JPH05503964A - ダイジェスター内の消費済み液を置換する方法と装置 - 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】 Ｍ■ ダイジェスタ−内の消費済み液を置換する方法と装置技−街−立一互 本発明はウッドチップのようなセルロース材料を遺解する方法と装置、特に、蒸 解工程の終わりに消費済み黒液に含まれる顕熱を回収する方法と装置に関する。

背−量一茨一吉 ウッドチップを蒸解する従来のハツチ工程においては、ダイジェスタ−にはチッ プが充填され、それから、蒸解用化学物質が補給される。この化学物質は、ソー ダプロセスでは基本的には水酸化ナトリウム溶液で成り、クラフトプロセスでは さらに硫黄化合物を加えたもので成る。ダイジェスタ−は、それからシールされ 、ダイジェスタ−の温度はスチームにより蒸解温度に上げられ、この温度は成る 時間の間維持される。蒸解処理が終わる時、ダイジェスタ−のブロー弁が開かれ 、ダイジェスタ−の内容物は、ダイジェスタ−内の熱い液をスチーム内にフラッ シュさせ、ダイジェスタ−から脱リグニンバルブを押し出すことによりブロータ ンクへ排出される。

処理工程中、ダイジェスタ−の内容物により得られた熱エネルギーの多くは、排 出痕気と共にブロータンクを通って流出する。そのような熱エネルギーを回収す るために、種々の形式の熱回収システムを通ってこのような蒸気を送る試みが従 来なされてきた。これらの回収システムの多くは効率的なものではなく、エネル ギー費用を節約するために、成るバルブ製造業者は連続菖解方法を採用すること を選択した。連続方法は、ハツチ蒸解方法とは全（異るが、普通、従来のバッチ 方法の場合より一層有効に熱を利用することができる。しかし、連続方法で必要 とされる装置の費用は、普通、従来のバッチ方法で必要とされる装置の費用より 実質的に高くなり、そこで得られるバルブ特性も異る。

従来、例えば、本発明者の米国特許第４．５７８．１４９号及び第４．６０１． ７８７号に提案されているように、エネルギーの節約を行うバッチ型式の方法を 利用した装置は種々提案されてきた。修正されたハツチ方法においては、蒸解の 終わりに、グイジエスターは加圧状態に保持され、熱い蒸解液を、圧力下で、か つ、実質的に蒸解温度で置換するために置換液が使用される。３つのアキュムレ ーターシステムに１換された冷液、熱液及び温液を貯蔵するために２個又は３個 のアキュムレーターが使用される。次にダイジェスタ−が充填される間、それら のアキュムレーター内の液はグイジエスターへ圧送されて空気を置換し、チップ を予加熱、予処理するようになっている。液の充填は、全て置換により行われる 。従来公知の１換方法によれば、置換流体はグイジェスターの底部へ圧送され、 置換しれた流体はグイジエスターの頂部から流出する。

本発明の目的は、バッチ型式の方法の利点を利用し、従来のハツチ方法以上に熱 エネルギーの節約を増進させる改良された方法と装置を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、蒸解工程の終わりに使用済みの黒液を排出する置 換概念を使用し、かつ、その工程の終わりに液を排出する時間を節約することが できる改良されたバッチ型式のダイジェスタ−蒸解システムを提供することであ る。

本発明のさらにもうひとつの目的は、バッチ型式の痕解が行われ、かつ、消費済 みの液の高い温度を保存するために置換液と熱い黒液との混合を減少させ、置換 液を付加することによって蒸解工程の終わりに黒液が除去されるようにした方法 を提供することである。

発−皿一辺一面一丞 本発明の概念によれば、ダイジェスタ−をウッドチップと蒸解液で満たし、蒸解 工程の終わりに、消費済み黒液が除去されて高温で、かつ、大気圧以上の圧力で 貯槽に保持され、その後、黒液内の顕熱と残留化学物質とを回収するため第２ダ イジェスタ−内でチップを加熱し、それを前もって処理する。黒液はグイジエス ターの底部と頂部の両方に低温置換液を圧送することにより加圧状態で貯槽へ移 送される。消費済みの高温の黒液は、頂部と底部から接近する２つの低温液のコ ラムにより押しやられてダイジェスタ−の中央部分において移送される。ダイジ ェスタ−の次の充填における置換も同様な方法で行われる。

