JPH02216289A - セルローズ繊維材料を連続的に蒸解する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、並流区域および対向流区域を有する閉鎖装置
内で液体を含浸され、並流区域の液体が黒色リカーおよ
び多分白色リカーを含み、対向流区域の液体が白色リカ
ーを含み、液体が含浸装置から並流区域と対向流区域と
の間の点から引出されるセルローズ繊維材料を連続蒸解
する方法に関する。スエーデン国特許第３５９　３３２
号（米国特許第３，８０２，９５６号に対応）によって
、木材が白色リカーを対向流中で含浸され、黒色リカー
を木材に含浸容器入口で添加しうろことが知られている
。この方法の目的は、含浸液体のある量を引出すことに
より第１に蒸解液体中の活性化学薬品を増加することで
あり、活性化学薬品の含量はほぼ消費される。それによ
り、蒸解装置内の液体／木材の比は低下し、活性化学薬
品の含量は増加し、迅速な蒸解が得られる。通常の方法
に比較して蒸解装置内の液体量を少なくすると、蒸気と
くに高圧蒸気の消費を減少する。しかしながら、低い液
体／木材比は処理工程の制ａｌｌに問題を生ずるととも
に、チップと自由液体の相対的速度差のため、チップコ
ラムの運動にも困難を生ずる。アルカリ蒸解工程におけ
る比較的高い化学薬品の１度は、生の木材中の炭水化物
に反応し、パルプ粘性およびバルブ強度低下する。

本発明の目的は、セルローズ繊維材料を連続的に蒸解す
る方法を提供することであり、その方法は蒸解装置内に
おける低い液体／木材比および蒸解開始の際の比較的低
いアルカリ濃度による上記欠点を解消する。

本発明による方法の新規性は、主として白色リカーの他
に黒色リカーが、対向流区域に一定の高い液体／木材比
が蒸解装置入口で得られるような量、添加されることで
ある。前記液体／木材比は２．０対ｌないし４．５対１
、好ましくは３．０対１ないし３．５対１である。

以下、本発明を図面に基づいて下記に詳細に説明する。

図面に示すプラントは水平蒸気加熱容器Ａ、垂直含浸容
器Ｂおよび垂直蒸解袋″ｗＣを備えている８好ましくは
木材チップよりなる分解された繊維材料はびんｌから低
圧弁２を通って蒸気加熱容器Ａに供給される。たとえば
ゲージ圧１気圧の低圧蒸気は蒸気加熱容器Ａに管３を通
して供給され、追出された空気は管４から排気される。

２ないし５分蒸気加熱容器Ａを通された後、チップはハ
ウジッグ内で回転しうるポケットまたは直径方向通路を
備えたロータを有する高圧弁５内に落下する。

そこからチップは含浸容器Ｂの頂部に循環液体によりポ
ンプアップされ、循環液体はポンプ６により供給管７お
よび戻り管８を通って給送される。

液体はチップを高圧弁５から噴出させ、供給管７を通し
て懸濁するチップを含浸容器の頂部に供給し、そこには
（図示しない）清浄器が設けられ、液体のある部分を再
循環のため分離する。浄化された液体は戻り管８を通し
て高圧弁５に戻される。

供給管７および戻り管８は液体浮遊チップを供給する循
環装置を形成する。

チップは高圧弁５のポケット内にポンプ９により管１０
内を循環する液体によって供給される。

低圧側に戻された液体は、この管ＩＯを通って含浸容器
Ｂの頂部に接続されたレベルタンク１１に流れ、管１２
を通して管１２内に設けられたポンプ１３により液体を
高圧側に戻される。循環管ＩＯは、高圧弁５の前方に、
砂分離器１５および過剰の液体を濾過する一対のスクリ
ーン１６を通してチップフィーダ１４に接続されている
。砂および同様の好ましくない粒子は砂分離器１５から
管２２を通して除去される。

