゾーンに戻し、蒸解のアルカリプロファイルを均一にし、低温長時間蒸解をする、いわゆるCOMPACT COOKINGTM法、KOBUDOMARI法(特許文献7〜特許文献9)があるが、非特許文献2によると、今までの蒸解法による収率を100とした場合、該方法による蒸解収率は102〜103にしかならない。
特表平8−511583号公報 特表平10−504614号公報 特開平10−166374号公報 特開平11−51016号公報 特開平11−51033号公報 特表2003−526740号公報 米国特許第6086717号明細書 米国特許第6123807号明細書 米国特許第6159336号明細書 山口章、「工場チップのポリサルファイド蒸解」、紙パ技協誌、第33巻第8号、p1〜9 具延、「COMPACT COOKINGTM法及びKOBUDOMARI法の蒸解パルプの収率評価法」、平成15年度 紙パルプ技術協会 年次大会 講演予稿集、p49〜59
As a method for improving the cooking yield, the so-called COMPACT COOKING TM method, KOBUDO MARI method (Patent Document 7 to Patent Document 9), in which black liquor is returned to the permeation zone, the alkali profile of cooking is made uniform, and cooking is performed at low temperature for a long time. However, according to Non-Patent Document 2, when the yield of the conventional cooking method is 100, the cooking yield by the method is only 102 to 103.
Japanese translation of Japanese translation of PCT publication No. 8-51583 Japanese National Patent Publication No. 10-504614 JP-A-10-166374 Japanese Patent Laid-Open No. 11-5016 JP 11-51033 A Special table 2003-526740 gazette US Pat. No. 6,086,717 US Pat. No. 6,123,807 US Pat. No. 6,159,336 Akira Yamaguchi, “Polysulfide Cooking of Factory Chips”, Paper-Paper Technology Association, Vol. 33, No. 8, p1-9 Gunobu, “Yield Evaluation Method for COMPACT COOKINGTM and KOBUDOMARI Methods”, Proceedings of Annual Meeting of Paper and Pulp Technology Association, 2003, p49-59

本発明の目的は、リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する1ベッセル蒸解装置により蒸解する方法において、リグノセルロース物質の蒸解収率を向上させる方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for improving the cooking yield of a lignocellulosic material in a method of digesting a lignocellulosic material with a one-vessel cooking apparatus having an infiltration zone and a cooking zone in this order.

本発明者等は、リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する1ベッセル蒸解装置を用いて蒸解する方法において、蒸解収率を向上させることができる方法について種々検討を重ねた結果、浸透ゾーンにポリサルファイドを添加し、かつ抽出黒液を浸透ゾーンに添加する割合を選択することにより、蒸解収率を向上させることができることを見出した。更に、詳しく述べれば、今までの蒸解法では達成できなかった低温での蒸解をすることにより、薬液中のポリサルファイドの分解を抑制し、また、ポリサルファイドを大量に含んだ黒液を浸透ゾーン等に戻すことにより、新たに添加されるポリサルファイドの量以上の効果をもたらし、蒸解収率が大幅に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は以下の各発明を包含する。   The inventors of the present invention have conducted various studies on a method capable of improving the cooking yield in a method of cooking a lignocellulosic material using a one-vessel cooking device having an infiltration zone and a cooking zone in this order. It was found that the cooking yield can be improved by selecting the ratio of adding polysulfide to the mixture and adding the extracted black liquor to the infiltration zone. More specifically, the decomposition of polysulfide in the chemical solution is suppressed by cooking at a low temperature that could not be achieved by conventional cooking methods, and the black liquor containing a large amount of polysulfide is introduced into the infiltration zone and the like. By returning, it brought about an effect more than the amount of newly added polysulfide, and found that the cooking yield was greatly improved, and the present invention was completed. The present invention includes the following inventions.

(1)浸透ゾーン、蒸解ゾーン及び洗浄ゾーンを順に有し、かつ、複数のストレーナーが設けられている1ベッセル蒸解装置にリグノセルロース物質を供給し、前記ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンに添加しつつ連続蒸解する方法であって、前記浸透ゾーンに添加する黒液量を100とした場合、1ベッセル蒸解装置の一番上部に位置する浸透ゾーンと次の蒸解ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液量が少なくとも60で、残部が1ベッセル蒸解装置の蒸解ゾーン中間部のストレーナー及び/又は蒸解ゾーンと洗浄ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液であり、かつ、浸透ゾーンの頂部及び/又はそれ以前の箇所において前記リグノセルロース物質に白液と、添加率0.3質量%〜1.5質量%(対絶乾リグノセルロース材料)のポリサルファイドが添加され、さらに白液を前記複数のストレーナーの少なくとも1つに添加することを特徴とするリグノセルロース物質の蒸解方法。 (1) Supply lignocellulosic material to a one-vessel cooking device that has an infiltration zone, a cooking zone, and a washing zone in order, and is provided with a plurality of strainers, and add black liquor extracted from the strainer to the infiltration zone However, when the amount of black liquor added to the permeation zone is 100, extraction from the strainer between the permeation zone located at the top of the 1 vessel digester and the next digestion zone The amount of black liquor is at least 60 and the balance is a black liquor extracted from the strainer in the middle of the cooking zone of the 1 vessel digester and / or the strainer between the cooking zone and the washing zone, and / or the top of the infiltration zone and / or Prior to that, white liquor was added to the lignocellulosic material, and the addition rate was 0.3% to 1.5% by mass (against dry lignocellulose material). Polysulfide is added, digestion method lignocellulosic material, characterized by further addition of white liquor to at least one of the plurality of strainer).

(2)前記蒸解ゾーンのストレーナー及び/又は蒸解ゾーンと洗浄ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液の残部はフラッシュタンクを経てエバポレーターに送られて処理されることを特徴とする(1)項記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (2) Item (1), wherein the remaining black extract from the strainer in the cooking zone and / or the strainer between the cooking zone and the washing zone is sent to an evaporator via a flash tank for processing. Cooking method of lignocellulosic material.

(3)前記浸透ゾーンの頂部及び/又はそれ以前の箇所において、リグノセルロース物質にアントラキノン誘導体が添加されることを特徴とする(1)項又は(2)項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (3) An anthraquinone derivative is added to the lignocellulosic material at the top of the infiltration zone and / or before it, and the method for digesting a lignocellulosic material according to (1) or (2) .

