JP3217065B2 - パルプの連続蒸解法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 パルプ産業には例えば塩素など環境に有害な化学薬品
の使用量を減らすように従来以上の厳しい制限が環境当
局によって課されているのが現状である。したがって、
今日では、パルプ工場の漂白およびその後の蒸解工程の
排水中に含まれる有機塩素化合物の排出基準は厳しさを
増しており、パルプ工場では漂白剤など有機塩素化合物
の使用を全面的に中止せざるを得ない事態に追い込まれ
ているところも多い。さらに、市場でも、漂白に塩素を
使用しない紙製品に対する需要が増大している。

したがって、パルプ産業は、この種の化学薬品を使用
せずにパルプを漂白できる方法を求めている。このよう
な方法の一例としては、リグノックス法（SE−A8902058
参照）を挙げることができる。この方法では、過酸化水
素を用いて漂白が行なわれることを特徴とする。漂白用
の化学薬品としては他にオゾンを挙げることができ、実
際、オゾンの使用量も増大している。要するに、塩素を
含む漂白剤を用いず友、市販のパルプに求められる白色
度すなわち89ISO以上の白色度を達成できることは可能
である。

しかし、公知の漂白工程に塩素を含まないこの種の漂
白剤を用いることには問題がある。すなわち、この種の
化学薬品にはパルプ繊維の質を比較的大きく損なう弊害
がある。

カミヤ社の援助のもとで行なわれた実験によって、驚
くべきことに、蒸解釜ほぼ全体を同じ温度に保ってパル
プを蒸解した場合、すなわちすべての蒸解帯域をほぼ同
じ温度に保ってさらに通常向流での洗浄に用いられる蒸
解釜の最下帯域に一定量のアルカリを添加した場合に
は、脱リグニンおよび強度に関してきわめてすぐれた結
果が得られることが明らかになった。蒸解釜ほぼ全体を
同じ温度に保つことによって、比較的低温できわめて高
度に脱リグニンを行なうことができる。さらに、強度の
点でもきわめて好ましい結果が得られること、繊維原料
の収量が高まること、および不良品の量が低減すること
も明らかにされている。これらの効果は、従来の蒸解法
で蒸解したパルプ（軟材）と本発明にもとづく方法で
（上方並流蒸解帯域、中間向流蒸解帯域、および底部向
流洗浄帯域を有する同様な蒸解釜で）蒸解したパルプを
比較して示した第１図および第２図のグラフから明らか
である。本発明にもとづく方法では、蒸解釜をほぼ全域
が約＋155℃の一定温度に保ってパルプの製造を行なっ
た。

本発明は、設備の面からみて、とくに比較的古い原理
にもとづいて建造された上方並流蒸解帯域と下方向流洗
浄帯域からなる蒸解釜を用いた場合でも、本発明にもと
づく方法で蒸解を行なうに際して顕著な効果がある考案
に関する。すなわち、等温蒸解法では、それに伴ってい
くつかの実用上の問題が生じる。第一は、蒸解釜の下方
部分すなわち通常は洗浄に用いられる部分で効率的に一
定温度に達してその温度を維持することが困難であると
いう問題である。

それに関連して、蒸解釜内の温度を好ましくは高温に
維持できるようにするためには、パルプを蒸解釜から＋
100℃以上の温度で取り出す必要がある。このことは、
大気圧へ吹き出そうとすると、そのために爆発的に打解
が生じて結果的にパルプの品質がマイナスの作用を受け
ることを意味する。

蒸解したパルプにこのような強度を損なう打解が生じ
るのを避けるために、本発明にあっては、蒸解釜の直後
に加圧洗浄装置を接続し、パルプを圧力の実質的な低下
を招かずにこの洗浄装置へ誘導することが行なわれる。
加圧洗浄され、パルプの温度とアルカリ成分が減少し、
その結果生じる圧力の低下がパルプの品質にマイナスの
作用を及ぼさなくなるまで、圧力は、穏やかにであって
も下降することはない。この種の洗浄装置は、圧力拡散
装置を備えることが好適であり、その場合には、この圧
力拡散装置から得られる高温高圧の抽出物を高温帯域で
の洗浄液として使用できるという利点もある。このよう
にすれば、熱の利用効率が相当程度高められ、同時に汲
み上げのエネルギーが節減され、大きい熱交換器を使用
する必要性がなくなるという効果が得られる。

