JP5060421B2 - Semi-chemical pulp manufacturing method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、リグノセルロース材料からセミ−ケミカルパルプを製造するための方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for producing semi-chemical pulp from lignocellulosic material.
セミ−ケミカルパルプ化プロセスは知られており、例えば、特許文献1および特許文献2に記載されている。セミ−ケミカルパルプ化プロセスは、Lo−Solids(登録商標)蒸解を含むパルプ化プロセス、例えば特許文献3に開示されたパルプ化プロセスと相違する要件および運転条件を有する。 Semi-chemical pulping processes are known and described, for example, in US Pat. The semi-chemical pulping process has requirements and operating conditions that differ from pulping processes including Lo-Solids® cooking, for example, the pulping process disclosed in US Pat.
セミ−ケミカルパルプ(製凾に用いられる波形媒体を製造するために通常用いられる歩留が65〜85%の範囲のパルプ)を製造するときには、NaOH、Na2CO3、Na2SO3、クラフト白液又はクラフト緑液などの数種の異なる化学薬剤が用いられ、いくつかの場合には、高い温度(160℃以上)と短い蒸解時間(1時間以内)がセミ−ケミカルパルプを製造するために用いられる。 When producing semi-chemical pulp (pulp with a yield typically in the range of 65-85% used to produce corrugated media used for making iron), NaOH, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 , kraft Several different chemical agents are used, such as white liquor or kraft green liquor, and in some cases high temperatures (over 160 ° C) and short cooking times (within 1 hour) produce semi-chemical pulp Used for.
孤立しているセミ−ケミカルパルプ工場では、NaOH、Na2CO3およびNa2SO3が別々にあるいはコンビネーション又はサブコンビネーションして用いられており、これらの化学薬剤は、臭いが少ないこと、および特にNaOHおよび/またはNa2CO3を用いたときに、クラフト液のために通常用いられる比較的に簡単な回収システムで再生できることなどの利点を有する。各化学薬剤および化学薬剤の混合物は、用いられた木材のタイプ(例えば種々のタイプの濶葉樹)の相違によって、固有のパルプ特性を生ずる。従って、化学薬剤の特定のコンビネーション又はサブコンビネーションは、パルプ製造者の個々の基準に基いて選択される。 In isolated semi-chemical pulp mills, NaOH, Na 2 CO 3 and Na 2 SO 3 are used separately or in combination or sub-combination, and these chemicals have low odor and especially When using NaOH and / or Na 2 CO 3 , there are advantages such as being able to be regenerated with a relatively simple recovery system commonly used for kraft liquids. Each chemical agent and mixture of chemical agents produces unique pulp properties due to differences in the type of wood used (eg, various types of hardwoods). Thus, a particular combination or sub-combination of chemical agents is selected based on the individual criteria of the pulp manufacturer.
簡単なプロセスであるが、保持時間が比較的に短いと、マルチ−ステージ蒸解プロセスを行うことを試みることを非現実的なものとしてしまう可能性がある。 Although a simple process, a relatively short holding time can make it unrealistic to attempt to perform a multi-stage cooking process.
セミ−ケミカルパルプ製造設備がクラフトパルプ工場内で運転される場合には、化学薬剤補充の観点から緑液を使用することは意味があるかも知れない。緑液は、クラフト黒液を燃焼し、生成したスメルトを白液に溶解することにより得られる。白液は一般にNaOHとNa2Sとの混合物を含み、緑液は、黒液の燃焼により生じたスメルト中の化学薬剤とともにNaOHとNa2Sを含有する。消費済みの液が抽出される抽出スクリーンを設けた蒸解缶で緑液を用いると、極めてしばしば抽出スクリーンがリグニンで被覆されるようになる。 If a semi-chemical pulp production facility is operated in a kraft pulp mill, it may make sense to use green liquor from a chemical replenishment perspective. Green liquor is obtained by burning kraft black liquor and dissolving the resulting smelt in white liquor. The white liquor generally contains a mixture of NaOH and Na 2 S, and the green liquor contains NaOH and Na 2 S along with chemicals in the smelt produced by the combustion of black liquor. When green liquor is used in a digester with an extraction screen from which spent liquid is extracted, the extraction screen is very often coated with lignin.