含浸要素Ｂは、円形断面を備え、底部に向がって適当に
拡大する乗置の長い容器よりなっている。

含浸容器は閉鎖含浸装置の一部を構成または形成し、図
示の実施例では、並行流区域５２および対向区域５３よ
りなっている。含浸容器底部には、チップを連続的に供
給する装置（図示せず）が設けられ、チップは連続的に
下降するとき供給された液体を含浸される。含浸容器Ｂ
は清浄器１８を備え、清浄器１８は一定量の液体ＱＡを
チップ浮遊装置から除去するため容器の壁に設けられて
いる。清浄器１８から引出された液体は管１９を通して
管２０により互いに直列に接続し、かつ接合された２つ
のフラッシュサイクロン２１．２２の第２のサイクロン
に供給される。

黒色リカーの特定量が管１２を通して含浸容器８の頂部
に給送され、黒色リカーは第２のフラッシュサイクロン
２２から管２３を通して給送される。もし望むならば少
量の白色リカーを含浸容器頂部に管２４、支管２５およ
び管１２を通して添加することができる。

含浸されたチップは含浸容器Ｂの底部がら蒸解装置Ｃに
液体、すなわち蒸解液体により、含浸容器Ｂの底部の出
口２８に接続された供給管２６を通して移送される。清
浄器（図示せず）が蒸解装置頂部に設けられ、再循環用
にある程度の液体を分離する。循環液体はポンプ２９を
備えた戻り管２７を通って戻され、そのような強い液体
流は管２６．２７内のポンプによって維持され、チップ
はそれによって搬送され出口２８から噴出する。

供給管２６および戻り管２７は含浸されるチップおよび
蒸解りカーを懸濁物の移送循環装置を形成する。

対向流内にアルカリ流を均一に分配するため、またアル
カリと木材との反応のもつともよい条件を実現するため
、清浄器４７を清浄器１８と含浸容器底部との間に挿入
するのが好ましい。ある量の液体がこの清浄器４７にお
いて除去され、管４８およびポンプ２９を通って含浸容
器底部に循環する。したがって、対向流区域の下部にお
ける対向流は清浄器４７上方に設けられた対向流区域の
上部における上昇流より多い。

蒸解溶液および木材材料の加熱の大部分は、高圧蒸気を
蒸解液体が循環する戻り管２７内の熱交換器３４に管３
３を通して添加することにより間接的に行われる。この
加熱は対向流区域における木材と有効アルカリとの間の
反応を促進する。

蒸解装置はポンプ３２によって管３１を通して液体を循
環するため清浄器３ｏを備え、液体は熱交換器５５にお
いて加熱される。管３１は蒸解装置の中央部に中央管を
設けられ、かつ清浄器３゜にそのオリフィスを有する。

蒸解された材料は蒸解装置下部において対向流によって
洗浄され、使用される洗浄液体は管３５を通して供給さ
れ、ポンプ３６によって蒸解装置下端に、蒸解装置が液
体で満たされるように調節された、量を給送される。洗
浄液は管３８内に設けられた熱交換機３７に供給される
蒸気によって間接的に加熱され、管３８はポンプ３９に
よって洗浄液体を循環する。

洗浄液体は清浄器４０を通って引出され、蒸解装置の底
部から清浄器４０まで延びる中央管を通って戻される。

このように加熱された洗浄液体はゆっくり下降するチッ
プコラムを通る対向流として上方に押上げられ、それに
より使用済み蒸解りカーの内容物を変位する。洗浄液体
はついで清浄器４１から引出され管４２を通って２つの
フラッシュサイクロン２１．２２の第１のサイクロン２
１に通される。清浄器４１の下方には他の清浄器４９が
設けられ、そこに設けられたポンプ５工により管５０を
通って液体を循環し、液体は清浄器４９にそのオリフィ
スを有する中央管を通って循環する。含浸容器に供給さ
れない第２フラッシュサイクロン２２からの流出物は、
管５６を通して回収プラントに送られる。蒸解された材
料は蒸解装置底部において適当な掻出し装置によって排
出され、管５７を通って後続する処理のため送られる。