これより、置換は最短の時間で行われる。前方の置換される液を押しやる接近す る置換液の前面で、成る量の混合が生じる。この界面の深さ、即ち混合量は最少 である。なぜなら、その界面の移動する距離は、従来の置換技術より短縮され、 両方向から置換される液を押しやることによって、置換に必要な合計時間を短縮 することができるからである。また、置換される液体と置換する液体との間に２ つの界面があるが、その界面の深さは減少する。

２つの置換方向を有することによって生じるもうひとつの特徴は、脱リグニン工 程にとって最適な蒸解時間がある点で、サイクル時間の短縮に役立つことである 。蒸解時間が終了する時、ウッドチップを過度に理解することがないように蒸解 処理反応を迅速に終了させることが望ましい、一層冷えた液による置換時間の短 縮は、全体の工程で達成される時間短縮によってミルのシステムの全体的な生産 量を上げることができるという点でさらに効果的である。

排出（ブロー）は、黒液の全てを排出し、また、例えばスチーム圧のような普通 の手段によって頂部から内容物を排出し、底端から脱リグニンバルブを排出する ためにダイジェスタ−の頂部に流入した空気を利用し、又は、望ましくはグイジ ェスターから内容物を吐出することによって行われる。

置換液が両端から供給される場合、上端と下端にあるバルブは、ダイジェスタ− 内で基本的には同量の洗滌を受け、ダイジェスタ−全体を通して、一段と均等な グイジエスター内の洗滌が行われる。

本発明のその他の目的、効果及び特徴は、明細書に示す好ましい寓施例、請求の 範囲及び図面に関連してなされる本発明の詳細な説明により一層明らかとなるで あろう。

図面の簡単な説明 回１は、本発明の原理に従って構成され操作されるダイジエスターンステムの概 略図である。

るための　のノ能 ハツチ型式の方法においては、グイジェスターにウッドチップを充填し、反応化 合物を含む反応液をダイジェスタ−へ導入するのは典型的なことである。ソーダ プロセスの場合、白液（ホワイトリカー）として知られている反応液は、基本的 には硫黄化合物を含む液の水溶液である。高温、高圧下でダイジェスタ−の内容 物に蒸解が生し、ダイジェスタ−内の温度は典型的には３３０″〜３５０°Ｆ（ １６５°〜１７７°Ｃ）の範囲内にある。蒸解サイクルの終わりにおいては、反 応液は黒ｉ（ブラックリカー）又は消費済み液と呼ばれ、これは、ダイジェスタ −の温度をもち、さらに残留活性化学物質を含む。

本発明によれば、Ｉ解すイクルの終わりに、ダイジェスタ−内にその圧力を保持 しながら、好ましくはバルブ洗滌サイクルからの濾過液である置換液体がダイジ ェスタ−の両端へ圧送される。この第１の容積の低温液がダイジェスタ−の頂部 へ圧送され、第２の容積の低温液がダイジェスタ−の底部へ圧送され、それによ って熱い黒液が置換される。この熱い黒液は、ダイジェスターの中心にある出口 を通ってダイジェスタ−から排出され、ダイジェスタ−の温度と圧力で貯槽又は アキエムレータ−へ送られる。チップをさらに蒸解し洗滌するために、付加的な 置換が利用される。各置換流体の総量は、黒液の容積に等しい必要はない０例え ば、頂部及び底部へ圧送される第３及び第４の容積の液は、さらに熱い消費され た液となり、ダイジェスタ−から排出される。

