JP2008534796A - チップ及び液体から成るスラリーの供給装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、化学セルロースパルプの製造のための連続蒸解処理において、ある容器から次の蒸解釜へチップ懸濁液を供給する方法及び装置に関する。ここで、容器（１０１）は、チップを導入するための入口部（１０７）と、チップ懸濁液を放出するための排出部（２０１）とを有する。容器（１０１）内のチップ懸濁液は、第二流体／木比率の上方で確立された第一流体／木比率を有し、第二流体／木比率は、容器の底部で確立される。第二流体／木比率は、少なくとも、第一流体／木比率と同じ大きさ、好ましくは、それより大きい。本発明は、容器（１０１）からチップ懸濁液を放出した後で、かつ、チップ懸濁液を加圧下で次の蒸解釜へ送り進める前に、流体の一部（Ｑ２）をチップ懸濁液から引き出し、それにより、チップ懸濁液内で第三流体／木比率を確立し、この第三流体／木比率が、第二流体／木比率より低いことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１に記載したように化学セルロースパルプの製造のための連続蒸解処理において、ある容器から次の蒸解釜へチップ懸濁液を供給する方法及び装置に関する。

化学セルロースパルプの連続蒸解において蒸解釜及び含浸容器の底部でスクレーパ装置を使用することは以前から知られている。これらのスクレーパ装置の目的は、容器からのセルロースパルプ又はチップの連続的な排出を保証することにある。スクレーパ装置は複数のスクレーパアームから成り、これらのスクレーパアームは、製造中に垂直になるよう配置されたシャフトに設けられている。パルプ又はチップの懸濁液中でのアームの動きは、障害物の形成、流路の形成及び他の望ましくない作用を無効にする。

前記スクレーパアームを動かすための上述したシャフトは、以前から、蒸解釜又は含浸容器の下方部分に流体を添加するために用いられている。この場合、流体の添加は、シャフトを中空に形成し、この通路を通して流体を導き入れることによって行われる。流体を添加する第一の目的はパルプを洗浄することにあった。シャフトを通した流体の添加は、最近になって、容器からの排出を確実にすることを目的として、パルプの希釈のために用いられるようになった。米国特許第５，７３６，００５号は、このような中空シャフトの改良を開示しており、前記中空シャフトを通して、蒸解釜からの排出を確実にするために連続蒸解釜に流体が添加される。

希釈して、蒸解釜や含浸容器からのパルプやチップの排出を確実にすることを目的とした流体の上記添加方法の代わりの方法として、容器を貫通する流体供給装置を介して容器の下方部分に流体を添加する方法がある。この添加方法は、スクレーパ装置の近くで行われることが好ましい。スウェーデン国特許第１８０，２８９号は、セルロース繊維の妨害物の形成を防止するために、流体供給装置で容器の底部の近くに流体を添加する例を開示している。

しかし、上述した方法で流体を添加すると、特に、含浸容器に添加する時に、多くの問題が生じる。
流体を含浸容器に添加する場合、追加で添加した流体を、次の蒸解釜のトップセパレータで処理しなければならないため、トップセパレータで相当な追加費用が必要になる。
さらにまた、添加された流体により、システムで処理しなければならない流体の量が大量になり、言い換えれば、高価な投資と、ポンプ又は高圧タップ若しくはそれらの両方の高い作業コストが必要になる。

必然的に、含浸容器の底部に流体を添加しない場合にも、チップ懸濁液の流体／木比率が、含浸容器からの排出を確実にするために流体を添加する必要がないほどに高くなることが原因で、同様の問題が生じる。

米国特許第５，７３６，００５号 スウェーデン国特許第１８０，２８９号

本発明の最も重要な目的は、含浸容器から移送ラインへのセルロースパルプの排出に関する上述の問題又は欠点を排除するか又は低減させることにある。本発明によれば、以下のことが可能になる。
・含浸容器から蒸解釜へ送り出されるチップ懸濁液中の流体の量を減らすこと、即ち、流体／木比率を減らすこと。
・流体の量を瞬間的に増加させるだけで、含浸容器の底部からの安定した流出を初期に確立すること。又は、この理由のために輸送ライン内へポンプで送られる必要がある流体の量を増大させることなく、含浸容器の底部における希釈率を上げること。
・流体の量を減らすことによって、次の蒸解釜で、より小さく、かつ、より安価なトップセパレータを使用することを可能にすること。好ましくは、トップセパレータを完全に排除することを可能にすること。
・流体の量を減らすことによって、消費電力が少ない、より小さく、かつ、より安価なポンプ又は高圧タップ、若しくはそれら両方を使用することを可能にすること。
これらの目的は、請求項１に記載の装置によって達成される。