(4)前記ポリサルファイドが酸化触媒を用いてサルファイドを酸化処理することによって調製されているものであることを特徴とする(1)項〜(3)項のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (4) The lignocellulose material according to any one of (1) to (3), wherein the polysulfide is prepared by oxidizing sulfide using an oxidation catalyst. Cooking method.

(5)前記浸透ゾーンに添加する黒液量を100とした場合、前記蒸解装置の浸透ゾーンと蒸解ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液が70以上であることを特徴とする(1)項〜(4)項のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (5) When the amount of black liquor added to the permeation zone is 100, the black liquor extracted from the strainer between the permeation zone and the digestion zone of the digester is 70 or more. The method for cooking lignocellulosic material according to any one of items (4) to (4).

(6)前記浸透ゾーンに添加する抽出黒液の温度が100〜130℃であることを特徴とする(1)項〜(5)項のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (6) The method of digesting a lignocellulosic material according to any one of (1) to (5), wherein the temperature of the extracted black liquor added to the infiltration zone is 100 to 130 ° C.

(7)前記複数のストレーナーからの抽出黒液の一部が白液と共に前記蒸解ゾーンの始めに添加されることを特徴とする(1)項〜(6)項のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。 (7) A part of the extracted black liquor from the plurality of strainers is added together with white liquor at the beginning of the cooking zone, (1) to (6) Cooking method of lignocellulosic material.

本発明の方法によれば、リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する1ベッセル蒸解装置内に少なくとも2つのストレーナーを設けて、該ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンの始めに循環して利用する連続蒸解法において、前記浸透ゾーンに添加する黒液量をとして、蒸解装置の一番上部に位置する浸透ゾーンと次の蒸解ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液量の大部分を循環利用することにより、蒸解装置に添加されるポリサルファイドが分解して失われることを抑えて有効利用することが可能となり、蒸解収率を大幅に向上せしめたリグノセルロース物質の蒸解方法が提供される。   According to the method of the present invention, at least two strainers are provided in a one-vessel cooking apparatus having a lignocellulosic material in the order of an infiltration zone and a cooking zone, and the extracted black liquor from the strainer is circulated at the beginning of the infiltration zone. In the continuous cooking method used, the amount of black liquor added to the permeation zone is used to circulate most of the amount of black liquor extracted from the strainer between the permeation zone located at the top of the digester and the next cooking zone. By using it, it becomes possible to effectively use the polysulfide added to the cooking apparatus by suppressing the decomposition and loss, and a cooking method of lignocellulosic material in which the cooking yield is greatly improved is provided.

本発明の蒸解方法に用いられる原料リグノセルロース物質は、好適には広葉樹材及び針葉樹材であるが、非木材と呼ばれるものでも良く、特に限定するものではない。
また、本発明の蒸解方法としては、クラフト蒸解(ポリサルファイド法)、ソーダ蒸解、アルカリサルファイト蒸解等の公知の蒸解法を用いることができるが、パルプ品質、エネルギー効率等を考慮すると、クラフト蒸解法が好適に用いられる。
The raw lignocellulosic material used in the cooking method of the present invention is preferably hardwood and softwood, but may be called non-wood and is not particularly limited.
Further, as the cooking method of the present invention, known cooking methods such as kraft cooking (polysulfide method), soda cooking, alkali sulfite cooking, etc. can be used, but considering pulp quality, energy efficiency, etc., the kraft cooking method Are preferably used.

本発明の蒸解方法においては、例えば、図1に示すように、上部から底部にかけて、浸透ゾーン(A)、蒸解ゾーン(B1、B2)、洗浄ゾーン(C)を順に有する連続蒸解装置が使用される。そして、該連続蒸解装置における蒸解ゾーンは、上部側の第一蒸解ゾーン(B1)と下部側の第二蒸解ゾーン(B2)を有している連続蒸解装置であることが好ましい。そして、浸透ゾーン(A)と第一蒸解ゾーン(B1)の間、蒸解ゾーン(B1)と(B2)の間、及び蒸解ゾーン(B2)と洗浄ゾーン(C)の間はストレーナーが配置されている。図1の場合に、1ベッセル蒸解装置の頂部からストレーナ−5までの帯域(A)が浸透ゾーンであり、ストレーナー5からストレーナー6までの帯域(B1)が第一蒸解ゾーン、ストレーナー6からストレーナー7までの帯域が第二蒸解ゾーン(B2)、ストレーナー7からパルプが蒸解装置から出るまでの帯域が洗浄ゾーン(C)である。   In the cooking method of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a continuous cooking apparatus having an infiltration zone (A), a cooking zone (B1, B2), and a washing zone (C) in this order from the top to the bottom is used. The The cooking zone in the continuous cooking apparatus is preferably a continuous cooking apparatus having a first cooking zone (B1) on the upper side and a second cooking zone (B2) on the lower side. A strainer is arranged between the infiltration zone (A) and the first cooking zone (B1), between the cooking zones (B1) and (B2), and between the cooking zone (B2) and the washing zone (C). Yes. In the case of FIG. 1, the zone (A) from the top of the 1 vessel digester to the strainer 5 is the infiltration zone, the zone (B1) from the strainer 5 to the strainer 6 is the first cooking zone, and the strainer 6 to the strainer 7. The zone until the second cooking zone (B2) and the zone from the strainer 7 until the pulp exits the cooking device is the washing zone (C).

本発明の蒸解方法においては、蒸解液が洗浄ゾーンを除く、前記各ゾーン毎に1ヶ所以上から供給される。例えば、図1の場合、浸透ゾーン(A)には、蒸解液導入管2からの白液がリグノセルロース物質に混合された状態で供給されるとともに、ストレーナー5から黒液抽出管16より取り出された抽出黒液が黒液導入管4から供給される。また、第一蒸解ゾーン(B1)には、浸透ゾーンからのチップに同伴される蒸解液のほかに、白液導入管1からの白液が供給される。   In the cooking method of the present invention, the cooking liquid is supplied from one or more places for each of the zones excluding the washing zone. For example, in the case of FIG. 1, the white liquor from the cooking liquor introduction tube 2 is supplied to the infiltration zone (A) in a state of being mixed with the lignocellulosic material and taken out from the strainer 5 through the black liquor extraction tube 16. The extracted black liquor is supplied from the black liquor introduction tube 4. Moreover, the white liquor from the white liquor introduction pipe 1 is supplied to the first cooking zone (B1) in addition to the cooking liquor accompanying the chips from the infiltration zone.

