JPH0674557B2 - 連続式ダイジェスターにおける加熱方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、連続的に供給される破砕されたセルロース繊
維材を蒸解用リカーによって繊維遊離式蒸解を行い、そ
れから遊離した繊維材を洗浄する装置と方法の改良に関
する。特に、本発明は、熱エネルギーの節約のためチッ
プの加熱に使用済みブラックリカーを使用し、パルプの
機械的特性を改善し、パルプの歩留まりを上げ、かつ脱
リグニン化（delignification）を向上させるためその
システムの総硫化物のバランスを変えることなしに高度
の硫化物による蒸解処理を行う改良された装置と方法に
関する。

背景技術 化学的ウッドパルプを製造する際、パルプ繊維を遊離す
るために種々の蒸解用化学物質を含む蒸解用リカーを使
用することは通常行われるようになっている。いわゆる
クラフト或いは硫酸パルプは、基本的な繊維遊離用化学
物質として水酸化ナトリウムや硫化ナトリウムのような
物質が使用されるリカー中で未処理のチップウッドを蒸
解処理することによって製造される。いわゆるソーダパ
ルプは、苛性ソーダを含む蒸解用リカー、即ち、パルプ
化する化学物質として主として苛性ソーダを含むリカー
を用いることからその名前が由来している。苛性ソーダ
と硫化ナトリウムを含むリカー、又は苛性ソーダを含む
リカー及び硫化ナトリウムを含むリカーを使用したこれ
らのプロセスには多くの変形例がある。しかしながら、
これらの変形例は全て、同様に、そのプロセスを約170
℃の適切な蒸解温度に保持するため熱を補給しながら或
る時間にわたってリカーを使用するやり方で蒸解を行っ
ている。

チップの蒸解を行うために、従来２つの基本的なプロセ
スが使用されてきた。その第１はバッチクッキングと言
われるものであって、ダイジェスターにチップが入れら
れ、リカーが注入され、温度と圧力が上昇され、そして
所望の脱リグニン化の段階に達するために“バッチ”が
高温、高圧に保持される。ダイジェスターはそれから空
にされ、次のバッチのために次のチップの充填がスター
トする。

連続的な蒸解、即ち、第２の基本的なプロセスにおいて
は、チップの柱状体（コラム）は、熱いリカーが循環さ
れているダイジェスターを通って連続的に移動する。そ
のプロセスの状態は、チップがダイジェスターから流出
する時所望の脱リグニン化段階が生じるように制御され
る。

チップに熱を伝達する際、使用済みのリカー即ちブラッ
クリカー（黒液）を使用したバッチ式蒸解プロセスで
は、種々の進歩が得られたが、連続式の蒸解に有効な熱
保存の方法においては最大の熱エネルギーの保存ができ
るような進歩した段階には達していない。

従来の連続式ダイジェスターでは、使用済みリカーはフ
ラッシュされ、スチームが発生する。このスチームは、
通常チップを前もって加熱し、また熱水を発生させるた
めに使用される。熱と蒸解用化学物質は、その使用済み
リカーがチップを予加熱し予処理調整するために、ま
た、例えば、クラフトプロセスのホワイトリカー（白
液）のようなプロセスへ入る蒸解用化学物質を予加熱す
るために使用される場合には一段と効果的に利用するこ
とができる。

発明の開示 そこで本発明の目的は、熱エネルギーを節約できる連続
的蒸解処理方法を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、熱エネルギーが節約さ
れ、製造されるパルプの品質が改善される独特の方法で
使用済み蒸解用ブラックリカーとホワイトリカーを使用
する連続的な蒸解方法を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、その蒸解システムの総硫
化物のバランスを大きく変化させないで高度の硫化蒸解
を行い、連続的蒸解システムにおいて大きく脱リグニン
化（delignification）が行われ、しかも現存の連続的
蒸解システムよりパルプの生産性が高い方法を提供する
ことである。