添付図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。
以下の本発明の詳細な説明では、「チップ懸濁液」の概念が用いられる。この用語は、本明細書では、流体と一緒になったチップを意味するものとして用いられ、セルロースパルプの製造のための連続蒸解処理において、懸濁液は含浸容器内で処理され、そして、前記含浸容器から次の蒸解釜へ供給される。

また、「流体／木比率」の用語が用いられる。この用語は、この明細書では、チップ懸濁液中にある流体と木との間の関係を意味するものとして用いられる。

さらにまた、ストレーナ表面の説明中に、「穴あきストレーナ孔又はスリット」の用語が用いられる。この用語は、この明細書では、表面にある貫通開口を意味するものとして用いられ、それらの形状について条件はない。従って、これらの開口は、円形、四角形、三角形等であり得る。さらにまた、打ち抜き孔が真っ直ぐな貫通スリット、湾曲した貫通スリット、又は曲がった貫通スリット等から成ると考えることも可能である。

最後に、「供給装置」の概念が用いられる。この用語は、この明細書では、圧力を用いて、チップ懸濁液を含浸容器から蒸解釜へ送るための装置を意味するものとして用いられる。このような供給装置の例は、ポンプ及び高圧タップである。

図１は、主として円筒形で垂直に配置されたチップを含浸するための含浸容器１０１の下側部分を示している。化学セルロースパルプの製造のための連続蒸解処理において、含浸容器は蒸解釜４０１の前に置かれる。含浸容器は、直径Ｄ１を有する。また、含浸容器は、その頂部に未処理のチップが供給される入口部１０７を備えている。さらに、含浸容器は、その底部にバケット型排出部２０１を有し、この排出部２０１からチップ懸濁液、即ち、流体に含浸されたチップが送り出される。含浸容器内のチップ懸濁液は、第一流体／木比率を持ち、この第一流体／木比率は好ましくは２〜７の範囲内にある。

含浸容器１０１からのチップ懸濁液の排出を促進するために、チップ懸濁液を攪拌するための機械式攪拌機１０２が、含浸容器１０１の底部に配置されている。この攪拌機１０２は、複数、好ましくは二つのスクレーパアーム１０５を有する。これらのスクレーパアーム１０５は、垂直に配置されたシャフト１０６の上端に設けられている。シャフト１０６は、その下端で、直接作用する駆動装置１０７によって、駆動される。チップ懸濁液の攪拌は、含浸容器からの排出を促進するように、排出処理に関連して、チップの配向を破壊する。

含浸容器１０１からのチップ懸濁液の放出をさらに確かなものにするために、少なくとも一つの希釈液供給ノズル１０３を用いて、公知の方法で、底部の近くにＱ１の量の希釈液が添加される。希釈液供給ノズル１０３は、殆どの場合、含浸容器１０１の壁を貫いて配置されるか、又は、スクレーパアーム１０５内に配置される。希釈液供給ノズル１０３がスクレーパアーム１０５内に配置された実施例では、希釈液は、希釈液が流れるシャフト１０６の孔（図示せず）を通してスクレーパアーム１０５まで導かれる。以下、希釈液供給ノズル１０３から含浸容器１０１に添加される希釈液の総量は、Ｑ１として参照される。希釈的を添加した後のチップ懸濁液は、第二流体／木比率を有する。第二流体／木比率は、含浸容器内で第一流体／木比率より高い。また、第二流体／木比率は、障害がない均一な放出を保証するために確立される。この第二流体／木比率は、好ましくは、６〜１０の範囲内にある。しかしながら、Ｑ１＝０、即ち、希釈液供給ノズル１０３を通して希釈液が添加されないという運転条件が存在し得る。この場合、第一及び第二の流体／木比率が等しくなり、この比率は６〜１０の範囲に入る。

第一流体／木比率と第二流体／木比率との関係を簡単にまとめると、容器１０１内のチップ懸濁液は第二流体／木比率の上方で確立された第一流体／木比率を有し、第二流体／木比率は容器の底部で確立されると言うことができる。第二流体／木比率は、少なくとも、第一流体／木比率と同じくらい大きく、好ましくは、第一流体／木比率より大きい。