この閉塞又は被覆は、蒸解の末期における低いpHにより溶液から沈殿したリグニンによって惹き起される。pHの低下は、炭酸イオン(CO3 2-)の消費によってもたらされる。アルカリ蒸解条件に曝されたリグニンの溶解性はpHの低下とともに減少するので、リグニンは粘稠のタール状物質を形成し、蒸解缶スクリーンを被覆し、蒸解缶スクリーンを、蒸解缶をシャットダウンして、清浄化しなければならない程度までに機能不全にしてしまう。 This blockage or coating is caused by lignin precipitated from solution due to the low pH at the end of cooking. The decrease in pH is caused by consumption of carbonate ions (CO 3 2− ). Since the solubility of lignin exposed to alkaline cooking conditions decreases with decreasing pH, lignin forms a viscous tar-like material, coats the digester screen, shuts the digester screen, shuts down the digester It becomes dysfunctional to the extent that it must be cleaned.
この潜在的な問題を解消するために、このタイプの装置を有する、多くのパルプ工場では、蒸解の末期においてpHを高く保つために、実質的な量のクラフト白液を緑液とともに(例えば、総化学薬剤チャージの20〜30%まで)添加している。しかしながら蒸解の始期においてpHがより高いと、パルプ歩留に負の影響を与え、また白液は緑液よりも製造コストが高いので、運転が非経済的になってしまう。
本発明のいくつかの態様は、一般に、セミ−ケミカルパルプ化のための蒸解槽における黒液抽出スクリーンの閉塞を防止するための方法に関するものであり、該方法は、
リグノセルロース材料および緑液をセミ−ケミカルパルプ化のための蒸解槽に供給する工程、
リグノセルロース材料をセミ−ケミカルパルプ化のための蒸解槽で蒸解し、リグニンの一部又は全部をリグノセルロース材料から分離させ、リグニンを蒸解液に溶解させる工程、
セミ−ケミカルパルプ化プロセスにおいて蒸解槽で形成された溶解リグニン含有黒液を抽出スクリーン経由で抽出する工程、
白液又は塩基を蒸解槽の抽出スクリーン又はその近傍に加え、抽出スクリーン又はその近傍のpHを高め、リグニンが抽出スクリーンに付着するのを防止する工程
を含むことを特徴とする。
Some aspects of the invention generally relate to a method for preventing blockage of a black liquor extraction screen in a digester for semi-chemical pulping, the method comprising:
Supplying lignocellulosic material and green liquor to a digester for semi-chemical pulping;
Digesting the lignocellulosic material in a digester for semi-chemical pulping, separating part or all of the lignin from the lignocellulosic material, and dissolving the lignin in the cooking liquor;
Extracting the dissolved lignin-containing black liquor formed in the digester in the semi-chemical pulping process via an extraction screen;
A step of adding white liquor or base to the extraction screen of the digester or the vicinity thereof to increase the pH of the extraction screen or the vicinity thereof to prevent lignin from adhering to the extraction screen.
本発明のいくつかの態様は、蒸解槽中の黒液抽出スクリーンの閉塞を防止する、リグノセルロース材料のセミ−ケミカルパルプ化プロセスのための蒸解槽であって、該蒸解槽は、
蒸解槽に緑液を運搬する第1供給導管、
蒸解槽にリグノセルロース材料を運搬する第2供給導管、
リグニンがリグノセルロース材料から分離され、蒸解液に溶解される空間部、
セミ−ケミカルパルプ化プロセスにおいて蒸解槽で形成されたリグニン溶解黒液を抽出する、抽出導管に連結された抽出スクリーン、および
抽出スクリーン又はその近傍のpHを高めて、リグニンが抽出スクリーンに付着するのを防止するように、白液又は塩基を蒸解槽の抽出スクリーン又はその近傍に送るための第3供給導管
を含むことを特徴とする。
Some embodiments of the present invention are digesters for the lignocellulosic material semi-chemical pulping process that prevent blockage of the black liquor extraction screen in the digester, the digester comprising:
A first supply conduit for conveying green liquor to the digester,
A second supply conduit for transporting lignocellulosic material to the digester,
A space where lignin is separated from the lignocellulosic material and dissolved in the cooking liquor,
Extracting the lignin dissolved black liquor formed in the digester in the semi-chemical pulping process, the extraction screen connected to the extraction conduit, and the pH of the extraction screen or its vicinity is increased so that the lignin adheres to the extraction screen A third supply conduit for sending white liquor or base to or near the extraction screen of the digester.