本発明の特徴は、複数の容器が連続して使用され、第１
容器が予め処理調整されたチップを受入れ、チップが低
温ブラックリカーにより第１容器内で予含浸、加熱され
る連続蒸解方法を提供することである。チップの次の加
熱は、第２容器と第２容器に続く容器内でより高い温度
のリカーで行われ、チップが所望の温度に達したのち、
ホワイトリカーが蒸解温度と蒸解圧力でチップを通って
循環される。チップは、連続的に予含浸用容器の最後の
容器から蒸解処理のためダイジェスターへ送られる。蒸
解処理され脱リグニン化されたチップは、パルプとして
ダイジェスターの底部から最終的洗浄のために取出され
る。ウオッシャーからの洗浄用リカーは２つ以上の段階
で利用され、ダイジェスターから遊離リカーとチップ内
のリカーとが除去される。

本発明の原理に従えば、熱い使用済みリカーが連続ダイ
ジェスターへの流入する材料を加熱するために使用され
る。ダイジェスターから引き抜かれた使用済みリカー
は、実質的にダイジェスター温度で圧力容器内に貯留さ
れる。最終の除去段階からのより低温のリカーも貯留さ
れる。流入するチップは、はじめに低温リカーにさらさ
れ、それから、より高温リカーにさらされる。ホワイト
リカーは、熱い使用済みリカーの一部を利用して熱交換
器で予加熱される。ホワイトリカーを熱いホワイトリカ
ーアキュムレーターに貯えることができ、熱い使用済み
リカーはホワイトリカーにエネルギーを与えたのち、低
温アキュムレーターへ流れる。

実際上、この方法は、チップを下方へ押圧するためねじ
コンベアフィーダーによって材料が供給されるようにし
た第１室、即ち第１容器を使って行うことができる。容
器は、頂部に引抜きスクリーンを配置し、その下方に再
循環スクリーンを配置することができ、再生リカーは、
このスクリーンの高さの位置で終わっている中心管を通
って流れる。低温リカーは、低温タンクから循環ポンプ
へ供給され、同リカーは容器の部分にわたって均等に拡
散する。頂部スクリーンからリカーを引抜くことによっ
て、追加されるリカーの一部はチップの動きに向流（逆
流）の道路を流れるので、リカー中の熱と残留化学物質
がチップへ移行する。チップがその区域に滞留する時間
とリカーの流量は熱移動の効率を決定する。頂部スクリ
ーンから引抜かれるリカーの量は、ホワイトリカーの投
入量、ウッドの湿気及び希釈要素に一般に対応する量と
する。引抜かれたリカーは蒸発器へ流れる。同リカーの
残りの部分は、前記の室内をチップと共に下降する。

熱い使用済みリカーによる処理は、主としてダイジェス
ター圧をもつ容器内で生じる。好ましくは、この高圧容
器は第１容器の下に位置し、材料の移行は高圧フィーダ
ーを利用することによって行われる。熱交換のための装
置は、基本的には、第１の低温容器の場合と同じであ
る。熱い使用済みリカーは再循環回路に流入し、リカー
の一部は頂部スクリーンから引抜かれてチップと向流す
るように流れる。かくして、低温リカーは熱い使用済み
リカーにより置換される。頂部スクリーンを出た低温リ
カーは、低温タンクへ戻される。

熱い使用済みリカーの一部は、高圧容器の底部に導入さ
れたホワイトリカーを予加熱するために使用される。チ
ップを高圧容器から流出させるために機械的装置が使用
される場合、ホワイトリカーはその機械的装置の後で投
入され、パルプの質の低下を防ぐ。これは、連続的ダイ
ジェスターの一部を構成し、かつ、そのダイジェスター
装置自体と一体化した容器を使用することによって行う
ことができる。

本発明の他の目的や効果、特徴は、明細書の好ましい実
施例、特許請求の範囲及び図面に関連して説明される本
発明の原理により一層明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明 図１は本発明の原理に従って操作される工程の系統図で
あり、 図２は高圧予含浸容器が連続ダイジェスターの一部を構
成する図１に示す工程の変形を示す系統図である。

発明を実施するための最良の形態 図１に示すように、ウッドチップはねじ式送り機構11を
通って第１室、即ち、容器10へ送られる。それらのチッ
プは供給容器12内で例えばスチームで加熱することによ
って前もって処理調整される。