ダイジェスタ−が充填される時には、例えば、ダイジェスタ−へ流入するチ。

ブに対して加圧流体を放出するように配置されたスチームノズル又はエアノズル によって、適当に詰め込まれた状態になるようにチップがダイジェスタ−へ供給 される。充填が完了すると、ダイジェスタ−は、その前のダイジェスタ−サイク ルにおいて置換液として典型的に利用される低温のウオッシャ−の濾過液で満さ れる。この充填により、ダイジェスタ−からエアが押し出され、初期のチップの 処理が行われ、またチップをわずかに温める。三段階の置換加熱工程においては 、この充填は冷えた黒液のアキュムレーターからの液で行われる。その冷えた黒 液は、もうひとつの液のアキュムレーターからの温い黒液を利用してダイジェス タ−から置換され、次の置換は、熱い黒液とその後、莫解液で行われる。各置換 時、Ｉ解すイクルのはしめに又はその終わりに、置換流体はグイジエスターの頂 部と底部の両方へ圧送され、置換される流体はグイジエスターの両端の中間部で 置換される。通常、頂部と底部からの各々の置換はほぼ同時に行われるが、成る 状況では、一方または他方を遅延させることもできる。

本発明の方法を実施するために使用される装置におけるグイジェスターｌＯを図 面に示す。蒸解サイクルの開始時、前処理済みのチップは符号１１の位置でグイ ジェスター内へ充填され、そして例えばスチーム又は空気で詰め込まれて最大の 容積となる。ダイジェスタ−の下端には弁１２ａをもつ開口１２があって、向弁 １２ａは、蒸解の完了時と置換工程において開かれてプロー室１３ヘパルブをブ ロー又は吐出する。

蒸解工程を始めるために、タンクファーム１６からの冷えた黒液、温かい黒液及 ヒ熱い黒液により予備加熱が行われる。タンクファーム１６は複数のアキュムレ ーターを有する。この技術に熟達した人々によく知られていて、さらに、本発明 者の前記米国特許に示すように、冷えた黒液と熱い黒液、多分さらには温かい黒 液のために適当なアキエムレータ−が備えられる。また、適当な制御弁装置１７ ．１８が設けられているので、全ての置換液はグイジェスターの頂部と底部の両 方の位置に制御自在に送られる。この制御弁装置は典型的な流量制御Ｂ弁であっ て、各端部で、買換の開始と終了、及び置換率を別々に制御することができる。

チップを予め加熱し、前もって処理するために置換が完了した後、チップは蒸解 処理され、ダイジェスタ−は、シールされて所定時間だけ所定の理解温度に保持 される。この技術に熟達した人々によって認識されるように、例えば熱交換器の ような加熱装置をさらに設けることもできる。

蒸解処理の完了時、グイジエスター内の圧力と温度が保持され、冷えた置換液が グイジェスターの頂部と底部へ圧送される。この場合、低温度は低温タンク１９ から得られ、そして、弁２１．２２を有する制御ラインを通ってポンプ２０によ りグイジエスター内へ送りこまれる。バルブウオッシャ−から得られるのが好ま しいこの低温液がダイジェスタ−内へ圧送される時、この低温液はグイジエスタ ーの底部から上方へ、そして頂部から下方へ前進し、これによって、熱い消費済 み黒液は１本のラインと弁２３を通ってタンクファーム１６の高温アキュムレー ターへ排出される。高温の黒液は、符号２７で概略的に示すもうひとつのダイジ ェスタ−内のチップを前もって加熱するために使用される。ダイジェスタ−２７ は、典型的には、その寸法と操作がダイジェスタ−１０と同様であることはこの 技術に熟達した人々によって認識されよう。グイジエスターの頂部と底部の各々 の所で低温タンク１９とタンクファーム１６とからの液体に対して別の入口が示 されているが、各々からの弁を有する別個のラインがグイジエスターに共通の入 口を有するようにし、グイジヱスターの頂部と底部に１個の流体入口を設けるよ うにすることもできる。

ダイジェスタ−１０は、その頂部と底部との間の中間部分にスクリーン２５を有 する。グイジェスター内から置換される熱い黒液又は他の流体は、スクリーン２ ５を通って排出され、かつ、スクリーンはバルブが逃げないようになっている。

スクリーン２５へ向ってダイジェスタ−の底部から上方へ、また、頂部から下方 へグイジェスター内を置換液が前進し、そして置換された液が排出される時、熱 い消費済み黒液とは別に収集される置換液の前進する前面の間に界面が形成され る。