白液の供給比率としては、蒸解ゾーンへの供給率が、全白液の20質量%以上、好ましくは25質量%以上である。蒸解ゾーンへの白液供給率がこれらより少ない場合、ヘミセルロースの溶出が多くなり、蒸解収率が低くなる。分割供給される白液には、図1に示すように、浸透ゾーンへの白液にはポリサルファイドを添加し、さらにアントラキノンを添加して供給すれば良い。蒸解ゾーンへの白液にもポリサルファイドやアントラキノンを添加して供給しても良いが、蒸解ゾーンにおけるこれら蒸解助剤のチップへの浸透性は悪いので、白液のみを供給する方が好ましい。白液としては、硫化度の異なるものを用いても良く、例えば、木材をクラフト蒸解する場合、白液の硫化度は5〜75%、好ましくは15〜45%であり、有効アルカリ添加率は総計で、絶乾木材質量当たり5〜30質量%、好ましくは10〜25質量%である。   As a supply ratio of the white liquor, the supply rate to the cooking zone is 20% by mass or more, preferably 25% by mass or more of the total white liquor. When the white liquor supply rate to the cooking zone is less than these, the elution of hemicellulose increases and the cooking yield decreases. As shown in FIG. 1, the white liquor to be dividedly supplied may be supplied by adding polysulfide to the white liquor to the permeation zone and further adding anthraquinone. Polysulfide and anthraquinone may be added and supplied to the white liquor to the cooking zone, but it is preferable to supply only the white liquor because the penetration of these cooking aids into the chips in the cooking zone is poor. As the white liquor, those having different degrees of sulfidation may be used. For example, when kraft cooking wood, the degree of sulfidation of white liquor is 5 to 75%, preferably 15 to 45%, and the effective alkali addition rate is The total amount is 5 to 30% by mass, preferably 10 to 25% by mass, based on the mass of the absolutely dry wood.

本発明の蒸解方法において使用されるポリサルファイド硫黄の製造方法としては、実用的な方法として酸化触媒法や電解法が挙げられる。酸化触媒法は硫化ナトリウムを含むアルカリ性溶液を活性炭などの触媒存在下に空気などの分子状酸素により酸化する方法である。また、電解法は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウム、あるいは炭酸ナトリウムと硫化ナトリウムが主成分のアルカリ性蒸解液などの硫化物イオンを含む溶液中の硫化物イオンを電気化学的に酸化する方法(特許文献2)である。酸化触媒法は、副生成物であるチオ硫酸ナトリウムが生成するという問題を有し、それ故、絶乾チップに対し1.5質量%までしか添加することができないが、日本においては多くの工場で採用され実績がある。電解法は、副生成物の反応を抑え、ポリサルファイド硫黄を高濃度で得ることができるが、日本では電気コストが高いため工場で採用されておらず、また、電解法はアノードとカソードの隔膜が詰まりやすく安定的にポリサルファイド硫黄を製造し難い。そこで、本発明では酸化触媒法で製造したポリサルファイドを使用したが、今後、日本の情勢が変わり、電気コストが安くなったり、隔膜の性能が向上すればこの限りではない。   Examples of the method for producing polysulfide sulfur used in the cooking method of the present invention include an oxidation catalyst method and an electrolysis method as practical methods. The oxidation catalyst method is a method in which an alkaline solution containing sodium sulfide is oxidized with molecular oxygen such as air in the presence of a catalyst such as activated carbon. In addition, the electrolytic method is a method of electrochemically oxidizing sulfide ions in a solution containing sulfide ions such as alkaline cooking liquid mainly composed of sodium hydroxide and sodium sulfide or sodium carbonate and sodium sulfide (Patent Document 2). ). The oxidation catalyst method has a problem that sodium thiosulfate, which is a by-product, is generated. Therefore, it can be added only up to 1.5% by mass with respect to the absolutely dry chip. Has been used in the past. The electrolysis method suppresses the reaction of by-products and can obtain polysulfide sulfur at a high concentration, but in Japan, it is not adopted in the factory because of the high electric cost, and the electrolysis method has an anode and cathode diaphragm. It is easy to clog and it is difficult to produce polysulfide sulfur stably. Therefore, in the present invention, polysulfide produced by the oxidation catalyst method was used. However, this is not limited if the situation in Japan is changed in the future, the electric cost is reduced, and the performance of the diaphragm is improved.

本発明におけるポリサルファイド硫黄の添加率は、絶乾チップに対し0.3〜1.5質量%である。0.3質量%より低ければ十分に収率が上がらず、1.5質量%より高ければ前記に示した通り、副生成物が多量に生成するので適さない。   The addition rate of polysulfide sulfur in this invention is 0.3-1.5 mass% with respect to an absolutely dry chip | tip. If the content is lower than 0.3% by mass, the yield is not sufficiently improved. If the content is higher than 1.5% by mass, as shown above, a large amount of by-products are generated, which is not suitable.

また、蒸解補助剤として公知の環状ケト化合物、例えば、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、アントロン、フェナントロキノン及び前記キノン系化合物のアルキル、アミノ等の核置換体、或いは前記キノン系化合物の還元型であるアントラヒドロキノンのようなヒドロキノン系化合物、さらには、ディールスアルダー法によるアントラキノン合成法の中間体として得られる安定な化合物である9,10−ジケトヒドロアントラセン化合物等から選ばれた1種或いは2種以上が添加されてもよく、その添加率は通常の添加率であり、例えば、木材チップの絶乾重量当たり0.001〜1.0重量%である。
また、その他の使用できる蒸解助剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)等のキレート剤や、各種界面活性剤等が挙げられ、また緑液も利用でき、特に限定されるものではない。これらの蒸解助剤は、蒸解液同様、分割添加することが可能であり、添加場所も限定されるものではない。
In addition, known cyclic keto compounds as cooking aids, for example, benzoquinone, naphthoquinone, anthraquinone, anthrone, phenanthroquinone, and quinone-based compounds such as alkyl and amino substitutions, or reduced forms of the quinone-based compounds. One or more selected from a hydroquinone compound such as anthrahydroquinone, and a 9,10-diketohydroanthracene compound which is a stable compound obtained as an intermediate of an anthraquinone synthesis method by Diels Alder method May be added, and the addition rate is a normal addition rate, for example, 0.001 to 1.0% by weight per the dry weight of the wood chips.
Other usable cooking aids include chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), various surfactants, etc., and green liquor can also be used. It is not something. These cooking aids can be added in the same manner as the cooking liquor, and the place of addition is not limited.