リカーの温予含浸容器としての第１容器において、低温
ブラックリカータンク13から供給ライン14を通って供給
される低温ブラックリカーによって予加熱が行われる。
このブラックリカーは再循環ライン15と再循環ポンプ16
とを有する再循環機構を通ってチップ間を循環する。

余分のブラックリカーは、その熱エネルギーと残留化学
物質とを消費したのち、弁18によって制御されるライン
17を通って容器10の頂部近くで取出され、蒸発器19へ送
られ、そこでブラックリカーはこの技術に熟達した人に
とって認識され、理解される方法で再処理され、再生さ
れる。スクリーン10a,10bはそれぞれ、蒸発器19と再循
環ライン15へのリカーの出口となる。

図１に示す工程において、予加熱されたウッドチップは
第２容器21へ下向きに強制的に運ばれる。この第２容器
21は熱いリカー予含浸容器であって、その容器内でウッ
ドチップは第１容器より高温高圧で所定時間だけリカー
に浸される。ウッドチップを第２容器21へ送るために、
例えば、回転送り弁20のような機構が使用される。その
ような弁は、この技術に熟達した人にとってよく知られ
たものであるので、これ以上の説明は省略する。

前記の熱いリカー予含浸容器内のチップを蒸解温度に予
加熱するために、ブラックリカーがライン23によって第
２容器へ送られ、この第２容器は圧力ポンプ22aにより
送り出される熱いブラックリカータンク22から熱いブラ
ックリカーを受容れる。その熱いブラックリカーは、ポ
ンプ24aによって再循環ライン24により移動するチップ
を通って再循環される。リカーの一部は弁24cによって
制御されるライン24bを通って送られ、そして低温ブラ
ックリカータンク13へ、好ましくは、低温ブラックリカ
ーを第１容器10へ吐出する吐出ポンプ13aの上流へ供給
される。

第２容器21には、リカーを除去するスクリーン21a,21b,
21cが配設され、スクリーン21aはライン24bを通って余
分のブラックリカーの除去を容易にし、スクリーン21b,
21cは２本の再循環通路において高温ブラックリカーの
再循環を容易にする。

蒸解工程では、ホワイトリカーがライン25を通って第２
容器21へ送られる。また、ホワイトリカーは、チップが
第２容器から出る時、図１の点線で示す線25aを通って
供給される。

ホワイトリカーは高温ホワイトリカータンク27から得ら
れ、それはポンプ27aにより同タンク27から吐出され
る。ホワイトリカーは、第２容器21へ吐出される前に熱
交換器28内で予め加熱されている。そのホワイトリカー
は図示していない供給源及び供給ライン29から熱交換器
へ送られる。この熱交換器は、高温ブラックリカータン
ク22から伸長するライン30を通って供給される熱いブラ
ックリカーにより加熱され、その熱交換器を通ったの
ち、ブラックリカーはライン31を通って低温ブラックリ
カータンク13へ流れる。

予め含浸されたチップ及び蒸解用リカーは、第２容器21
の底部をダイジェスター33の上端に接続する排出ライン
32を通って第２容器21の底部から排出される。

蒸解用リカーは、再循環ポンプ34aとダイジェスター内
の抜き取りスクリーン34bとを有する回路34を通ってダ
イジェスターの頂部で再循環する。蒸解用リカーの温度
調整はスチーム源34dからのスチームによって加熱され
るトリム熱交換器34cで行われる。蒸解用リカーの一部
は、ポンプ38aによりライン38を通ってダイジェスター
から取り出され、ライン39を通って送られ、チップが第
２容器を出る場所へ送られる。この再循環蒸解用リカー
は、さらに、チップがダイジェスターへ滑らかに移動し
易くなるために第２容器から出たチップとリカーとを薄
める。

ダイジェスター33では、チップは連続的に下方へ移動
し、所望の程度まで脱リグニン化（delignification）
されるように蒸解される。引抜きライン35,引抜きスク
リーン35a,再循環ライン36及びポンプ36aを通って再循
環が生じる。再循環されるリカーの一部は弁36bによて
制御されて熱いリカータンク22へ送られる。

