JP5808795B2 - 高アルファ溶解パルプの製造のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
中和工程及び蒸解工程において白液と熱黒液との組合せを用いたクラフトプロセス
第1の実施例によると、20リットル容のベンチスケール蒸解釜を、30分間にわたって蒸気で120℃に予熱する。ユーカリ又は他の木材チップ等の炉乾燥したパルプ含有有機材料4700グラムを蒸解釜に添加する。一連の実験室操作は図11の通りである。蒸解釜を60分間にわたって165℃に加熱し、165℃で更に40分間保持して、前加水分解段階を完了させる。1リットル当たり124.7gのNaOHという有効アルカリを有する4.51リットルの第1の白液(「WL1」)を、150℃の温度で15分かけて蒸解釜に添加する。Hファクターの計算はこの時点から開始する。次いで、1リットル当たり25.3gのNaOHという有効アルカリを有する10.8リットルの第1の熱黒液(「HBL1」)を、140℃の温度で15分かけて添加して、中和工程を完了させる。次いで、1リットル当たり25.3gのNaOHという有効アルカリを有する10.0リットルの第2の熱黒液(「HBL2」)を蒸解釜に添加して、146℃の温度で23分間にわたって使用済みのHLB1及びWL1を置換し、続いて10バール及び152℃で12分間にわたって添加される、1リットルのHBL2と、1リットル当たり124.7gのNaOHという有効アルカリ濃度を有する4.16リットルの第2の白液(「WL2」)との混合物からなる蒸解液を添加する。この一連の操作における重要なプロセスパラメーターの1つは、添加した全ての液体の全体積及びそれらのそれぞれの濃度を考慮して計算される、木材チップの重量(乾燥量基準)に対するアルカリの割合に換算して一般に表される、全有効アルカリ添加量である。本実施例にでは、木材に対する全等価有効アルカリ添加量は、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして11%のEAである。中和工程後に置換されたWL1及びHBL1のサンプル(「中和物」)を収集して、通常は置換操作の開始からその操作の終了までpH挙動を測定及び追跡する。置換された液体を後の回収のために収集する。
中和工程及び蒸解工程において白液を用いたクラフトプロセス
第2の実施例によれば、実施例1に記載されているのと同じパルプ化プロセスを、中和工程及び蒸解の両方に白液を用いて繰り返す。中和物は10.2のpHを有し、最終蒸解液は1リットル当たり26.7gのNaOHというEoCを有する。前加水分解のPファクターは310であり、蒸解反応のHファクターは394である。本実施例では、木材に対する全等価有効アルカリ添加量はそれぞれ、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして11%のEAである。
中和工程においてCCE54、蒸解工程において白液をそれぞれ用いたクラフトプロセス
第3の実施例によれば、中和用の白液を1リットル当たり54gのNaOHというEAを有する、CCE工程からの濾液(「CCE54」)に置き換える以外は、実施例1に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。中和物は8.6のpHを有し、蒸解混合物は1リットル当たり23.5gのNaOHというEoCを有する。前加水分解のPファクターは300であり、蒸解反応のHファクターは364である。本実施例では、木材に対する全等価有効アルカリ添加量はそれぞれ、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして11%のEAである。
中和工程及び蒸解工程においてCCE54を用いたクラフト加工
第4の実施例によれば、CCE54によって中和工程及び蒸解工程の両方の白液を置き換える以外は、実施例1に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。中和物は11.0のpHを有し、蒸解混合物は1リットル当たり18.5gのNaOHというEoCを有する。前加水分解のPファクターは297であり、蒸解反応のHファクターは419である。本実施例では、木材に対する全等価有効アルカリ添加量はそれぞれ、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして11%のEAである。
中和工程及び蒸解工程において「薄い」白液を用いたクラフト加工
第5の実施例により、1リットル当たり54gのNaOHというEAを有する白液(「WL54」)を中和工程及び蒸解工程の両方に使用する以外は、実施例1に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。中和物は11.3のpHを有し、蒸解混合物は1リットル当たり18.8gのNaOHというEoCを有する。前加水分解のPファクターは300であり、蒸解反応のHファクターは429である。本実施例では、木材に対する全等価有効アルカリ添加量はそれぞれ、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして11%のEAである。
中和工程及び蒸解工程においてCCE60を用いたクラフトプロセス
第6の実施例によれば、1リットル当たり60gのNaOHというEAを有するCCE濾液(「CCE60」)によって中和工程及び蒸解工程の両方の白液を置き換える以外は、実施例1に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。蒸解における、より高いアルカリ添加量に起因して、蒸解温度を160℃から155℃に下げるが、それに応じて蒸解時間を増大させる。中和物は11.2のpHを有し、蒸解混合物は1リットル当たり24.5gのNaOHというEoCを有する。前加水分解のPファクターは272であり、蒸解反応のHファクターは389である。本実施例では、木材に対する全等価有効アルカリ添加量はそれぞれ、中和工程についてはNaOHとして12%のEA、蒸解についてはNaOHとして12.5%のEAである。
中和工程においてCCE60、蒸解工程においてCCE60とHBL40との組合せをそれぞれ用いたクラフトプロセス