本発明の蒸解方法の場合、浸透ゾーンにおいては、以下の処理を行なうことを特徴としている。第一は、十分に液比を高くすることであり、第二は、十分なアルカリを添加することであり、第三は温度を上げ過ぎないことである。温度を高くし過ぎると、薬液がリグノセルロース物質に十分に浸透する前に反応が起こってしまい、不均一な蒸解を誘因するし、また、ポリサルファイドが分解する。本発明では、ポリサルファイドを十分に含み、かつ残アルカリの多い黒液を蒸解液と共に浸透ゾーンの頂部に添加することにより、上記条件を満たしている。   The cooking method of the present invention is characterized in that the following treatment is performed in the infiltration zone. The first is to increase the liquid ratio sufficiently, the second is to add sufficient alkali, and the third is not to raise the temperature too much. If the temperature is set too high, the reaction takes place before the chemical sufficiently penetrates the lignocellulosic material, leading to uneven cooking and polysulfide decomposition. In the present invention, the above condition is satisfied by adding a black liquor sufficiently containing polysulfide and containing a large amount of residual alkali together with the cooking liquor to the top of the infiltration zone.

本発明の蒸解方法は、1ベッセル蒸解装置に少なくとも2つのストレーナーが設けられ、該ストレーナーからの抽出黒液が蒸解装置の頂部、すなわち浸透ゾーンの始めに添加される連続蒸解法である。例えば、図1の装置による方法の場合は、黒液抽出管16,17,18,19から黒液が抽出される。黒液抽出管16,19から抽出された黒液の一部又は全量は黒液導入管3,4を通して浸透ゾーンに供給され、黒液抽出管17,18から抽出された黒液は全量がフラッシュタンク15に送られる。前記浸透ゾーンに供給される全黒液量を100とした場合、蒸解装置の一番上部に位置するストレーナー5からの抽出黒液量部分が少なくとも60であり、好ましくは70以上である。該黒液抽出量部分が60未満の場合、未反応のポリサルファイドが温度の高い蒸解ゾーンに送られて無効分解されることとなるので好ましくない。   The cooking method of the present invention is a continuous cooking method in which at least two strainers are provided in one vessel cooking device, and the extracted black liquor from the strainer is added to the top of the cooking device, that is, at the beginning of the infiltration zone. For example, in the case of the method using the apparatus of FIG. 1, black liquor is extracted from the black liquor extraction tubes 16, 17, 18, and 19. Part or all of the black liquor extracted from the black liquor extraction tubes 16 and 19 is supplied to the infiltration zone through the black liquor introduction tubes 3 and 4, and the black liquor extracted from the black liquor extraction tubes 17 and 18 is entirely flushed. It is sent to the tank 15. Assuming that the total amount of black liquor supplied to the permeation zone is 100, the amount of black liquor extracted from the strainer 5 located at the top of the digester is at least 60, preferably 70 or more. When the black liquor extraction amount is less than 60, unreacted polysulfide is sent to the cooking zone having a high temperature and is ineffectively decomposed.

抽出黒液として、黒液抽出管19からの抽出黒液を黒液導入管3を通して浸透ゾーンに供給することもあるが、ポリサルファイドは温度の高い蒸解ゾーン(B1)中で既に分解されていてこの抽出黒液中には殆どないため、浸透ゾーンにおけるチップ処理にこの抽出黒液部分が寄与することはできない。本発明の蒸解方法において、前記の浸透ゾーンのストレーナーからの抽出黒液を循環使用することの利点は、浸透ゾーンにおいて炭水化物と反応せずに残存しているポリサルファイドが温度の高い蒸解ゾーンに送られて無効分解される以前に、該黒液を浸透ゾーンへ循環供給して含まれているポリサルファイドを再度有効利用することにある。   As the extracted black liquor, the extracted black liquor from the black liquor extraction pipe 19 may be supplied to the permeation zone through the black liquor introduction pipe 3, but polysulfide has already been decomposed in the high temperature cooking zone (B1). Since it is hardly present in the extracted black liquor, this extracted black liquor portion cannot contribute to the chip processing in the permeation zone. In the cooking method of the present invention, the advantage of circulating the extracted black liquor from the strainer in the permeation zone is that polysulfide remaining without reacting with carbohydrates in the permeation zone is sent to the high temperature cooking zone. The polysulfide contained in the black liquor is circulated and supplied to the permeation zone before being effectively decomposed.

本発明の蒸解方法において、浸透ゾーンにおける液比は4〜7である。液比を4未満にすると、原料に薬液が十分に浸透しない場合がある上に、容積重が小さい原料を用いた場合には、原料が釜内を沈降し難くなって、原料の装置内移動が不均一になり、結果として不均一蒸解となるため適さない。特に、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.3に準じて測定した容積重が450kg/m3以下の原料を使用した場合には、この傾向が強くなるため、有効である。容積重が450kg/m3以下の原料としては、ラジアータ松、カラ松、トド松、エゾ松等の針葉樹や、E.degluptaやE.grandisのような一部のユーカリ(例えば、紙パ技協誌、48巻、2号、p294、表5)やアカシアを挙げることができる。また、液相釜と呼ばれるタイプの蒸解装置は、気相釜と呼ばれるタイプの蒸解装置に比べて原料が沈降し難くいため、液比はより高めに設定するのが好ましい。一方、液比が7より大きくなると、黒液の回収負荷が大きくなり過ぎるため適さない。 In the cooking method of the present invention, the liquid ratio in the permeation zone is 4-7. If the liquid ratio is less than 4, the chemical solution may not sufficiently permeate into the raw material. In addition, if a raw material with a small bulk weight is used, the raw material will not easily settle in the kettle, and the raw material will move inside the device. Becomes non-uniform, resulting in non-uniform cooking, which is not suitable. In particular, JAPAN TAPPI paper pulp test method no. When a raw material having a bulk weight measured in accordance with 3 is 450 kg / m 3 or less, this tendency becomes strong, which is effective. Raw materials with a bulk weight of 450 kg / m 3 or less include conifers such as Radiata pine, Kara pine, Todo pine, Ezo pine, etc., and some eucalyptus such as E.deglupta and E.grandis (for example, paper pa 48, No. 2, p294, Table 5) and Acacia. In addition, in the type of digester called a liquid kettle, the raw material is less likely to settle compared to the type of cooker called a gas phase kettle, so the liquid ratio is preferably set higher. On the other hand, if the liquid ratio is greater than 7, it is not suitable because the black liquor recovery load becomes too large.

