JPH0710920B2 - リグノセルロース物質の液化装置 - Google Patents

リグノセルロース物質の液化装置

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JPH0710920B2
JPH0710920B2 JP30881991A JP30881991A JPH0710920B2 JP H0710920 B2 JPH0710920 B2 JP H0710920B2 JP 30881991 A JP30881991 A JP 30881991A JP 30881991 A JP30881991 A JP 30881991A JP H0710920 B2 JPH0710920 B2 JP H0710920B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製材工程で発生する残
材である木粉などや農産廃棄物である稲ワラ、モミガラ
などのリグノセルロース(植物繊維素)物質を液化して
リグノセルロース溶液を得るようになしたリグノセルロ
ース物質の液化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】製材工程で発生する残材である木粉など
や農産廃棄物である稲ワラ、モミガラなどのリグノセル
ロース物質を有効に利用する方法として、液化して得ら
れたリグノセルロース溶液を種々の化学工業原料や燃料
源などに用いることが知られている。
【0003】上記リグノセルロース物質を液化する方法
としては、リグノセルロース物質に溶媒(フェノールな
ど)を供給し、これを40〜60Kg/cm2の高加圧下で 200℃
〜300℃の温度に加熱して加圧攪拌させる高圧法と、リ
グノセルロース物質に溶媒(フェノールなど)及び酸触
媒(硫酸など)を供給し、これを 5Kg/cm2以下の低加圧
下で 120℃〜 180℃の温度に加熱して攪拌させる常圧法
とがある。
【0004】上記高圧法は酸触媒を使用しないのでステ
ンレス製の反応容器を使用することができるが、高圧に
しなければならないので反応容器は必要な耐圧強度を有
する耐圧容器でなければならない。また、上記常圧法は
常圧で行なわれるので反応容器は耐圧設計する必要がな
いが、酸触媒によってステンレス鋼が腐食される問題が
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在、上述した2つの
液化方法によるリグノセルロース物質の液化装置として
は、大学などの実験室でテストスケール程度で少量のリ
グノセルロース物質を液化させるものが存在するだけで
あり、工場などの生産スケールで多量のリグノセルロー
ス物質を液化させるものが強く要望されている。
【0006】そこで、本発明は上述の要望に応えるた
め、上記高圧法を利用して多量のリグノセルロース物質
を生産スケールで液化し得るリグノセルロース物質の液
化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、高圧に耐え得るように耐圧設計され、底部中
央に溶液取出弁を有する溶液取出孔を設けるとともに、
上端部に開閉可能な投入蓋を有する投入管を設け、か
つ、外周に熱媒のジャケットを設けた反応容器と、上記
反応容器と溶媒を貯溜させた薬液タンクとを溶媒の供給
を制御させる配管ユニットを介して接続させた薬液供給
装置と、上記反応容器の外周に設けられたジャケットと
熱媒の温度をコントロールするようになした熱媒温調器
とを溶媒の循環流通を制御させる配管ユニットを介して
接続させた熱媒加熱循環装置と、上記反応容器内にモー
ターによって回転駆動される回転軸を気密に嵌装させ、
この回転軸に攪拌羽根を一体に取付けた攪拌機と、上記
反応容器と加圧手段とを当該反応容器内の圧力を制御さ
せる配管ユニットを介して接続させた加圧排気装置とで
構成されたリグノセルロース物質の液化装置を提供す
る。
【0008】
【作用】上記反応容器の上部に設けられた投入管から適
当量の木粉などのリグノセルロース物質を上記反応容器
内に供給し、かつ、薬液供給装置の薬液タンクに貯溜さ
れた適当量の溶媒をその配管ユニットによって上記反応
容器内に供給した後、上記熱媒加熱循環装置の熱媒温調
器で温度コントロールされた熱媒を上記反応容器のジャ
ケットとの間でその配管ユニットによって循環流通させ
て上記反応容器内を所定温度に加熱するとともに、上記