ダイジェスターの下方部分では、ライン50からの洗浄
（ウォッシャー）濾液がポンプ54によって回路52を通っ
て再循環され、それによって、温度勾配と消費されたリ
カーの濃度の勾配とを消失させる。引抜かれたリカーの
量は回路52を通ってダイジェスターへ流入する流れより
少量であり、ダイジェスターの底部で濾液の上昇流を生
じさせるように、前記濾液がスクリーン56とポンプ54の
間に供給される。ポンプ62を含む第２再循環回路60が備
わっており、それは残りの熱い使用済みのブラックリカ
ーと共に引抜きスクリーン64の所で上昇する濾液の一部
分を引抜く。引抜かれた濾液とリカーとの一部分は、弁
68によって制御されるライン66を通って低温タンク13へ
送られる。

ダイジェスターからウオッシャーへパルプを移動させる
ためにブローライン80が配設される。パルプがダイジェ
スターから送られる二次的希釈を含む方法は連続ダイジ
ェスターの技術分野でよく知られているので、それにつ
いてはこれ以上説明しない。

操作時、予め調整処理されたパルプはねじコンベア11を
介して第１のチップ予加熱容器10へ送られ、そこで、低
温ブラックリカータンク13から得られた低温ブラックリ
カーによって加熱される。予め加熱されたチップは回転
送り弁20を通って第２室21へ下方へ送られ、そこでチッ
プはさらに、高温ブラックリカータンク22から流入する
高温ブラックリカーによって予加熱される。

高温及び低温ブラックリカーはプルプウォッシャーから
得られ、その高温リカーは、また、熱交換器28を通って
ホワイトリカーを加熱するために利用される。ホワイト
リカー供給ライン25からスクリーン21cを通って送られ
るホワイトリカーはチップに付加され、その後、チップ
はダイジエスター33へ送られる。

ダイジェスターでは、チップの柱状体（コラム）とリカ
ーとが下降する時脱リグニン化（delignification）が
生じる。供給ライン50を通って付加される濾液の量は、
スクリーン35aを通って引抜かれる熱い遊離したブラッ
クリカーとスクリーン64を通って引抜かれる温いリカー
とを移動させるのに十分な量でなければならない。スク
リーン35aとスクリーン64との間とスクリーン64とスク
リーン56との間の部分でリカーが向流することによっ
て、チップによって保持されたリカーが移動し除去され
るような状態を生じさせるので、ブローライン80を通っ
てそこから出ていくチップは、実質的に蒸解用リカーを
含んでいない。

スクリーン64とスクリーン35aとの間の向流領域は十分
に長く形成されているので、前記濾液は実質的に蒸解温
度までチップにより加熱され、ライン35aを通って除去
される濾液とリカーはその蒸解温度又はそれに近い温度
に加熱される。

蒸解処理前にチップが吸収した蒸解用リカー中の硫化物
イオンはあとで蒸解処理中にウッドチップから遊離する
ので、硫化物の約90％が使用済みリカー中に残留するこ
とはすでに知られている。従って、多量の脱リグニン化
を行う前に、硫化物でチップを選択的に予め処理するこ
とは蒸解処理にとって重要なことである。そこで、本発
明では、第１室の頂部から排出されるリカーは、蒸発処
理へ向う従来の方法における使用済みリカーと基本的に
は同量の硫化物を含む。低温タンク中の硫化物の濃度
は、第１室から排出されるリカーよりさらに高く、熱い
ブラックリカータンク内の硫化物濃度もさらに高い。こ
れらの濃度は、高温であることと相まって、蒸解処理前
に行われる硫化物によるウッドチップの予処理を効率化
させる。