本発明の蒸解方法における浸透ゾーンの温度は、100〜130℃、リグノセルロース物質の滞留時間は0.5〜2時間である。100℃より低い場合や滞留時間が0.5時間より少ない場合には、浸透ゾーンにおける薬液の浸透及び反応が不十分になり、その後の蒸解ゾーンで急激に加温し、かつ高温にて蒸解しなければならず、不均一な蒸解となる可能性が高いため適さない。一方、130℃よりも高い温度の場合や滞留時間が2時間より長い合には、ポリサルファイドが無効分解し、また、十分に薬液が原料に浸透する前に蒸解反応が始まることにより均一な蒸解が出来なくなったり、黒液中の有機物による副反応により均一な蒸解が出来なくなる可能性があるため適さない。本発明の浸透ゾーンでは、チャンネリング回避という観点から、必ず並流処理が行われる。   In the cooking method of the present invention, the temperature of the infiltration zone is 100 to 130 ° C., and the residence time of the lignocellulosic material is 0.5 to 2 hours. When the temperature is lower than 100 ° C. or the residence time is less than 0.5 hours, the chemical solution permeates and reacts insufficiently in the permeation zone, rapidly warms in the subsequent digestion zone, and digests at a high temperature. It is not suitable because of the high possibility of uneven cooking. On the other hand, when the temperature is higher than 130 ° C. or when the residence time is longer than 2 hours, the polysulfide is ineffectively decomposed, and the cooking reaction starts before the chemical solution sufficiently penetrates into the raw material. It is not suitable because it may not be possible or uniform cooking may not be possible due to side reactions caused by organic substances in the black liquor. In the infiltration zone of the present invention, a cocurrent flow treatment is always performed from the viewpoint of avoiding channeling.

本発明の蒸解方法における蒸解ゾーンの処理条件としては、少なくとも1ヶ所から白液を供給し、かつ蒸解ゾーンの途中から黒液を抽出し、絶乾未晒パルプ1t生産あたり少なくとも4m3以上の該黒液を浸透ゾーンの始めに戻し、残りの黒液を抽出し、かつ蒸解ゾーン終了時に黒液を抽出する以外、特に限定されるものではないが、該黒液の戻し量が4m3より少なければ、収率の向上が顕著ではないので適さない。例えば、図1の装置 による蒸解方法の場合には、第一蒸解ゾーン(B1)に白液導入管1を経て白液を供給し、浸透ゾーン(A)と第一蒸解ゾーン(B1)の間に設置されているストレーナー5から抽出した黒液の大部分はクーラー12を通って浸透ゾーンに供給し、必要に応じて、黒液の一部はヒーター14を通り第一蒸解ゾーン(B1)に供給される。 The processing conditions of the cooking zone in the cooking method of the present invention include supplying white liquor from at least one place, extracting black liquor from the middle of the cooking zone, and at least 4 m 3 or more per 1 ton of undried unbleached pulp. There is no particular limitation except that black liquor is returned to the beginning of the infiltration zone, the remaining black liquor is extracted, and black liquor is extracted at the end of the cooking zone, but the amount of black liquor returned should be less than 4 m 3. In this case, the improvement in yield is not remarkable, so it is not suitable. For example, in the case of the cooking method using the apparatus of FIG. 1, white liquor is supplied to the first cooking zone (B1) via the white liquor introduction pipe 1, and between the infiltration zone (A) and the first cooking zone (B1). Most of the black liquor extracted from the strainer 5 installed in the tank is supplied to the infiltration zone through the cooler 12, and if necessary, part of the black liquor passes through the heater 14 to the first cooking zone (B1). Supplied.

また、ストレーナー6から黒液抽出管19により抽出した黒液も、ストレーナー5からの抽出黒液と同様にクーラー13を通り浸透ゾーンに供給される。また、ストレーナー6,7からの抽出黒液のうち、黒液抽出管17,18から抽出された黒液は、フラッシュタンク15を経てエバポレーターへ送られる。   The black liquor extracted from the strainer 6 by the black liquor extraction tube 19 is also supplied to the infiltration zone through the cooler 13 in the same manner as the extracted black liquor from the strainer 5. Of the black liquor extracted from the strainers 6 and 7, the black liquor extracted from the black liquor extraction tubes 17 and 18 is sent to the evaporator via the flash tank 15.

本発明の蒸解方法における蒸解ゾーンにおける処理は、向流蒸解及び並流蒸解のいずれにも限定されるものではなく、状況に応じて向流蒸解及び並流蒸解が適宜選択される。例えば、図1に示されるように、蒸解ゾーンを上部の第一蒸解ゾーン(B1)と下部の第二蒸解ゾーン(B2)に分けた場合には、向流蒸解+向流蒸解、向流蒸解+並流蒸解、並流蒸解+並流蒸解、並流蒸解+向流蒸解の4つの組み合わせが可能である。これらの選択は、原料となるリグノセルロース物質の性状や、操業性、経済性、パルプ品質等を考慮して適宜行われる。   The treatment in the cooking zone in the cooking method of the present invention is not limited to both countercurrent cooking and cocurrent cooking, and countercurrent cooking and cocurrent cooking are appropriately selected according to the situation. For example, as shown in FIG. 1, when the cooking zone is divided into an upper first cooking zone (B1) and a lower second cooking zone (B2), countercurrent cooking + countercurrent cooking, countercurrent cooking Four combinations of + cocurrent cooking, cocurrent cooking + cocurrent cooking, cocurrent cooking + countercurrent cooking are possible. These selections are appropriately made in consideration of the properties of the lignocellulosic material used as a raw material, operability, economy, pulp quality, and the like.