加圧排気装置によって上記反応容器内を所定圧力に調整
し、かつ、上記攪拌機の攪拌モーターによって攪拌羽根
を回転駆動させて上記反応容器内のリグノセルロース物
質及び溶媒を攪拌することにより、リグノセルロース物
質を溶媒と反応させてリグノセルロース溶液に液化する
ようにする。
【0009】
【実施例】本発明に係るリグノセルロース物質の液化装
置の一実施例を図1に示すフローシートに基づいて説明
する。
【0010】本発明装置は、リグノセルロース物質を液
化反応させるための反応容器(A)と、この反応容器
(A)に溶媒(フェノールなど)を供給するための薬液
供給装置(B)と、上記反応容器(A)内を加熱するた
めの熱媒加熱循環装置(C)と、上記反応容器(A)の
内部に収納されるグノセルロース物質及び溶媒を攪拌す
るための攪拌機(D)と、上記反応容器(A)内を加圧
するための加圧排気装置(E)で構成されている。
【0011】上記反応容器(A)は、必要な耐圧強度
( 100Kg/cm2)を有するように有底円筒体からなる処理
槽(1)の開口端部に円盤形の密閉蓋(2)を一体に取
付けて構成され、上記処理槽(1)には外周にジャケッ
ト(3)及びフランジジャケット(4)が設けてあると
ともに、底部中央に溶液取出弁(5)を有する溶液排出
孔(6)が設けてあり、また、上記密閉蓋(2)には開
閉可能な投入蓋(7)を有する投入管(8)が斜めに貫
通して設けてあるとともに、外周に蓋ジャケット(9)
が設けてある。上記溶液取出弁(5)は本体(5a)の軸
方向に設けた上記溶液排出孔(6)と連通する空腔(5
b)内に開閉シリンダー(5c)のピストンロッドと一体
構造をなす軸体(5d)をスライド自在に嵌装するととも
に、上記空腔(5b)の開口端を開閉する弁体(5e)を上
記軸体(5d)の先端に一体に取付けて構成され、上記開
閉シリンダー(5c)を伸縮作動させて軸体(5d)をスラ
イドすることにより空腔(5b)の開口端を弁体(5e)に
よって開閉させる。
【0012】上記薬液供給装置(B)は、上記反応容器
(A)の密閉蓋(2)に取付フランジ(10)を介して当
該開閉弁(2)を気密に貫通して処理槽(1)内に嵌装
された注入ノズル(11)と溶媒が貯溜された薬液タンク
(12)とを、逆止弁(13)、注入弁(14)、調節弁(1
5)、ポンプ(16)及び排液弁(17)を設けた第1の配
管ユニット(18)によって接続させて構成され、上記反
応容器(A)内に上記薬液タンク(12)に貯溜された溶
媒を第1の配管ユニット(18)によって制御させて供給
する。また、上記薬液タンク(12)内に蒸気の流通する
加熱用配管(19)を設けるとともに、上記第1の配管ユ
ニット(18)に伝熱ヒーター(20)を設け、上記薬液タ
ンク(12)に貯溜された溶媒を加熱用配管(19)内を流
通する蒸気の熱を利用して加熱するとともに、第1の配
管ユニット(18)内を流通する溶媒を伝熱ヒーター(2
0)によって加熱する。
【0013】上記熱媒加熱循環装置(C)は、オイルな
どの熱媒を温度をコントロールする熱媒温調器(21)と
上記反応容器(A)の処理槽(1)のジャケット(3)
及びフランジジャケット(4)並びに密閉蓋(2)の蓋
ジャケット(9)とを、返液弁(22)(23)及び給液弁
(24)(25)を設けた第2の配管ユニット(26)によっ
て接続させており、上記熱媒温調器(21)で温度コント
ロールされた熱媒を第2の配管ユニット(26)によって
制御させて上記熱媒温調器(21)と上記反応容器(A)
との間で循環流通する。上記熱媒温調器(21)は入口弁
(27)、ポンプ(28)及び出口弁(29)を設けた第3の
配管ユニット(30)によってクーリングタワー(31)と
接続されて構成され、クーリングタワー(31)の冷却水
を第3の配管ユニット(30)によって制御させて熱媒温
調器(21)との間で循環流通させることにより熱媒温調
器(21)の熱媒を冷却させる。
【0014】上記攪拌機(D)は、上記反応容器(A)
に付設された攪拌モーター(32)によって回転駆動され
る回転軸(33)を、上記反応容器(A)の密閉蓋(2)
を気密に貫通して処理槽(1)内に嵌装させるととも
に、この回転軸(33)に支持杆(34)を介して攪拌羽根
(35)を固定させて構成され、上記攪拌羽根(35)の回
動によって上記反応容器(A)の内部に収納されるリグ
ノセルロース物質及び溶媒を攪拌する。
【0015】上記加圧排気装置(E)は、上記反応容器
(A)と図示されていないコンプレッサーなどの加圧手