本発明のいくつかの態様は、一般に、蒸解の末期におけるpHを上昇させることに関するものであり、これにより、スクリーンが長期間に亘って清浄に保つことができる。pHを上昇させることは、蒸解の末期に、白液又はNaOH(又は他の塩基)を循環および/またはセントラルパイプを経由で添加することにより達成される。 Some aspects of the present invention generally relate to increasing the pH at the end of cooking, which allows the screen to be kept clean for an extended period of time. Increasing the pH is accomplished by adding white liquor or NaOH (or other base) via circulation and / or a central pipe at the end of cooking.
蒸解の末期の蒸解液(例えば、リグニンを伴なう黒液)のpHは10以上、好ましくは10〜13、最も好ましくは10〜12にすべきである。 The pH of the cooking liquor at the end of cooking (eg, black liquor with lignin) should be 10 or higher, preferably 10-13, most preferably 10-12.
本発明のいくつかの態様によれば、抽出スクリーン又はその近傍のpHは、抽出スクリーンの上の液体のpHと比べて、高めることができ、これにより、抽出スクリーン又はその近傍におけるリグニンの溶解性を向上させることができる。 According to some aspects of the present invention, the pH at or near the extraction screen can be increased relative to the pH of the liquid on the extraction screen, thereby increasing the solubility of lignin at or near the extraction screen. Can be improved.
いくつかの態様において、セミ−ケミカルパルプ化が行われる槽の抽出スクリーン又はその近傍におけるpHレベルを上昇させることができ、これによりリグニンの溶解性を増加させ、また抽出スクリーンの閉塞性を減少させることができる。 In some embodiments, the pH level at or near the extraction screen of the tank in which semi-chemical pulping is performed can be increased, thereby increasing the solubility of lignin and decreasing the occlusiveness of the extraction screen. be able to.
図1は、蒸解缶110を含むセミ−ケミカルパルプ化装置100の部分を示し、蒸解缶110への入口部は、導管102を含み、この導管は、一般に、少なくとも緑液と、リグノセルロース材料含有の未蒸解パルプとを含有している。導管102(又は他の導管)より、例えばNaOH、Na2CO3、Na2SO3および/または白液のような他の化学薬剤が蒸解缶102に供給される。蒸解缶110の入口部は導管108も含み、この導管より、白液、NaOH(および/または他の塩基)、および/またはリグニンの溶解性を高く、抽出スクリーン閉塞性を減少させる他の薬剤が供給される。 FIG. 1 shows a portion of a semi-chemical pulping apparatus 100 that includes a digester 110, where the inlet to the digester 110 includes a conduit 102, which generally contains at least green liquor and lignocellulosic material. Of undigested pulp. Other chemical agents such as NaOH, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 and / or white liquor are supplied to the digester 102 from the conduit 102 (or other conduit). The inlet of digester 110 also includes a conduit 108 from which white liquor, NaOH (and / or other bases), and / or other agents that increase the solubility of lignin and reduce the clogging of the extraction screen. Supplied.