本発明の蒸解方法の蒸解ゾーンにおける液比は4〜10である。液比を4未満にすると、蒸解液の浸透不十分により、未蒸解チリが発生し、一方、液比10を越えると黒液の回収負荷が大きくなり過ぎるため適さない。
蒸解ゾーンにおける最高温度は、例えば、広葉樹を原料とした場合、130〜150℃であり、針葉樹を原料とした場合には、140〜160℃である。蒸解ゾーンにおけるリグノセルロース物質の滞留時間は2〜10時間である。滞留時間が2時間より短ければ、蒸解不十分でチップがパルプ化されず、一方、10時間より長ければ過蒸解によりパルプ繊維が傷んでしまうため望ましくない。蒸解ゾーン終了時に抽出される黒液中の残アルカリ量は、5〜20g/l、好ましくは8〜12g/lである。残アルカリ濃度が5g/lより低い場合には、蒸解ゾーンでの脱リグニン反応が十分に進まず、一方、20g/lよりも高くなると、セルロースの損傷が大きくなり、蒸解パルプ収率が低くなるため適さない。
The liquid ratio in the cooking zone of the cooking method of this invention is 4-10. If the liquid ratio is less than 4, uncooked dust is generated due to insufficient penetration of the cooking liquid. On the other hand, if the liquid ratio exceeds 10, the recovery load of black liquor becomes too large, which is not suitable.
The maximum temperature in the cooking zone is, for example, 130 to 150 ° C when hardwood is used as a raw material, and 140 to 160 ° C when softwood is used as a raw material. The residence time of the lignocellulosic material in the cooking zone is 2 to 10 hours. If the residence time is shorter than 2 hours, cooking is insufficient and the chips are not pulped. On the other hand, if the residence time is longer than 10 hours, the pulp fibers are damaged by excessive cooking, which is not desirable. The amount of residual alkali in the black liquor extracted at the end of the cooking zone is 5 to 20 g / l, preferably 8 to 12 g / l. When the residual alkali concentration is lower than 5 g / l, the delignification reaction in the cooking zone does not proceed sufficiently. On the other hand, when the residual alkali concentration is higher than 20 g / l, damage to the cellulose increases and the digested pulp yield decreases. Therefore it is not suitable.

本発明の蒸解方法の洗浄ゾーンにおける条件は、処理時間が1時間以下であること以外、特に限定されるものではない。本発明において、蒸解装置全体をなるべく低温で蒸解するためには、洗浄の時間が必然的に短くなるためである。洗浄ゾーンにおいては、向流蒸解、並流蒸解のいずれでもよく、特に限定されるものではないが、装置内での洗浄の効率化を考慮すると、向流蒸解とするのが好ましい実施形態である。   The conditions in the cleaning zone of the cooking method of the present invention are not particularly limited except that the processing time is 1 hour or less. This is because, in the present invention, in order to digest the entire cooking apparatus at as low a temperature as possible, the cleaning time is inevitably shortened. In the washing zone, either counter-current cooking or co-current cooking may be used, and it is not particularly limited. However, considering the efficiency of washing in the apparatus, the counter-current cooking is a preferred embodiment. .

本発明の蒸解方法において、複数の箇所から抽出された黒液の一部は、フラッシュタンク15に送られ、フラッシュ蒸気を回収した後、エバポレーターに送られる。エバポレーターで濃縮された後、燃焼により、有機物質は熱エネルギーとして回収され、無機物質は最終的に蒸解液に再生される。   In the cooking method of the present invention, a part of the black liquor extracted from a plurality of locations is sent to the flash tank 15, and after the flash vapor is collected, it is sent to the evaporator. After being concentrated by the evaporator, the organic material is recovered as thermal energy by combustion, and the inorganic material is finally regenerated into a cooking liquor.

本発明の蒸解方法は、リグノセルロース物質を、浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する1ベッセル蒸解装置により蒸解する方法であり、蒸解装置内に少なくとも2つのストレーナーが設けられ、特にポリサルファイドを含有する抽出黒液を浸透ゾーンに循環供給して有効利用するものである。本発明の蒸解方法の場合、比較的温和な条件で蒸解することにより蒸解収率が向上する理由については、以下のように推測している。すなわち、今までの蒸解法では達成できなかった低温で蒸解を行うことが可能となることによって、薬液中のポリサルファイドが分解され難くなり、また、ポリサルファイドを大量に含んだ黒液を浸透ゾーンに戻すことにより、実際に添加したポリサルファイドの量以上の効果をもたらし、リグノセルロース中の炭水化物の崩壊がポリサルファイドにより起こり難くなったため、蒸解収率が大幅に向上するものと推測している。   The cooking method of the present invention is a method in which a lignocellulosic material is cooked by a one-vessel cooking device having an infiltration zone and a cooking zone in this order, and at least two strainers are provided in the cooking device, and in particular an extraction black containing polysulfide. The liquid is circulated and supplied to the permeation zone for effective use. In the case of the cooking method of the present invention, the reason why the cooking yield is improved by cooking under relatively mild conditions is presumed as follows. That is, it becomes possible to perform cooking at a low temperature that could not be achieved by the conventional cooking method, so that polysulfide in the chemical solution becomes difficult to be decomposed, and black liquor containing a large amount of polysulfide is returned to the infiltration zone. Therefore, it is presumed that the cooking yield is greatly improved because the effect of the amount of polysulfide actually added is brought about and the decomposition of the carbohydrate in lignocellulose is hardly caused by polysulfide.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、蒸解は工場の連続式蒸解釜を再現できる実験室用の蒸解釜を用いて評価した。各例における配合比率、%、部等の数値は全て質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The digestion was evaluated using a laboratory digester that can reproduce the factory continuous digester. Numerical values such as blending ratio,%, and parts in each example are based on mass.

実施例1及び比較例1、2において、未晒パルプのカッパー価、蒸解収率の測定法は以下の通りである。
<カッパー価の測定>
カッパー価の測定は、JIS P 8211に準じて行った。
In Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the methods for measuring the kappa number and cooking yield of unbleached pulp are as follows.
<Measurement of copper number>
The kappa number was measured according to JIS P 8211.

<蒸解収率の測定>
蒸解収率の測定は、下記の式より算出した。
蒸解収率(%)=〔投入した絶乾チップ(g) ÷ 蒸解後の絶乾パルプ(g)〕×100
<Measurement of cooking yield>
The measurement of the cooking yield was calculated from the following formula.
Cooking yield (%) = [Absolute dried chips (g) ÷ Absolutely dried pulp after cooking (g)] × 100