図面の簡単な説明 第１図は、等温蒸解法といわゆる従来の蒸解法の改良
型（MCC）を比較した三つのグラフである。

第２図は、脱リグニンと粘度（粘度は、通常、パルプ
の強度を示すと考えられている）の関係を示すグラフで
ある。

第３図は、圧力拡散装置を好ましい形で利用すれば、
既存の蒸解釜を改変して本発明にもとづく新しい方法で
使用することができることを示す説明図である。

詳細な説明 第１図は、等温蒸解法といわゆる従来の蒸解法の改良
型（MCC）を比較して得られた三つのグラフを示す。上
のグラフから、等温蒸解法を用いれば、所与の収量レベ
ルで（これは、とくに使用するアルカリの量によって左
右される）カッパ数に有意の低下が認められることがわ
かる。さらに、二番目のグラフから、同じカッパ数まで
蒸解した場合に、強度に顕著な改善が認められることが
わかる。加えて、三番目のグラフは、廃物となる木材
（木片成分）の量が減少するという効果もあることを示
している。これに、温度を一定に保つことに関連して全
体としてかなりのエネルギーが節減されることを加えれ
ば、本発明の成果にはめざましいものがあることが理解
されよう。第２図は、本発明にもとづく方法によって、
酸素脱リグニンの後でもすぐれたパルプ強度（粘度約10
00）を保ちながら、同時にきわめて低いカッパ数が得ら
れることを示している。したがって、本発明にもとづく
方法を用いれば、その後の漂白工程で過酸化物やオゾン
などのいわゆる環境にやさしい漂白用化学薬品を用いて
も、強度が低くなり過ぎるおそれなしに所定の白色度の
レベルまで漂白することが可能であり、したがって、市
場で求められる純度レベルを得ることができる。

第３図は、蒸解釜１の下方部分を示すが、これは、既
存の蒸解釜のシェルをあらわすものと理解されたい。こ
の種の蒸解釜は、上方並流部分と下方向流部分を有す
る。この種の蒸解釜にあっては、並流帯域では、通常、
完全な蒸解温度（すなわち硬材に関しては約162℃、軟
材に関しては約168℃）が保たれるが、種として洗浄帯
域である向流部分では、下方スクリーンのレベルおよび
その上の部分で、通常、約135℃である。

以上の説明では、蒸解釜の向流帯域を、従来の作業で
は洗浄帯域であるとみなされる場合でも蒸解帯域と呼
ぶ。

溶液は、蒸解釜の底部1A近辺に取り付けられた流入装
置４を通ってじょうかいがまの下方部分へ供給される。
この溶液は、まず、後の工程の洗浄装置空の洗浄液で構
成される。加えて、この液は、新しいアルカリ（白溶
液）を含むものとすることもできる。その場合には、該
アルカリは、ここで、このループ内および／または下方
スクリーン・シンクチェア（1B）からの汲み出し液に加
えられる。蒸解されたパルプは、蒸解釜の底部から導管
を通じて回収される。

中央パイプ5Aには、第一の熱交換器6Aを介して蒸解釜
の下方スクリーン装置1Bから溶液が供給される。該中央
パイプは、蒸解釜内の該スクリーンのレベルの部分で広
がっている。蒸解液は、その後、向流状態で汲み出しス
クリーン1Dへ流れる。蒸解釜のこの中間スクリーン装置
1Dからの汲み出し液は、導管２を介して引き出され、そ
の後の処理が行なわれる。

第３図は、さらに、好ましい一実施形態にあっては、
蒸解釜１に添って圧力拡散装置７が配設されることを示
している。蒸解釜の底部から送る出されたパルプは、圧
力の実質的な低下なしに（好ましくは１バール以下、例
えば約0.5バール）導管８を介して前記圧力拡散装置７
へ導かれる。このことは、圧力拡散装置内の圧力が蒸解
釜内の圧力に対応すること、すなわち底部域では10バー
ルから20バールの間にあることを意味する。圧力拡散装
置から汲み出された液は、導管９を介して蒸解釜１へ戻
される。これに関連して、場合によっては、この液に熱
を付加するために比較的小型の熱交換器10を蒸解釜の底
部に配設して使用することが好ましい。（後の工程から
好適に得られて）圧力拡散装置７へ送られる洗浄液３
は、圧力拡散装置７からパルプが得られるようにするた
めには導管11内では＋100℃よりかなり低い温度でなけ
ればならない。ちなみに、該導管11は、その後にパルプ
を低温吹き出ししてパルプが確実に高い品質を維持する
ようにするために（好適には約10％の変動幅で）、＋10
0℃以下の温度に保たれる。