パルプは種々の抽出スクリーンを含む蒸解缶110で蒸解される。蒸解缶110は異なる高さに種々の抽出スクリーンを有するが、図1では抽出スクリーン112のみが、消費ないし使用済みの液(すなわち黒液)が蒸解缶110から除去抽出されるところに図示されている。黒液は、導管114経由で抽出され、導管114は、導管116と導管106とに分岐している。導管116の流体は導管108の流体(例えば白液および/またはNaOH)と混合されて、導管118経由で蒸解缶110に循環される。この循環ループは、リグニンの黒液への効率的な抽出を促進し、その結果、必要とされる白液および/またはNaOHの量を減少させる。 The pulp is digested in digester 110 containing various extraction screens. Although the digester 110 has various extraction screens at different heights, only the extraction screen 112 is shown in FIG. 1 as the spent or used liquid (ie, black liquor) is removed from the digester 110 and extracted. Yes. Black liquor is extracted via conduit 114, which branches into conduit 116 and conduit 106. The fluid in conduit 116 is mixed with the fluid in conduit 108 (eg, white liquor and / or NaOH) and circulated to digester 110 via conduit 118. This circulation loop facilitates efficient extraction of lignin into black liquor, thus reducing the amount of white liquor and / or NaOH required.
導管118の末端は、抽出スクリーン112又はその近傍に位置されている。導管118の末端は、導管118の内容物を抽出スクリーン又はその近傍の集中した位置(concentrated location)に送るか又は上記内容物を蒸解缶内の抽出スクリーン112の実質的に全表面又はその近傍に送る。また導管118の末端は抽出スクリーン112に入り込んでいてもよい。添加点から抽出スクリーンまでの距離は、pHが抽出スクリーンの実質的な全表面を横切って増加し、抽出スクリーンへのリグニンの付着を防止するような距離である。 The end of the conduit 118 is located at or near the extraction screen 112. The end of the conduit 118 sends the contents of the conduit 118 to a concentrated location at or near the extraction screen or the contents to substantially the entire surface of the extraction screen 112 in the digester or near it. send. Also, the end of the conduit 118 may enter the extraction screen 112. The distance from the point of addition to the extraction screen is such that the pH increases across substantially the entire surface of the extraction screen and prevents lignin sticking to the extraction screen.
図2は、蒸解缶210を含む、もう1つのセミ−ケミカルパルプ化装置200の一部を示すものであり、蒸解缶210への入口部は導管202を含み、この導管は、一般に、少なくとも緑液と未蒸解パルプを含有している。導管202より、例えばNaOH、Na2CO3、Na2SO3および/または白液のような他の化学薬剤が供給される。蒸解缶210の入口部は、白液、NaOH(および/または他の塩基)、および/またはリグニンの溶解性を高め、抽出スクリーンの閉塞性を減少させる、導管208よりの他の薬剤も含んでいる。 FIG. 2 shows a portion of another semi-chemical pulping apparatus 200 that includes a digester 210, the inlet to the digester 210 includes a conduit 202, which is generally at least green. Contains liquid and undigested pulp. The conduit 202 is supplied with other chemical agents such as NaOH, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 and / or white liquor. The inlet of digester 210 also contains other agents from conduit 208 that increase the solubility of white liquor, NaOH (and / or other bases), and / or lignin and reduce the occlusiveness of the extraction screen. Yes.
パルプは、種々の抽出スクリーンを含有している蒸解缶210で蒸解される。蒸解缶210は異なる高さにおいて種々の抽出スクリーンを含有しているが、図2では、抽出スクリーン212のみが、消費ないし使用済みの液体(すなわち黒液)が蒸解缶210から除去抽出される場所に図示されている。図示された態様では、黒液が導管206経由で抽出される。 The pulp is digested in digester 210 containing various extraction screens. Although the digester 210 contains various extraction screens at different heights, in FIG. 2, only the extraction screen 212 is where the consumed or used liquid (ie, black liquor) is removed from the digester 210. Is shown in FIG. In the illustrated embodiment, black liquor is extracted via conduit 206.