チップ懸濁液、即ち、流体が含浸したチップは、続けて、バケット型排出部２０１を通して含浸容器１０１から送り出される。バケット型排出部２０１は、含浸容器１０１の底部における攪拌機１０２の下方に配置されている。バケット型排出部２０１の直径はＤ２であり、この直径Ｄ２は、含浸容器の直径Ｄ１より小さく、即ち、Ｄ２＜Ｄ１となる。３〜５ｍの直径Ｄ１を有する含浸容器１０１に対するバケット型排出部の直径Ｄ２は、約１〜１．５ｍである。１０ｍの直径Ｄ１を有する含浸容器に対しては、バケット型排出部の直径Ｄ２は、約２ｍの寸法を有する。このように、直径Ｄ２は、直径Ｄ１の５０％より小さく、好ましくは、直径Ｄ１の１５〜４０％の範囲にある。バケット型排出部の壁の一部又は壁全体は、穴あきストレーナ孔又はスリットで構成される。ストレーナ孔又はスリットは、排出部の外壁にある引出空間(withdrawal space)２０６によって囲まれている。引出空間２０６を通して、ポンプ３０３を用いて、チップ懸濁液から部分的な液量Ｑ２が引き出され、その後、チップ懸濁液の残りが、圧縮装置３０２による加圧下にある蒸解釜４０１に繋がる排出ライン３０１へ送られる。排出ライン３０１は、バケット型排出部の壁部分に接続されている。排出ライン３０１の直径はＤ３であり、ここで、直径Ｄ１，Ｄ２及びＤ３はＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を有する。流体を引き出した後のチップ懸濁液は第三流体／木比率を有し、この比率は、第二流体／木比率より低い。この第三流体／木比率は、５〜９の範囲内にあり、６〜１０の範囲内にある第二流体／木比率より、少なくとも１ユニット、好ましくは２ユニット低い。

その後、引き出された流体Ｑ２は、以下のいずれか一つ又は組み合わせに送られ得る。

・Ｑ２は、循環ラインへ送られる。循環ラインの第一入口端は、バケット型排出部（２０１）に配置された少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、循環ラインの第二端部は、再生処理（ＲＥＣ）に接続される。正常な状態では、消費した含浸流体を引き出すことが望ましく、その一部は蒸解釜から引き出される。

・Ｑ２は、循環ラインへ送られる。循環ラインの第一入口端は、バケット型排出部（２０１）に配置された少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、循環ラインの第二端部は、希釈液供給ノズル（１０３）に接続される。この場合、それは、もっぱら重要な局部希釈に用いられる。

・Ｑ２は、循環ラインへ送られる。循環ラインの第一入口端は、少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、循環ラインの第二端部は、含浸容器（１０１）の頂部に近い位置（Ａ）に接続される。

・Ｑ２は、循環ラインへ送られる。循環ラインの第一入口端は、少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、循環ラインの第二端部は、次の蒸解釜（４０１）における位置（Ｂ）に接続される。これは何らかの蒸解状態において、蒸解条件を変更し、できれば、硫化度を高めたい場合、又は、蒸解釜内の繊維に先に溶解したキシランを沈殿させたい場合になされる。

図２ａ及び２ｂは、バケット型排出部２０１の第一の好ましい実施例を示している。この実施例では、排出部の表面２０４の一部、好ましくは全体に、ストレーナ孔又はスリット２０５が開けられている。そして、穴あき表面２０４から、チップ懸濁液内の流体の一部Ｑ２が、外側表面２０４のストレーナ孔又はスリットの周りに配置された引出空間２０６を通してポンプ３０３によって引き出される。シャフト１０６（図２には示されていない）は、バケット型排出部２０１の貫通孔２０２を通過する。

図３ａ及び３ｂは、バケット型排出部２０１の第二の好ましい実施例を示している。この実施例では、排出部２０１の表面２０４に、周囲角αに亘ってストレーナ孔又はスリット２０５が開けられている。周囲角αは、９０度から２７０度の間であり、好ましくは１８０度である。そして、穴あき表面２０４から、チップ懸濁液内の流体の一部Ｑ２が、外側表面２０４のストレーナ孔又はスリットの周りに配置された引出空間２０６を通してポンプ３０３によって引き出される。シャフト１０６（図３には示されていない）は、バケット型排出部２０１の貫通孔２０２を通過する。