熱と液のバランスを好適に維持するためには、蒸解釜
からでるパルプは、＋100℃以上の温度、好適には＋105
℃と115℃の間の温度を示さなければならない。さら
に、加熱の必要量の約三分の一は、蒸解釜の下方帯域
（いわゆる高熱帯域）からくるものであることがのぞま
しい。この点に関連して、圧力拡散装置から汲み出され
た液９は、そこで支配的な温度の正確な流れによって多
少異なるが、約＋100℃またはそれよりわずかに高い温
度を示す。したがって、この液は、蒸解釜の下方部分に
供給されるに先立って、最適温度好ましくは＋100℃−
＋100℃の温度を示すように熱交換器10内で若干加熱す
る必要がある。この点に関連して、蒸解釜の下方スクリ
ーン装置1Bから汲み出された液は、中央パイプ5Aを通っ
て蒸解釜１へ戻される。この戻される液に関連して、該
液が熱交換器6A内で加熱されるため、蒸解釜は三つの帯
域すべてでほぼ同じ温度レベルに保たれる。好ましい場
合には、チップ塔の温度は、下方スクリーン装置1Bの上
端にある部分と最高の蒸解帯域にある部分との間で２℃
以上は異ならない。さらに好ましい実施形態にあって
は、これら二つのレベルの間で１℃以上の温度差はな
い。すでに述べたように、（主として硬材では）＋155
℃が好ましい温度レベルであるが、＋150℃と＋165℃の
間ならば他の温度も可能である。ただし、とくに熱の経
済性の面から考えれば、＋160℃以下の温度が好まし
い。

上に述べた場合には、70℃の洗浄液が圧力拡散装置へ
供給される。圧力拡散装置７と蒸解釜１の間には、これ
ら二つの装置へ送られたそれぞれの洗浄液の汲み出し液
のために緩衝器12を使用することが好ましい。この種の
緩衝器12を使用する場合には、当然、それを加圧する必
要がある。

他の方法にもとづけば、さらに他の容器、例えばパル
プの貯蔵に用いられる種類の中でさらに脱リグニンが行
なわれるような塔を蒸解釜と圧力拡散装置の間に配設す
ることも可能である。この方法にもとづけば、この第二
の脱リグニン容器の前段に圧力調節装置が配設され、主
としてパルプの供給を最適に調節するために、この装置
によって適当な圧力低下が行なわれる。さらに、アルカ
リは、この圧力調節装置の後で直接添加することが好ま
しい。さらに、この後段でのアルカリ添加に関連して、
なんらかの形の流入混合装置を好適に配設して、新たに
添加される蒸解液が完全にパルプないに分配されるよう
にすることが好ましい。本発明のこの方法にもとづけ
ば、圧力調節装置による圧力低下は、少なくとも約３バ
ールなければならない。それに対して、この第二の容器
と加圧された洗浄装置の間の圧力低下は、できるだけ少
なく抑え、好ましくは１バール以下としなければならな
い。