蒸解液体および木材が前記移送循環装置２６゜２７にお
いて間接的に加熱される以外に、それらはまた管４４を
通して蒸解装置頂部に供給される蒸気によって加熱され
る。

含浸容器Ｂ内の清浄器１８は、黒色リカーおよび多分少
量の白色す１カーを対向流から含浸するための十分な滞
留時間が得られるように設置される。

容器底部までの距離は、対向流から白色リカーを含浸す
るための十分な滞留時間が得られるような距離である。

たとえば、適当な滞留時間は対向流・による黒色リカー
の含浸に対して１０〜２０分であり、また白色リカーの
含浸に対して１０〜２０分である。

チップの湿気、凝縮蒸気、黒色リカーおよび白色リカー
を含む含浸容器Ｂ頂部への全液体量は、チップを液体で
完全に飽和し、かつチップに結合しないある過剰量を生
ずるのに十分である。チップの結合液体ＱＢは乾燥木材
１トン当たり松材に対して１．８ｄであり、かば材に対
して１．３Ｍである。含浸容器頂部に供給される自由液
体の量ＱＦは乾燥木材１トン当たり０．５ｄ以下にすべ
きでない、チップに対する流動条件を改善するため、自
由液体ＱＦの量は乾燥木材１トン当たり　１．０　ｉと
し、ある条件のもとでは乾燥木材１トン当たり２．５Ｍ
までとするのが有利である（“乾燥”なる語は本明細書
では完全な乾燥を意味する）含浸容器上部の自由液体Ｑ
Ｆのい量より多いＱＡＯ量は、清浄器１８から引出され
る。差は含浸容器底部から上昇する流れが下降するチッ
プと遭遇する量と、また上方に引かれる白色リカー内の
有効アルカリが木材と反応して消費される量の差である
。上昇流は、引出される液体ＱＡ中に残る有効アルカリ
の含量が、清浄器４１、管４２゜２０．２３および管５
４を通って化学薬品を回収するため蒸解装置から引出さ
れる液体中に残るアルカリ含量にほぼ等しいように、制
限すべきである。

蒸解を実施するのに必要な白色リカーの量は、管２４を
戻り管２７に接続する管４５を通して含浸容器Ｂ底部に
供給される。通常の白色リカー濃度に対してこの量は、
管２５および１２を通して含浸容器頂部の木材に供給さ
れる白色リカーの割合、白色リカー中の有効アルカリ濃
度、および木材によって消費されるアルカリ量に従って
、乾燥木材１トン当たり０．８〜１，６Ｍである０本発
明によれば、黒色リカーの特定量が白色リカーと一緒に
供給され、前記黒色リカーはフラッシュサイクロン２１
から管４６を通して供給される。黒色リカーの量は、所
要の液体／木材比が蒸解装置の対向流区域内で得られる
よ・うに調節される。この比は通常２．０対ｌから４．
５対１であるが、ある場合には液体量は乾燥木材１トン
当たり２．Ｏｄまたは４．５Ｍ以上である。

液体対木材の比は、乾燥木材１トン当たり、木材の湿気
子ｍ縮蒸気＋白色すカー十黒色リカーよりなる液体の量
である。

含浸容器頂部の温度は全体的に約１１０〜１２０℃であ
り、その底部においてすなわち移送循環装置２６．２７
において約１３０〜１６０℃である。清浄器１８から引
出されたりカーは約１２０〜１３５℃であり、一方蒸解
装置から清浄器４１を通して引出された黒色リカーの温
度は約１５０−１７０℃である。

引出された２つのものまたは含浸容器の黒色リカーの加
熱量の一部は２つのフラッシュサイクロン２１．２２に
よって回収され、第１フラッシュサイクロン２１の黒色
リカー流出物はたとえば１２５℃の温度を存し、一方第
２フラッシュサイクロン２２の黒色リカー流出物の温度
はたとえば１０２℃である。！４色リカーは、２つのフ
ラッシュサイクロン２１．２２から含浸容器のそれぞれ
頂部および底部に保持される温度に近い温度で工程に戻
される。

これは熱経済の観点から大きい価値がある０部分的にま
たは完全に蒸解装置から引出された液体よりなる黒色リ
カーを含浸容器底部に供給することは当然可能である。

前記引出されたりカーは、もし熱経済の観点から有利で
あるならば、と（に添加するこ咎できる。このため接続
管５４が管４２．４６間に設けられている。

本発明による松林の処理を下記に記載する０図示の蒸解
装置を利用し、乾燥木材１トン当たり全量ＱＴの液体を
蒸解装置の並行流区域を循環させると、下記の式が得ら
れる。