本発明の方法の種々の構成要素を組み変えることによ
り、適切な再循環と共に、所望の予含浸や予加熱を行う
ことができる。付加される予含浸容器を、図１に示すよ
うに結合して使用したり、他の適切な手段によって接続
させて使用することができる。前述したような容器の２
つの工程を変更することも可能である。例えば、図２は
第２室21がダイジェスターに隣接している工程を示して
いる。かくして、高圧予含浸工程と最終的蒸解工程の両
方のための種々の引抜きスクリーン、再循環回路ポンプ
等は予含浸容器とダイジェスター容器とを組合わせたも
のの中に含まれる。

かくして、本発明は前述の目的や効果を充足する連続蒸
解工程の改良方法と装置を提供する。そして本発明の原
理から逸脱することなしに、本発明の本旨と範囲内で本
発明の方法と装置を種々変形することができる。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１室（10）； 前記第１室（10）へセルロースウッドチップを送る送り
   手段（11）； 前記第１室（10）に接続され、同第１室（10）内のチッ
   プを通って低温ブラックリカーを循環させ、熱エネルギ
   ーの交換を行って前記チップの温度を上昇させ、残留化
   学物質をチップへ運ぶようにする低温リカータンク（1
   3）； 第１室（10）に接続され、同第１室（10）からの前記低
   温リカーにより予加熱されるチップを受入れる第２室
   （21）； チップを第２室（21）へ送るため前記両室（10,21）間
   を配置された供給機構（20）； 前記第２室（21）に接続され、チップを通って高温ブラ
   ックリカーを循環させ、熱エネルギーの交換により、チ
   ップの温度を蒸解温度近くまで上昇させ、チップに残留
   化学物質を運ぶ高温リカータンク； 予加熱されたチップをダイジェスターへ連続的に送るた
   め第２室（21）から伸長する出口手段（32）； ダイジェスター内でチップの脱リグニン化をさらに継続
   するためホワイトリカーをチップへ供給する手段（25,2
   5a,27,27a）； ダイジェスター内で熱いリカーを再循環させるためダイ
   ジェスターの上部にあり、かつ、再循環する熱いリカー
   の一部を熱いリカータンク（22）へ導く転向手段（36
   b）を有する再循環手段（35,35a,36,36a）； ダイジェスターの下部にあって、同下部にあるリカーを
   再循環させると共に、ウォッシャー濾液を再循環リカー
   に付加する手段（50）を有する第１再循環手段（52,54,
   56）； 及びダイジェスターの下部にあり、リカーを低温リカー
   タンク（22）へ導く引抜き手段（66,68）を有する第２
   再循環手段（60,62,64）； を組合わせて成る高圧高温の連続工程で蒸解用リカーを
   使って製紙パルプのセルロース繊維材を遊離させるダイ
   ジェスター装置。
2. 【請求項２】前記低温タンク（13）からの低温リカーを
   受容れ、前記第１室（10）を通るチップの連続的移動に
   対して向流して第１室（10）内のチップを通ってリカー
   を再循環させる第１室（10）の再循環手段（14,15,16）
   を有する請求の範囲１に記載の高圧高温の連続工程で蒸
   解用リカーを使って製紙パルプのセルロース繊維材を分
   離させるダイジェスター装置。
3. 【請求項３】高温タンク（22）に接続されて同高温タン
   ク（22）からのリカーを受容れ、第２タンク（21）を通
   るチップの連続的移動に対して向流して同タンク（21）
   を通って高温リカーを循環させ、同タンク内のチップの
   温度を上昇させる再循環手段（23,24,24a）を有する請
   求の範囲１に記載の高圧高温の連続工程で蒸解用リカー
   を使って製紙パルプのセルロース繊維材を遊離させるダ
   イジェスター装置。
4. 【請求項４】蒸解工程中、チップの移動に対し向流する
   ようにホワイトリカーを再循環させるためダイジェスタ
   ー（33）に接続されたホワイトリカー再循環手段（34,3
   4a,34b,38,38a,39）を有する請求の範囲１に記載の高圧