実施例1
図1に示されているように、浸透ゾーンと蒸解ゾーンの間、、蒸解ゾーンの途中(蒸解ゾーンの上部側のB1と下部側のB2の間)及び蒸解ゾーンの下部側蒸解ゾーン(B2)と洗浄ゾーンの間の3箇所にストレーナー(5,6,7)を設置した1ベッセル蒸解釜を用い、アカシアマンギューム:ユーカリグランディス:国内産広葉樹=30:40:30(質量比)からなる広葉樹チップを以下の手順に従って蒸解した。まず、浸透ゾーン(A)において、広葉樹チップ絶乾500gに対し、有効アルカリとして12.6%、ポリサルファイド硫黄1.0%、アントラキノン0.03%、硫化度28%に相当する蒸解液を図1の蒸解液導入管2から0.58リットルと、黒液は黒液導入管3、4から各々0.6、0.9リットルを浸透ゾーン(A)に添加して蒸解をスタートさせた。なお、浸透ゾーン(A)においては並流蒸解が行われ、浸透ゾーン(A)におけるチップの滞留時間は37分、温度は125℃であった。
Example 1
As shown in FIG. 1, between the infiltration zone and the cooking zone, in the middle of the cooking zone (between B1 on the upper side of the cooking zone and B2 on the lower side) and the lower cooking zone (B2) of the cooking zone Using a 1 vessel digester with strainers (5, 6, 7) installed at three locations between the washing zone and Acacia mangum: Eucalyptus grandis: domestic hardwood = 30:40:30 (mass ratio) Hardwood chips were digested according to the following procedure. First, in the permeation zone (A), a digestion liquid corresponding to 12.6% effective alkali, 1.0% polysulfide sulfur, 0.03% anthraquinone, and 28% sulfidity is shown in FIG. The black liquor was introduced into the permeation zone (A) by adding 0.58 liters from the cooking liquor introduction tube 2 and 0.58 liters of black liquor from the black liquor introduction tubes 3 and 4 respectively. In the permeation zone (A), co-current cooking was performed, the chip residence time in the permeation zone (A) was 37 minutes, and the temperature was 125 ° C.

次いで、蒸解ゾーンの上部側第一蒸解ゾーン(B1)において、チップ絶乾500gに対し有効アルカリとして5.4%、硫化度28%に相当する蒸解液(蒸解液導入管1)0.25リットルを使用して液循環を行った。その後、ストレーナー6,7から、黒液抽出管17,18を介して、チップ絶乾500gに対し2.5リットルの黒液を抽出し、フラッシュタンク15に送った。上部側第一蒸解ゾーン(B1)、下部側第二蒸解ゾーン(B2)ともに並流蒸解とした。蒸解ゾーン(B1,B2)におけるチップの合計滞留時間は257分、蒸解温度は上部蒸解ゾーン(B1)及び下部蒸解ゾーンの平均値として139℃と146℃とした。   Next, in the first cooking zone (B1) on the upper side of the cooking zone, 0.25 liter of cooking liquid (cooking liquid introducing pipe 1) corresponding to an effective alkali of 5.4% and a sulfidity of 28% with respect to 500 g of chip dry air Was used to circulate the liquid. Thereafter, 2.5 liters of black liquor was extracted from the strainers 6 and 7 through the black liquor extraction tubes 17 and 18 to 500 g of the absolutely dry chip, and sent to the flash tank 15. Both the upper side first cooking zone (B1) and the lower side second cooking zone (B2) were co-current cooking. The total residence time of the chips in the cooking zone (B1, B2) was 257 minutes, and the cooking temperature was 139 ° C. and 146 ° C. as the average values of the upper cooking zone (B1) and the lower cooking zone.

その後、洗浄ゾーン(C)においては、チップの滞留時間は0.5時間であった。洗浄濾液導入管20及び21を介して、希釈洗浄水として未晒パルプの洗浄濾液2.6リットルを洗浄ゾーン底部から添加した。得られた未晒パルプのカッパー価は蒸解温度139℃、146℃に対し、各々19.8,15.1、未晒パルプの絶乾収量は289.5g、284.0gであり、蒸解収率は57.9%、56.8%であった。   Thereafter, in the cleaning zone (C), the residence time of the chips was 0.5 hour. Through the washing filtrate introduction tubes 20 and 21, 2.6 liters of unbleached pulp washing filtrate was added as diluted washing water from the bottom of the washing zone. The unbleached pulp has a copper number of 19.8 and 15.1 respectively for cooking temperatures of 139 ° C. and 146 ° C., and the undried pulp has an absolute dry yield of 289.5 g and 284.0 g. Were 57.9% and 56.8%.

比較例1
浸透ゾーンにおいて、抽出黒液を黒液抽出管3,4から各々0.75リットルずつ添加したこと、及び蒸解ゾーンの平均温度を138℃、140℃としたこと以外は、実施例1と同様の操作を行なった。得られた未晒パルプのカッパー価は蒸解温度138℃、140℃に対し、各々20.6、16.5、未漂白パルプの絶乾収量は276.0g、271.0gであり、蒸解収率は55.2%,54.2%であった。
Comparative Example 1
In the infiltration zone, the same as in Example 1 except that 0.75 liters of the extracted black liquor was added from the black liquor extraction tubes 3 and 4 respectively and the average temperature of the cooking zone was 138 ° C and 140 ° C. The operation was performed. The unbleached pulp has a copper number of 20.6 and 16.5 for cooking temperatures of 138 ° C. and 140 ° C., respectively, and the absolute dry yields of unbleached pulp are 276.0 g and 271.0 g, respectively. Were 55.2% and 54.2%.

比較例2
浸透ゾーンにおいて、ポリサルファイド硫黄0.1%を添加したこと、及び蒸解ゾーンの平均温度を138℃、139℃、146℃にしたこと以外は、実施例1と同様の操作を行なった。得られた未晒パルプのカッパー価は蒸解温度138℃、139℃、146℃に対し、各々21.0,17.9,14.8、未漂白パルプの絶乾収量は271.5g、266.5g、264.0gであり、蒸解収率は54.3%、53.3%、52.8%であった。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that 0.1% of polysulfide sulfur was added in the infiltration zone and the average temperature of the cooking zone was 138 ° C, 139 ° C, and 146 ° C. The unbleached pulp has a copper number of 21.0, 17.9 and 14.8 for cooking temperatures of 138 ° C., 139 ° C. and 146 ° C., respectively, and the absolute dry yield of unbleached pulp is 271.5 g, 266. The cooking yield was 54.3%, 53.3%, and 52.8%.