ＱＴ−（ＱＢ＋ＱＦ）−ＱＡ ＋　（ＱＳ＋ＱＶ）＋ＱＣ 乾燥木材１トン当たりの液体量は下記のとおりである。

チップ湿度　　　　　　　　　　　１．Ｏｎ？蒸気加熱
装置の凝縮蒸気　　　　０．３ｎ？蒸解蒸解装置への白
色リカー　　〇、４ｒ／蒸解装置頂部への黒色リカー　
　１．５イチツプの結合液体（木材密度０．４０　ｔ　
／　ｎ？）ＱＢ＝１．８ｎ？ 蒸解容器の並行流区域の自由液体量 （３，２−ＱＢ） ＱＦ−１，４イ 蒸解容器の清浄器から引出された液体 ＱＡ寓２．　　Ｏａｔ？ 蒸解容器の対向流区域の上昇流 ＱＡ−ＱＦ−０，６イ 蒸解容器底部の白色リカーＱＶ−１，２ｒｄ蒸解装置頂
部の凝縮蒸気　ＱＣ＝０．２ｉ蒸解装置内において３．
２対ｌの液体／木材比を達成するため、蒸解容器底部に
供給すべき黒色リカーＩＱｓは、下記の式によって計算
される。

ＱＳ＝ＱＴ−（ＱＢ−ＱＦ）＋ＱＡ−ＱＶ−ＱＣＱＳ　
＝　３．２−（１，８＋　１．４）＋　２．０−１．２
−０．２ＱＳ＝０．６ｍ Ｎ　ａ　ＯＨのような有効アルカリの平衡比は、２つの
白色リカーに対してほぼ下記のようになる。

蒸解容器頂部への有効アルカリ （乾燥木材１トン当たりＮａ０Ｈ）　　４５ｋｇ蒸解容
器底部への有効アルカリ （乾燥木材１トン当たりＮａ　０Ｈ）１３５　ｋ　ｇ有
効アルカリの全装入量 （乾燥木材１トン当たりＮａＱＨ）１８０ｋｇ蒸解容器
Ｂに容器る有効アルカリの消費は下記のように分配され
る。

並行流区域５２において （乾燥木材１トン当たりＮａ０Ｈ）　　４０ｋｇ対向流
区域において （乾燥木材１トン当たりＮａ０Ｈ）　　５０ｋｇ蒸解容
器内の全消費量 （乾燥木材１トン当たりＮａ０Ｈ）　　９０ｋｇ蒸解容
器から引出された液体ＱＡは、乾燥木材１トン当たり１
５ｋｇのＮ　ａ　ＯＨを含む、したがって、蒸解装置に
送られる残りの有効アルカリは、蒸解液１１当たり７５
／３．２＝２３ｇの蒸解装置の処理区域の始めにおいて
、有効アルカリ濃度に対応して、乾燥木材１トン当たり
、 １８０−９０−１５−７５ｋｇとなる。

ＮａＯＨに換算して２３　ｇ／ｌが得られた有効アルカ
リの濃度は、蒸解の最初の段階中パルプ内の炭水化物の
認識しうる破壊を生ずることのない程度に十分に低い、
低い濃度が得られるとしても、これは蒸解装置のトリミ
ング清浄器３０から移送循環装置へ液体を流すことによ
って、うろことができる、蒸解装置上部における有効ア
ルカリの消費のため、清浄器３０を通るトリミング循環
装置内の有効アルカリの濃度は、移送循環装置のフィー
ドバック内の濃度より低い、移送循環装置内の有効アル
カリの含量はさらに低下する。

また本発明による方法は２容器式液圧蒸解装置に利用す
ることができ、移送循環装置内の液体は完全処理温度す
なわち１６０〜１７０℃に加熱される。

図示の実施例において、含浸は蒸解装置Ｃにおける並行
流処理と組合わされる。それは蒸解の間中高度に有効で
、処理はまた第１並行流段階および第２対向流段階を含
む２段階において実施される。