液供給導管208は、(図示したように)蒸解缶のセンターパイプ220中を通っており、液供給導管208および/またはセンターパイプ220の末端は、スクリーン212又はその近傍に位置している。液供給導管208および/またはセンターパイプ220の末端は、液供給導管208および/またはセンターパイプ220の内容物を抽出スクリーン212又はその近傍の集中した位置に送るか又は抽出スクリーン212の実質的に全表面又はその近傍に送る。また、液供給導管208および/またはセンターパイプ220の末端は、抽出スクリーン212に入り込んでいてもよい。添加点から抽出スクリーンまでの距離は、pHが抽出スクリーンの実質的な全表面を横切って増加し、抽出スクリーンへのリグニンの付着を防止するような距離である。 The liquid supply conduit 208 passes through the center pipe 220 of the digester (as shown), with the liquid supply conduit 208 and / or the end of the center pipe 220 positioned at or near the screen 212. The end of the liquid supply conduit 208 and / or the center pipe 220 sends the contents of the liquid supply conduit 208 and / or the center pipe 220 to a concentrated location at or near the extraction screen 212 or substantially the entire surface of the extraction screen 212 or Send to the vicinity. Also, the liquid supply conduit 208 and / or the end of the center pipe 220 may enter the extraction screen 212. The distance from the point of addition to the extraction screen is such that the pH increases across substantially the entire surface of the extraction screen and prevents lignin sticking to the extraction screen.
いくつかの態様によれば、さらに単一の方法又は槽において、循環ループとセンターパイプを結合させることも可能である。 According to some embodiments, it is also possible to combine the circulation loop and the center pipe in a single method or tank.
以上、本発明を現状で最も実用的で好ましい態様と考えられるものについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれる種々の変形例および応用例を含むものである。 Although the present invention has been described above as what is considered to be the most practical and preferred embodiment at present, the present invention is not limited to this, and various modifications and application examples included in the scope of the claims. Is included.
Claims (20)
リグノセルロース材料および緑液をセミ−ケミカルパルプ化のための蒸解槽に供給する工程、
リグノセルロース材料をセミ−ケミカルパルプ化のための蒸解槽で蒸解し、リグニンの一部又は全部をリグノセルロース材料から分離させ、リグニンを蒸解液に溶解させる工程、
セミ−ケミカルパルプ化プロセスにおいて蒸解槽で形成された溶解リグニン含有黒液を抽出スクリーン経由で抽出する工程、
白液又は塩基を蒸解槽の抽出スクリーン又はその近傍に加え、抽出スクリーン又はその近傍のpHを高め、リグニンが抽出スクリーンに付着するのを防止する工程
を含むことを特徴とする方法。 A method for preventing clogging of a black liquor extraction screen in a digester for semi-chemical pulping, the method comprising:
Supplying lignocellulosic material and green liquor to a digester for semi-chemical pulping;
Digesting the lignocellulosic material in a digester for semi-chemical pulping, separating part or all of the lignin from the lignocellulosic material, and dissolving the lignin in the cooking liquor;
Extracting the dissolved lignin-containing black liquor formed in the digester in the semi-chemical pulping process via an extraction screen;
Adding white liquor or base to or near the extraction screen of the digester, increasing the pH of the extraction screen or its vicinity, and preventing lignin from adhering to the extraction screen.
蒸解槽に緑液を運搬する第1供給導管、
蒸解槽にリグノセルロース材料を運搬する第2供給導管、
リグニンがリグノセルロース材料から分離され、蒸解液に溶解される空間部、
セミ−ケミカルパルプ化プロセスにおいて蒸解槽で形成されたリグニン溶解黒液を抽出する、抽出導管に連結された抽出スクリーン、および
抽出スクリーン又はその近傍のpHを高めて、リグニンが抽出スクリーンに付着するのを防止するように、白液又は塩基を蒸解槽の抽出スクリーン又はその近傍に送るための第3供給導管
を含むことを特徴とする蒸解槽。 A digester for a semi-chemical pulping process of lignocellulosic material that prevents blockage of the black liquor extraction screen in the digester, the digester comprising:
A first supply conduit for conveying green liquor to the digester,
A second supply conduit for transporting lignocellulosic material to the digester,
A space where lignin is separated from the lignocellulosic material and dissolved in the cooking liquor,
Extracting the lignin dissolved black liquor formed in the digester in the semi-chemical pulping process, the extraction screen connected to the extraction conduit, and the pH of the extraction screen or its vicinity is increased so that the lignin adheres to the extraction screen A cooking tank comprising a third supply conduit for sending white liquor or base to or near the extraction screen of the digesting tank so as to prevent the above.
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