蒸解の完了時、ダイジェスタ−からの排出は、加圧スチーム、エア、又は他の流 体が頂部人口３１へ導入されることによって達成することができる。この流体の 導入は、ブローピット１３ヘパルプが全部押入されるまで続く。また、弁１２ａ とブローピント１３とに関連したポンプを、グイジエスターを空にするために使 用することができる。ブローピント内の繊維は洗滌水３０が流入するウオッシャ −２９へ送られる。熱い繊維からいくらかの熱をとった洗滌液は、次のバッチ蒸 解工程で置換液として使用するために低温タンク１９へ送られる。低温タンク１ ９をタンクファーム１６の一部で構成することもできる。普通、グイジェスター は複数個使用され、順次バッチ蒸解工程を行うように操作され、符号２７で示す 次のダイジェスタ−に対してタンクファーム１６のアキュムレーターからの熱い 黒液を使用する場合と同様に、１つのダイジェスタ−からの洗滌液は、他のグイ ジェスターに対して使用することができる。

かくして、排出される前のバルブから黒液を除去することにより、熱エネルギー の損失を少くし、空気汚染を低下させることができる、改良された簡単で比較的 迅速な方法が提供されることが理解されよう０本発明の範囲から逸脱することな しに、種々の変形が可能である。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年４月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ダイジェスター（１０）に多量のセルロース材料と蒸解液が供給され、この 供給物は、それから脱リグニンパルプと熱い消費済み液とのコラムを前記ダイジ ェスター（１０）内に得るために高温と大気圧以上の圧力で蒸解処理されるバッ チ蒸解方法において； 前記セルロース材料の蒸解後、前記脱リグニンパルプの前記コラムを実質的にそ のままの状態に保持しながら、前記コラムの頂部で低温液の第１容積部分を前記 ダイジェスター（１０）内ヘ圧送し、そして、そのダイジェスターの底部で前記 低温液の第２容積を前記ダイジェスター（１０）内ヘ圧送することによって熱い 加圧消費済み液を量的に置換し、前記熱い消費済み液を前記高温と大気圧以上の 圧力に保持しながら両端の中間位置（２５）でダイジェスターから排出し、前記 置換された熱い消費済み加圧液を第２容積のセルロース材（２７）ヘ移送し、そ れによって第２容積のセルロース材を予め加熱するために前記熱い消費済み液の 顕熱を保存して利用する； バッチ蒸解方法。 ２．ダイジェスター（１０）に多量のセルロース材と蒸解液が供給され、この供 給物は、それから脱リグニンパルプと熱い消費済み液とのコラムを前記ダイジェ スター（１０）内に得るために、高温と大気圧以上の圧力で蒸解処理される請求 の範囲１に記載のバッチ蒸解方法において； 前記第１及び第２容積をダイジェスター（１０）内の熱い消費済み液の総容積よ り小さくしたバッチ蒸解方法。 ３．ダイジェスター（１０）に多量のセルロース材と蒸解液が供給され、この供 給物は、それから脱リグニンパルプと熱い消費済み液とのコラムを前記ダイジェ スター（１０）内に得るために、高温と大気圧以上の圧力で蒸解処理される請求 の範囲１に記載のバッチ蒸解方法において； 第３及び第４の容積の置換流体はそれぞれダイジェスター（１０）の頂端部と底 端部とに圧送され、前記第１、第２、第３及び第４の容積の合計をダイジェスタ ー（１０）内の熱い消費済み液の容積に実質的に等しくするバッチ蒸解方法。 ４．ダイジェスター（１０）に多量のセルロース材と蒸解液が供給され、この供 給物は、それから脱リグニンパルプと熱い消費済み液とのコラムを前記ダイジェ スター（１０）内に得るために、高温と大気圧以上の圧力で蒸解処理される請求 の範囲１に記載のバッチ蒸解方法において； 低温液の前記第１容積部分と低温液の前記第２容積部分は、それぞれ、前記ダイ ジェスター（１０）の頂部と底部へ同時に圧送される、バッチ蒸解方法。 ５．ダイジェスター（１０）に多量のセルロース材と蒸解液が供給され、この供 給物は、それから脱リグニンパルプと熱い消費済み液とのコラムを前記ダイジェ スター（１０）内に得るために、高温と大気圧以上の圧力で蒸解処理される請求 の範囲１に記載のバッチ蒸解方法において； 前記置換された熱い消費済み加圧液を第２のセルロース材ヘ移送する前記移送は 、個々の容積部分の前記置換された消費済み液をバッチダイジェスター（２７） に含まれる非蒸解チップの頂部と底部ヘ圧送することによって行われるバッチ蒸 解方法。 ６．多量のセルロースパルプをバッチ蒸解方法において蒸解液により蒸解する装 置において； セルロースが蒸解される所定の蒸解時間のあいだ高温と高圧の下でセルロースの バッチを収容し、かつ、上端と下端とを有するダイジェスター（１０）；前記ダ イジェスター（１０）の上端にある流体入口とその下端にある流体入口；前記各 入口に接続された置換液のタンク手段（１９）；ダイジェスター（１０）内の液 を置換するため置換液を前記入口ヘ加圧下で導くポンプ手段（２０）と制御弁手 段（２１，２２）；前記置換液によって置換された液を受入れるため、前記ダイ ジェスター（１０）の中央部分にある置換される液の出口（２３）；及び前記ダ イジェスター（１０）から置換された液を前記置換される液の出口から受入れる アキュムレーター手段（１６）；とを組合せてなるバッチ蒸解方法において多量 のセルロースパルプを蒸解液で蒸解する装置。 ７．第２ダイジェスターと、アキュムレーター手段を前記第２ダイジェスターに 接続させる手段とを有し、置換された液が第２ダイジェスターのセルロースチッ プを通って送られ、チップの温度を上昇させ、かつ、チップを予め処理するため に置換された液の顕熱と残留化学物質とが利用される請求の範囲６に記載のバッ チ蒸解方法において多量のセルロースパルプを蒸解液により蒸解する装置。 ８．前記第２ダイジェスターの頂部と底部において、前記第２ダイジェスターに 接続された別個の液の流体の導通ラインと、前記第２ダイジェスターの中央部分 にあって、前記第２ダイジェスターにおいて置換された流体を受入れる出口手段 とを有する、請求の範囲７に記載のバッチ蒸解方法において多量のセルロースパ ルプを蒸解液により蒸解する装置。 ９．前記出口を通って排出される置換された液がダイジェスターから排出される 時通過するように、ダイジェスターの中央部分に配置されたスクリーン（２５） を有する請求の範囲６に記載のバッチ蒸解方法において多量のセルロースパルプ を蒸解液により蒸解する装置。 １０．ダイジェスターから液を除去するため量的置換が利用されるセルロース材 料からリグニンを除去するバッチ蒸解方法において；ダイジェスターの頂部と底 部との両方において置換流体をダイジェスター内ヘ圧送し； ダイジェスターの上端とダイジェスターの下端との間の実質的に中央の部分で置 換された流体を収集してそれをダイジェスターから除去する；バッチ蒸解方法。 １１．置換流体をダイジェスターの頂部と底部ヘ実質的に同時に圧送する工程を さらに有する請求の範囲１０に記載のバッチ蒸解方法。 １２．材料を収容し、高温と大気圧以上の圧力で材料を蒸解するグイジェスター （１０）を有し、前記ダイジェスターはそのダイジェスターの流体の量的置換を 行うため置換流体の入口手段と置換流体の出口手段とを含むセルロース材料の蒸 解装置において； 置換流体の容積を別々に受入れるためグイジェスターの頂部近くと、ダイジェス ターの底部近くとに配置された置換流体の入口手段（２２，２１）；及びダイジ ェスターの頂部近くにある前記置換流体入口手段とダイジェスターの底部近くに ある前記置換流体の入口手段との間に配置された置換される流体の出口手段（２ ５）； とを備え； 前記置換される流体の出口手段はダイジェスターの頂部から下方ヘ置換される流 体と、ダイジェスターの底部から上方ヘ置換される流体を受入れる；セルロース 材料の蒸解装置。