図４ａ及び４ｂは、バケット型排出部２０１の第三の好ましい実施例を示している。この実施例では、排出部２０１は底部表面２０３を有する。底部表面２０３の一部、好ましくは全体に、ストレーナ孔又はスリット２０５が開けられている。穴あき底部表面２０３から、チップ懸濁液内の流体の一部Ｑ２が、引出空間２０６を通してポンプ３０３によって引き出される。シャフト１０６（図４には示されていない）は、バケット型排出部２０１の貫通孔２０２を通過する。

図５ａ及び５ｂは、第４の好ましい実施例を示している。この実施例では、排出ライン３０２の表面に、部分的に、又は全体的に、ストレーナ孔又はスリット２０５が開けられている。穴あき表面から、チップ懸濁液中の流体の一部Ｑ２が、排出ラインの外面におけるストレーナ孔又はスリット２０５の周囲に配置された引出空間２０６を通して、ポンプ３０３によって引き出される。

図６ａは、ストレーナ孔又はスリット２０５から成るバケット型排出部のストレーナ表面の見え方の第５の好ましい実施例を示している。この場合、全面に穴が開けられている。
図６ｂは、ストレーナ孔又はスリット２０５によって、ストレーナ表面の一部に穴が開けられている第６の好ましい実施例を示している。
図６ｃは、ストレーナ孔又はスリット２０５によって、ストレーナ表面の一部に穴が開けられている第７の好ましい実施例を示している。

図７ａ及び７ｂは、バケット型排出部の側面図及び平面図を示しており、この実施例では、ストレーナ表面のストレーナ孔又はスリットが詰まらないように、バケット型排出部のストレーナ表面におけるストレーナ孔又はスリットをきれいに維持するために、シャフト１０６上にスクレーパアーム２０７が設けられている。

図８ａ及び８ｂは、バケット型排出部２０１の第８の好ましい実施例を示している。この実施例では、排出部２０１は、図４ａ及び４ｂに示した底部表面と同じ底部表面２０３を有する。底部表面２０３の一部、好ましくは全面に、ストレーナ孔又はスリット２０５が開けられている。穴あき底部表面を介して、ポンプ３０３によって、引出空間２０６を通して、チップ懸濁液から流体の一部Ｑ２が引き出される。底部表面２０３には、底部表面の下方に配置された空間を有する放出部８０１が設けられている。仕切り弁(sluice valves)８０２が、放出部８０１の内部に設けられている。これらの弁８０２は、動作中にこの空間に収集される粗い材料８０４を取り除き得る。放出部を排出ライン３０１の近くに配置すると、チップ懸濁液がその放出部を通り、大きな又は粗い材料が放出部８０１内に落とされるので有利である。ポンプ３０３を経て放出部８０１の空間部に流体ライン８０３を設けると有利である。この方法では、希釈することができるので、放出部８０３からの放出が容易になる。図７に示されたスクレーパアーム２０７が、排出部８０１に材料８０４を運ぶのに役立つ。

背景技術として上述した従来の技術に比べて、本発明によれば、とりわけ、以下の利点が得られる。
・先行する含浸容器から蒸解釜のトップセパレータへの流体の流量を減らすことができ、その結果、より小さく、かつ、より安価なトップセパレータを利用することが可能になる。最適な実施例によれば、蒸解釜のトップセパレータを完全に無くすことが可能になる。
・含浸容器から出るチップ懸濁液の流体容量を減らすことができ、その結果、より小さく、より安価で、かつ、よりエネルギ消費量が少ないポンプ又は高圧タップ若しくはそれら両方を利用することが可能になる。

本発明は、上記した実施例に制限されることなく、添付した特許請求の範囲の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、以下の全ての組み合わせが、単独で、又は組み合わせで適用することができる。
（１）ストレーナ孔又はスリット２０５をバケット型排出部の外側表面２０４に配置すること。
（２）ストレーナ孔又はスリット２０５をバケット型排出部の底部表面２０３に配置すること。
（３）ストレーナ孔又はスリット２０５を排出ライン３０１の外側表面に設けること。