本発明は、以上の説明に限定されるものではなく、添
付の特許請求の範囲内で種々の変更を行ない得るもので
ある。例えば、上端の並流部分、中間の主として向流部
分、および下端の向流部分を有し、蒸解液の一部を前記
下端の向流部分いわゆる高熱帯域へ添加する既存のMCC
型の蒸解釜を本発明にもとづいて配置して使用すること
も可能である。上端部分（含浸帯域）が低温のいわゆる
油圧型の蒸解釜も、本発明にもとづいていわゆる等温蒸
解を行なうために好適に利用することができる。さら
に、本発明にもとづく方法は、主として硫酸塩パルプの
生産に用いられる場合でも、あらゆる種類の蒸解液とと
もに用いることが可能である。それに加えて、当業者に
は、本発明が上に例示した温度レベルに限定されるもの
でないことも明らかであろう。ただし、この点で、蒸解
釜ないの平均温度レベルが好ましくは＋150℃以上で＋1
65℃以下、硬材では好ましくは150−155℃の間、軟材で
は好ましくは160−165℃の間にあること、また、蒸解帯
域内の平均温度が、木材が硬材の場合は好ましくは約＋
151℃±１℃、木材が軟材の場合は好ましくは＋159℃±
１℃であることに留意が必要である。最後に、本発明に
もとづいて、スクリーン装置および諸工程を備えた新規
の蒸解釜を使用することももちろん可能であることを指
摘しておかなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バツクルンド，オケ スウエーデン国．エス―652 24・カル ルスタード．ヘルゴルドスガタン．２エ イ (72)発明者 スヴアンベルグ，ヨハンナ スウエーデン国．エス―652 23・カル ルスタード．カルラガタン．30 (56)参考文献 特開 平４−300378（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145882（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−15312（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平８−506861（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−503030（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−504238（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−503268（ＪＰ，Ａ) 米国特許4123318（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21C 1/00 - 11/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低カッパー価のパルプを製造するため、垂
   直蒸解釜（１）内の繊維材料を、高温、高圧下で連続蒸
   解し、その間良好なパルプ強度を維持し、そのパルプが
   塩素を含む漂白剤を使用しない漂白に適しており、繊維
   材料及び蒸解液が、蒸解釜の頂部に供給され、使用済み
   の蒸解液が、蒸解釜の上端と下端との間の少なくとも一
   つのスクリーン装置（1D）から汲み出され、パルプがそ
   の蒸解釜の下端から送り出される方法において、 最下方の蒸解釜のスクリーン装置（1B）の直ぐ上の蒸解
   帯域内の温度を、蒸解釜の他の単数または複数の蒸解帯
   域とほぼ同じ温度レベルに維持することができ、前記パ
   ルプが、蒸解釜（１）から直導管（８）を介して、加圧
   洗浄装置（７）に供給され、その導管（８）において、
   繊維材料が本質的に同じ圧力レベルに維持され、前記パ
   ルプが少なくとも次の一つのステップで、前記加圧洗浄
   した後、好ましくは塩素を含む漂白剤を使用しないで、
   漂白されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】前記洗浄装置が、圧力拡散装置を有するこ
   とを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
3. 【請求項３】圧力拡散装置（７）からの汲み出し液が、
   導管（９）を介して蒸解釜（１）の下端部分（1A）へ供
   給され、供給された液は温度が＋100℃以上で、好まし
   くは＋100℃以下であり、蒸解釜から出てくる繊維材料
   は温度が＋105℃〜＋115℃、好ましくは約＋110℃であ
   り、圧力拡散装置へ供給される液は温度が＋110℃以
   下、好ましくは＋75℃±５℃であり、圧力拡散装置
   （７）から回収されるパルプは温度が＋100℃以下であ
   ることを特徴とする請求の範囲２に記載の方法。
4. 【請求項４】導管（９）内の液のために加熱装置（10）
   が設けられ、圧力拡散装置（７）と蒸解釜（１）との間
   に緩衝装置（12）が配置され、緩衝装置（12）は好まし
   くは加圧されることを特徴とする請求の範囲３に記載の
   方法。
5. 【請求項５】蒸解釜内の平均温度が、150℃以上165℃以
   下であることを特徴とする請求の範囲４に記載の方法。
6. 【請求項６】平均温度が、硬材に関しては150〜155℃の
   間、軟材に関しては160〜165℃の間であることを特徴と
   する請求の範囲５に記載の方法。
7. 【請求項７】異なる蒸解帯域間の温度の偏差が、多くと
   も±１℃であることを特徴とする請求の範囲５に記載の
   装置。
8. 【請求項８】前記加圧された洗浄装置は、８バール以上
   の圧力、好ましくは12バール以上の圧力、更に好ましく
   は15バール以上の圧力用として設計されることを特徴と
   する請求の範囲１に記載の装置。
9. 【請求項９】前記直導管が、上方並流蒸解帯域と下方逆
   流洗浄帯域とを構成する蒸解釜（１）に、再び取り付け
   られることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
10. 【請求項１０】蒸解液が、蒸解釜（１）の底部の近接に
    装着された流入装置（４）を介して、蒸解釜に加えら
    れ、そして／または下方スクリーン帯（1B）から汲み出
    されることを特徴する請求の範囲１に記載の方法。