第7の実施例によれば、1リットル当たり40.0gのEAを有する、より高度に濃縮された熱黒液(「HBL40」)を、蒸解工程において使用する以外は、実施例6に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。本実施例では、蒸解工程における全アルカリ添加量は、蒸解液の一部分としてより高度に濃縮された黒液(HBL40)を使用することにより13.0%に増大する。
中和工程及び蒸解工程においてCCE70を用いたクラフトプロセス
第8の実施例によれば、1リットル当たり70gのNaOHというEAを有するCCE濾液(「CCE70」)を中和工程において使用し、CCE70とHBL40との組合せを蒸解工程において使用する以外は、実施例7に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。加えて、蒸解における有効アルカリ添加量は15%である。
白液パッドを用いたクラフトプロセス
第9の実施例によれば、中和工程について、CCE60を初めに、1リットル当たり約125gのNaOHというEAを有する、先に記載のように白液パッドの形態の或る体積の白液、続いて、CCE濾液(CCE60)で置き換える以外は、実施例7に記載されているのと同じパルプ化プロセスを繰り返す。中和工程における有効アルカリ添加量は12%から16%に(白液パッドによる4%)増大する。結果として、蒸解における有効アルカリ添加量は13%から11%に低下する。
白液パッドを用いた及び用いない工業規模のクラフトプロセス
クラフト蒸解プロセスを、概して図4及び図5に関して記載されるように行う。従来の中和工程を図6A及び図6Bに示すように行い、白液パッドを用いる改善されたプロセスを図7A〜図7Cに示すように行う。改善されたプロセスでは、1リットル当たり110gのNaOHという有効アルカリ(EA)度を有する40立方メートルの白液(「WL110」)を初めに、中和工程の開始時に180m3/時間という速度で蒸解釜に圧送し(13分間の充填期間)、続いて、1リットル当たりおよそ60グラムのNaOHという有効アルカリ(EA)度を有する72.9立方メートルのCCE濾液を圧送する。CCE洗浄プロセス(例えば図4のプロセス424)によるCCE濾液の濃度は、この場合、白液による強化と呼ぶことができるプロセスである、濃縮白液の添加によって、1リットル当たり53グラム〜55グラムのNaOHから1リットル当たり60グラムのNaOHに調節した。中和工程の後、図10を参照して説明される工業的な蒸解釜操作順序に従い、最初に1リットル当たりおよそ45グラムのNaOHという有効アルカリ(EA)度を有する或る体積の熱黒液(「HBL45」)、続いて1リットル当たり60グラムのNaOHという有効アルカリ(EA)度を有する或る体積のCCEアルカリ性濾液を添加して、使用済み中和液を置換する。次いで、木材チップをおよそ150℃〜153℃の温度で蒸解し、目標とするHファクターを達成する。蒸解条件の少しの調整を行い、目標とする粘度を達成した。
Claims (13)
- 反応槽内で前加水分解を受けたパルプ含有有機材料を加工する方法であって、前記前加水分解が、溶解パルプを製造するクラフトプロセスの一環として、前記パルプ含有有機材料を加熱する工程を含む方法であって、
前記反応槽を部分的に前記白液で満たすために、第1の量の白液を前記反応槽に第1の中和液として添加する工程であって、前記第1の中和液は120℃〜160℃の温度で添加される工程と、
前記第1の量の白液の添加後に、中和液を完成させるために、冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液を含むアルカリ性溶液を前記反応槽に添加する、添加工程と、
前記中和液を、蒸解を行うのに適した蒸解液で置換する工程と、
前記パルプ含有有機材料を前記反応槽内で蒸解する工程と、
蒸解した前記パルプを前記反応槽から取り出す工程と、
を含む、反応槽内で前加水分解を受けたパルプ含有有機材料を加工する方法。 - 前記白液が、1リットル当たり100グラム〜130グラムのNaOHという有効アルカリ度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液が、1リットル当たり50グラム〜75グラムのNaOHという有効アルカリ度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液を白液により強化して、該冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液の有効アルカリ濃度を増大させる、請求項3に記載の方法。
- 前記蒸解液が、冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液が、1リットル当たり50グラム〜75グラムのNaOHという有効アルカリ度を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液を白液により強化する、請求項5に記載の方法。
- 前記蒸解において、蒸解液の1つとして熱黒液を冷苛性ソーダ抽出アルカリ性濾液と併用する、請求項1に記載の方法。
- 前記熱黒液が、1リットル当たり38グラム〜50グラムのNaOHという有効アルカリ度を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記熱黒液を白液により強化して、該熱黒液の有効アルカリ濃度を増大させる、請求項8に記載の方法。
- 前記蒸解パルプを冷苛性ソーダ抽出(CCE)に晒す工程を更に含み、該工程後、98%を超えるアルファ含量を有する精製パルプを得る、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の量の白液が、中和において適用される全有効アルカリ添加量の少なくとも10%を占める、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の量の白液が、中和において適用される全有効アルカリ添加量の13%〜25%を占める、請求項1に記載の方法。
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