本発明による装置を備えた含浸容器の好ましい一実施例を示している。 図２ｂにおけるＡ−Ａ断面の側面図である。 バケット型排出部２０１の第一の好ましい実施例の上面図である。 図３ｂにおけるＢ−Ｂ断面の側面図である。 バケット型排出部２０１の第二の好ましい実施例の上面図である。 図４ｂにおけるバケット型排出部２０１の側面図である。 バケット型排出部２０１の第三の好ましい実施例の上面図である。 図５ｂにおけるＣ−Ｃ断面の側面図である。 バケット型排出部２０１の第四の好ましい実施例及び排出ライン３０１の上面図である。 ａ〜ｃは、バケット型排出部の異なるストレーナ表面の外観の異なる実施例を示している。 ａ及びｂは、ストレーナ内の孔又はスリットをきれいに保つためにシャフト１０６にスクレーパアーム２０７をどのように設けるかの一実施例を示している。 ａ及びｂは、図４の実施例の変形例を示しており、この実施例では、残骸捕捉手段が底面に設けられている。

Claims (14)

1. チップを送り込むための入口部（１０７）と、チップを送り出すための排出部（２０１）とが本質的に垂直に配置された容器（１０１）と、
   加圧装置（３０２）による加圧下におくことでチップ懸濁液を次の蒸解釜（４０１）へ輸送するために排出部に接続された排出ライン（３０１）と
   を備え、
   化学セルロールパルプの製造のための連続蒸解処理で容器から次の蒸解釜へチップ懸濁液を供給する供給装置において、
   容器（１０１）が直径Ｄ１を有し、
   排出部（２０１）が直径Ｄ２を有し、
   排出ライン（３０１）が直径Ｄ３を有し、
   これらの直径の関係が、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３であり、
   加圧装置（３０２）の前にある排出部（２０１）の少なくとも一部に、ストレーナ孔又はスリットを開け、
   希釈されたチップ懸濁液における流体の一部Ｑ２を、残ったチップ懸濁液を加圧装置（３０２）による加圧下において排出ライン（３０１）を通して次の蒸解釜（４０１）に送る前に、排出部（２０１）におけるストレーナ孔又はスリット（２０５）から引き出す
   ことを特徴とする供給装置。
2. チップ懸濁液を攪拌するために、攪拌機（１０２）を容器（１０１）の底部に配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 引出空間（２０６）を排出部（２０１）の外側に配置し、
   ポンプ（３０３）を用いて、前記引出空間（２０６）を通して流体の一部Ｑ２を、ストレーナ孔又はスリット（２０５）から引き出す
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 少なくとも一つの希釈液供給ノズル（１０３）を容器（１０１）の底部の近くに配置し、
   前記ノズル（１０３）が前記容器（１０１）にＱ１の量の希釈液を添加する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
5. 排出部（２０１）が円筒状バケット型である
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の装置。
6. バケット型排出部の外側表面（２０４）の少なくとも一部にストレーナ孔又はスリットが開けられ、
   穴あき外側表面（２０４）からチップ懸濁液中の流体の一部Ｑ２が引き出される
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の装置。
7. バケット型排出部の外側表面（２０４）の少なくとも一部に、９０°〜２７０°の範囲、好ましくは１８０°の範囲に亘って、穴が開けられ、
   穴あき外側表面（２０４）からチップ懸濁液中の流体の一部Ｑ２が引き出される
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
8. バケット型排出部の底部表面（２０３）の少なくとも一部に、ストレーナ孔又はスリット（２０５）を開け、
   穴あき底部表面（２０３）からチップ懸濁液中の流体の一部が引き出される
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。
9. バケット型排出部に接続された排出ライン（３０１）の外側表面の少なくとも一部に、ストレーナ孔又はスリット（２０５）が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の装置。
10. 循環ラインの第一入口端部が、バケット型排出部（２０１）に配置された少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、
    循環ラインの第二端部が、再生システム（ＲＥＣ）に接続されている
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の装置。
11. 循環ラインの第一入口端部が、バケット型排出部（２０１）に配置された少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、
    循環ラインの第二端部が、希釈液供給ノズル（１０３）に接続されている
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置。
12. 循環ラインの第一入口端部が、少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、
    循環ラインの第二端部が、容器（１０１）の頂部に近い位置（Ａ）に接続されている
    ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の装置。
13. 循環ラインの第一入口端部が、少なくとも一つの引出空間（２０６）に接続され、
    循環ラインの第二端部が、次の蒸解釜（４０１）内の位置（Ｂ）に接続されている
    ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の装置。
14. バケット型排出部の底部表面（２０３）に、底部表面の下方に空間を有する放出部を設け、
    動作中に前記空間に集まる粗い材料を仕切りを通して放出できるようにした
    ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の装置。

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