   高温の連続工程で蒸解用リカーを使って製紙パルプのセ
   ルロース繊維材を遊離させるダイジェスター装置。
5. 【請求項５】高温リカータンク（22）に接続されると共
   にホワイトリカー容器（27）に接続され、前記高温リカ
   ータンク（22）内のリカーの熱エネルギーを利用してホ
   ワイトリカーの温度を上昇させる熱交換器（28）を有す
   る請求の範囲１に記載の高圧高温の連続工程で蒸解用リ
   カーを使って製紙パルプのセルロース繊維材を遊離させ
   るダイジェスター装置。
6. 【請求項６】脱リグニン化されたパルプをダイジェスタ
   ーから移送するパルプウォッシャーへ接続された接続手
   段（80）を有する請求の範囲１に記載の高圧高温の連続
   工程で蒸解用リカーを使って製紙パルプのセルロース繊
   維材を遊離させるダイジェスター装置。
7. 【請求項７】低温リカーを除去するため第１室（10）に
   接続されたリカー除去ライン（17）を有する請求の範囲
   １に記載の高圧高温の連続工程で蒸解用リカーを使って
   製紙パルプのセルロース繊維材を遊離させるダイジェス
   ター装置。
8. 【請求項８】ウッドチップを第１室（10）へ送り； 前記チップを前記第１室（10）を通って連続的に移動さ
   せ； 前記チップを加熱し、残留化学物質を再利用するため前
   記第１室（10）で中程度の温度でブラックリカーを循環
   させ； 予加熱され、化学的に予め処理調整されたチップと中程
   度の温度のリカーとをより高温高圧で連続的に第２室
   （21）へ供給し； 前記中程度の温度のブラックリカーを熱いブラックリカ
   ーに置換し； チップの温度をさらに上昇させ、残留化学物質をさらに
   再利用するため第２室（21）内でチップを通って熱いブ
   ラックリカーを循環させ； 前記チップを連続流でダイジェスター（33）へ移送し； 熱いブラックリカーと置換するためホワイトリカーを熱
   いチップへ送り； 前記チップが前記ダイジェスター（33）内にある時、所
   望の脱リグニン化を完了させる流量、温度及び圧力で前
   記チップを前記ダイジェスター（33）を通って移動さ
   せ； 低温液を使って蒸解パルプから前記リカーを排出し； リカーが循環する工程で転向されると共にプロセスにお
   いて置換された中程度の温度リカーと熱い温度のリカー
   を別々に収集し； 予め定められた時間ホワイトリカーの作用を受けたの
   ち、ダイジェスター（33）から蒸解パルプを移動させ
   る； 工程とで成るチップウッドを処理する連続的蒸解方法。
9. 【請求項９】蒸解されたパルプをウォッシャーへ送り、
   チップを予加熱するため洗浄リカーを第１室（10）で利
   用する請求の範囲８に記載のパルプを遊離させるため連
   続的な高圧，高温の蒸解工程でセルロースウッドチップ
   を処理する方法。
10. 【請求項１０】チップを予加熱し、化学的に予め処理調
    整するため所定の時間第１室でブラックリカーを再循環
    させる請求の範囲８に記載のパルプを遊離させるため連
    続的な高圧，高温の蒸解工程でセルロースウッドパルプ
    を処理する方法。
11. 【請求項１１】ホワイトリカーを予加熱するため熱いブ
    ラックリカーを利用する請求の範囲８に記載のパルプを
    遊離させるため連続的な高圧，高温の蒸解工程でセルロ
    ースウッドチップを処理する方法。
12. 【請求項１２】リカーを再生するため第１室（10）から
    ブラックリカーを排出する請求の範囲８に記載のパルプ
    を遊離させるため連続的な高圧，高温の蒸解工程でセル
    ロースウッドチップを処理する方法。
13. 【請求項１３】第２室（21）で熱いブラックリカーを再
    循環させる請求の範囲８に記載のパルプを遊離させるた
    め連続的な高圧，高温の蒸解工程でセルロースウッドチ
    ップを処理する方法。
14. 【請求項１４】ブラックリカーをダイジェスター（33）
    から排出し、前記リカーを第１室（10）へ供給する請求
    の範囲８に記載のパルプを遊離させるため連続的な高
    圧，高温の蒸解工程でセルロースウッドチップを処理す
    る方法。