Figure 2005336668
Figure 2005336668

表1及び図2のグラフから明らかなように、リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する1ベッセル蒸解装置により蒸解する際に、蒸解釜に少なくとも2つのストレーナーが設けられ、該ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンに添加する連続蒸解法において、前記浸透ゾーンに添加する黒液量を100とした場合、蒸解釜の一番上部に位置するストレーナーからの抽出黒液量が60以上であり、かつ浸透ゾーンの頂部に前記抽出黒液と白液とポリサルファイドが添加され、該ポリサルファイドの添加が所望量である場合、蒸解収率が向上することが分かる。つまり、本発明の蒸解方法を実施することにより、薬液中のポリサルファイドが分解し難く、またポリサルファイドを大量に含んだ黒液を蒸解釜の一番上のストレーナーから多量に抽出し、該流出黒液を浸透ゾーンの頂部に添加することにより、実際に添加したポリサルファイドの量以上の効果をもたらし、蒸解収率を大幅に向上させることができた。   As apparent from the graphs of Table 1 and FIG. 2, when the lignocellulosic material is digested by a one-vessel digester having an infiltration zone and a digestion zone in order, at least two strainers are provided in the digester, In the continuous cooking method in which the extracted black liquor is added to the infiltration zone, when the amount of black liquor added to the infiltration zone is 100, the amount of extracted black liquor from the strainer located at the top of the digester is 60 or more. In addition, when the extracted black liquor, white liquor and polysulfide are added to the top of the infiltration zone, and the addition of the polysulfide is in a desired amount, it can be seen that the cooking yield is improved. That is, by carrying out the cooking method of the present invention, polysulfide in the chemical solution is difficult to decompose, and a large amount of black liquor containing polysulfide is extracted from the top strainer of the digester, and the spilled black liquor is extracted. By adding to the top of the permeation zone, an effect that exceeds the amount of polysulfide actually added was brought about, and the cooking yield could be greatly improved.

本発明の方法は、蒸解収率を一層向上させ、カッパー価と蒸解収率の関係を更に改善することができる。すなわち、本発明は、同一有効アルカリ添加率で同一カッパー価における蒸解収率を向上させることができる。   The method of the present invention can further improve the cooking yield and further improve the relationship between the kappa number and the cooking yield. That is, the present invention can improve the cooking yield at the same kappa number at the same effective alkali addition rate.

本発明の蒸解を実施する為の蒸解フローの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the cooking flow for implementing the cooking of this invention. 未晒パルプのカッパー価と蒸解収率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the copper number of unbleached pulp, and a cooking yield.

符号の説明Explanation of symbols

1…白液導入管
2…ポリサルファイド、アントラキノン含有白液導入管
3,4…黒液導入管
5,6,7…ストレーナー
8,9,10,11…ポンプ
12,13…クーラー
14…ヒーター
15…フラッシュタンク
16,17,18,19…黒液抽出管
20,21…洗浄濾液導入管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... White liquor introduction tube 2 ... Polysulfide and anthraquinone containing white liquor introduction tube 3, 4 ... Black liquor introduction tube 5, 6, 7 ... Strainer 8, 9, 10, 11 ... Pump 12, 13 ... Cooler 14 ... Heater 15 ... Flash tanks 16, 17, 18, 19 ... black liquor extraction tubes 20, 21 ... washing filtrate introduction tubes

Claims (7)

浸透ゾーン、蒸解ゾーン及び洗浄ゾーンを順に有し、かつ、複数のストレーナーが設けられている1ベッセル蒸解装置にリグノセルロース物質を供給し、前記ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンに添加しつつ連続蒸解する方法であって、前記浸透ゾーンに添加する黒液量を100とした場合、1ベッセル蒸解装置の一番上部に位置する浸透ゾーンと次の蒸解ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液量が少なくとも60で、残部が蒸解装置の蒸解ゾーンの中間部のストレーナー及び/又は蒸解ゾーンと洗浄ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液であり、かつ、浸透ゾーンの頂部及び/又はそれ以前の箇所において前記リグノセルロース物質に白液と、添加率0.3質量%〜1.5質量%(対絶乾リグノセルロース材料)のポリサルファイドが添加され、さらに、白液を前記複数のストレーナーの少なくとも一つに添加することを特徴とするリグノセルロース物質の蒸解方法。   A lignocellulosic material is supplied to a one-vessel cooking apparatus having an osmosis zone, a cooking zone, and a washing zone in order, and a plurality of strainers are provided, and the extracted black liquor from the strainer is continuously added to the osmosis zone. A method of cooking, where the amount of black liquor added to the permeation zone is 100, and the amount of black liquor extracted from the strainer between the permeation zone located at the top of one vessel cooking device and the next cooking zone Is at least 60 and the balance is the strainer in the middle of the cooking zone of the digester and / or the extracted black liquor from the strainer between the cooking zone and the washing zone, and at the top of the infiltration zone and / or earlier In the above lignocellulosic material, white liquor and polysulfate having an addition rate of 0.3% by mass to 1.5% by mass (against dry lignocellulosic material) A lignocellulosic material cooking method, wherein a white liquor is added to at least one of the plurality of strainers. 前記蒸解ゾーンの中間部のストレーナー及び/又は蒸解ゾーンと洗浄ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液の一部はフラッシュタンクを経てエバポレーターに送られて処理されることを特徴とする請求項1記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   2. A part of the extracted black liquor from a strainer in the middle of the cooking zone and / or a strainer between the cooking zone and the washing zone is sent to an evaporator via a flash tank for processing. Cooking method of lignocellulosic material. 前記浸透ゾーンの頂部及び/又はそれ以前の箇所において、リグノセルロース物質にアントラキノン誘導体が添加されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   The method for cooking a lignocellulosic material according to claim 1 or 2, wherein an anthraquinone derivative is added to the lignocellulosic material at the top of the infiltration zone and / or at a location before that. 前記ポリサルファイドが酸化触媒を用いてサルファイドを酸化処理することによって調製されているものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   The method for cooking a lignocellulosic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the polysulfide is prepared by oxidizing sulfide using an oxidation catalyst. 前記浸透ゾーンに添加する黒液量を100とした場合、前記蒸解装置の浸透ゾーンと次の蒸解ゾーンの間のストレーナーからの抽出黒液が70以上であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   When the amount of black liquor added to the permeation zone is 100, the black liquor extracted from the strainer between the permeation zone of the digester and the next digestion zone is 70 or more. Item 5. The method for digesting a lignocellulosic material according to any one of Items 4 to 5. 前記浸透ゾーンに添加する抽出黒液の温度が100〜130℃であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   The method for cooking a lignocellulosic material according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature of the extracted black liquor added to the infiltration zone is 100 to 130 ° C. 前記複数のストレーナーからの抽出黒液の一部が白液と共に前記蒸解ゾーンの始めに添加されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。   7. The lignocellulosic material cooking according to claim 1, wherein a part of the extracted black liquor from the plurality of strainers is added together with white liquor at the beginning of the cooking zone. 8. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008174892A (en) * 2006-12-13 2008-07-31 Metso Fiber Karlstad Ab Method for producing cellulose pulp in continuous digester in energy-efficient manner

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