本発明による方法はまた連続作用蒸解装置に使用するこ
とができ、含浸および処理は同じ容器で実施され、含浸
段階は容器の上部で処理段階は容器の下部で実施される
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による含浸繊維材料を連続的に１解するプ
ラントの流れ線図を略図的に示す図である。 Ａ・−・・蒸気加熱容器、Ｂ−・・・含浸容器、Ｃ・・
−蒸解装置、１−びん、２・−低圧弁、３−　　蒸気管
、４−・排気管、５・・−高圧弁、７−・−供給管、Ｌ
−戻り管、ｌＯ−・・・・循環管、１１４−・−チップ
フィーダ、１５砂分離器、１６−・・−・スクリーン、
１８−・清浄器、２１．２２・−・・・フラッシュサイ
クロン、２６−供給管、２Ｌ−戻り管、３（１−清浄器
、３４゜３７−・・−・熱交換器、４０，４１．４７．
４９・−清浄器、５２−・・−並行流区域、５３−・一
対向流区域、５５−・熱交換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、並行流区域および対向流区域を有する閉鎖装置内で
   液体を含浸され、並行流区域の液体が黒色リカーおよび
   できうれば白色リカーを含み対向流区域の液体が白色リ
   カーを含み、並行流区域と対向流区域との間の点におい
   て液体が含浸装置から引出されるセルローズ繊維材料を
   連続蒸解する方法であつて、白色リカーの他に、黒色リ
   カーが一定の高液体／木材比が蒸解装置入口で得られる
   量だけ対向流区域に添加されることを特徴とするセルロ
   ーズ繊維材料を連続蒸解する方法。 ２、前記液体対木材比が２．０対１から４．５対１、好
   ましくは３．０対１ないし３．５対１であることを特徴
   とする請求項１記載の方法。 ３、黒色リカー、およびできうれば白色リカーが繊維材
   料に含浸容器の並行流区域における自由液体量が乾燥繊
   維材料１トン当たり０．５ｍ＾２以上になるように添加
   されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４、蒸解装置入口における有効アルカリ濃度は３０ｇ／
   ｌ以下であり、実質的に白色リカーおよび黒色リカーの
   添加によりまた含浸装置の対向流区域における繊維材料
   の滞留時間によつて制御されることを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれかに記載の方法。 ５、含浸装置の並行流区域における繊維材料の滞留時間
   が約１０ないし２０分であり対向流区域における滞留時
   間が約１０ないし２０分であることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれかに記載の方法。 ６、蒸解装置入口における有効アルカリ濃度が蒸解装置
   入口への一部使用済み蒸解用リカーの循環によつて制御
   されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
   記載の方法。 ７、対向流区域に供給された白色リカーは乾燥木材１ト
   ン当たり０．８ないし１．６であることを特徴とする請
   求項１ないし６のいずれかに記載の方法。 ８、対向流区域に供給された黒色リカーは比較的低い有
   効アルカリ含量を有することを特徴とする請求項１ない
   し７記のいずれかに記載の方法。 ９、対向流区域に供給された黒色リカーは比較的低い有
   効アルカリ含量および比較的高い硫化物含量を有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし８記のいずれかに記載の
   方法。 １０、対向流区域における上昇流は引出される液体中の
   残りの有効アルカリ含量が蒸解装置から引出される液体
   の有効アルカリ含量とほぼ同じであることを特徴とする
   請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。 １１、含浸装置および蒸解装置から引出される液体は少
   くとも２つの直列に接続されたフラッシュサイクロンに
   復熱のため移送され、含浸装置の対向流区域に供給され
   る黒色リカーは実質的に蒸解装置から引出された液体を
   うけるフラッシュサイクロンの第１サイクロンの流出物
   を含み、対向流区域に供給される黒色リカーは蒸解装置
   から前記第１フラッシュサイクロンを通つて引出される
   液体および含浸装置から引出される液体をうけ入れる後
   続のフラッシュサイクロンの流出物をほぼ含むことを特
   徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。 １２、含浸装置の対向流区域に供給される黒色リカーは
   蒸解装置から引出され第１フラッシュサイクロンを通ら
   なかつた液体を含む請求項１１記載の方法。 １３、前記含浸装置から引出される液体の量は対向流区
   域の自由液体の量より多く、前記量の差は対向流区域の
   上昇流が下降する繊維材料と合流し対向流区域において
   上向きに引かれる液体の白色リカー中の有効アルカリが
   ほぼ繊維材料との作用により消費されるような量である
   請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。