段とを、サイレンサー(36)、逆止弁(37)、加圧弁
(38)、空気抜弁(39)、安全弁(40)、ストップ弁
(41)及び圧力計(42)を設けた第4の配管ユニット
(43)によって接続させて構成され、上記反応容器
(A)内の加圧と排気を第4の配管ユニット(43)によ
って制御する。
【0016】本発明装置は以上の如く構成されており、
次に上記構成における本発明装置の作用を説明する。
【0017】先ず、上記反応容器(A)の密閉蓋(2)
に設けられた投入管(8)の投入蓋(7)を開き、この
投入管(8)から適当量の木粉などのリグノセルロース
物質を投入して上記反応容器(A)の処理槽(1)内に
供給する。そして、このように上記反応容器(A)の内
部に適当量のリグノセルロース物質が供給されると、上
記投入管(8)の投入蓋(7)を閉じて上記反応容器
(A)を密閉した後、上記薬液供給装置(B)の薬液タ
ンク(12)に貯溜された適当量の溶媒を第1の配管ユニ
ット(18)によって注入ノズル(11)から反応容器
(A)の処理槽(1)内に注入して、上記反応容器
(A)の内部に収納されたリグノセルロース物質に溶媒
を供給する。
【0018】この後、上記熱媒加熱循環装置(C)の熱
媒温調器(21)の熱媒を上記反応容器(A)の処理槽
(1)のジャケット(3)及びフランジジャケット
(4)並びに密閉蓋(2)の蓋ジャケット(9)との間
で第3の配管ユニット(26)によって循環流通させるこ
とにより上記反応容器(A)の内部を加熱するととも
に、上記加圧排気装置(E)によって上記反応容器
(A)の内部圧力を調整する。そして、上記反応容器
(A)内の温度及び圧力が所定温度( 200℃〜 300℃)
及び所定圧力(40〜60Kg/cm2)に加熱及び加圧される
と、攪拌機(D)の回転軸(33)を攪拌モーター(32)
によって回転駆動させて攪拌羽根(35)を回動し、この
攪拌羽根(35)の回動によって上記反応容器(A)の内
部に収納されるリグノセルロース物質及び溶媒を攪拌す
る。このようにしてリグノセルロース物質は上記反応容
器(A)の内部で溶媒とともに所定温度( 200℃〜 300
℃)及び所定圧力(40〜60Kg/cm2)で攪拌されるから、
溶媒と反応してリグノセルロース溶液に液化する。
【0019】そして、上記反応容器(A)の内部でリグ
ノセルロース物質が完全にリグノセルロース溶液に液化
すると、反応容器(A)内への加熱及び加圧を停止させ
ると同時に、上記加圧排気装置(E)によって反応容器
(A)内を排気して常圧に戻す。この後、上記反応容器
(A)の処理槽(1)に設けた溶液排出孔(6)の溶液
取出弁(5)を開いて当該溶液取出孔(6)からリグノ
セルロース溶液を反応容器(A)の外部に取出す。以
後、上記同様の作動を繰返すことにより、多量のリグノ
セルロース物質を連続して液化することが可能である。
【0020】尚、上記実施例では、熱媒加熱循環装置
(C)はオイルなどの熱媒を循環流通させて反応容器
(A)内を加熱させるようにした場合を例示している
が、伝熱ヒーターを反応容器(A)の外部に付設した
り、内部にコイルヒーターを取付けて加熱するようにし
てもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置によれ
ば、多量のリグノセルロース物質を生産スケールで液化
することが可能であり、木粉などの製材工程で発生する
残材や稲ワラ、モミガラなどの農産廃棄物の有効利用に
効果を奏するとともに、リグノセルロース溶液の製造コ
ストも大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリグノセルロース物質の液化装置
の一実施例を示すフローシートである。
【符号の説明】
A 反応容器 B 薬液供給装置 C 熱媒加熱循環装置 D 攪拌機 E 加圧排気装置 1 処理槽 2 密閉蓋 5 溶液取出弁 6 溶液排出孔 7 投入蓋 8 投入管 11 注入ノズル 12 薬液タンク 18 第1の配管ユニット 21 熱媒温調器 26 第2の配管ユニット 30 第3の配管ユニット 31 クーリングタワー 32 攪拌モーター 33 回転軸 35 攪拌羽根 39 サイレンサー 44 第4の配管ユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧に耐え得るように耐圧設計され、底
    部中央に溶液取出弁を有する溶液取出孔を設けるととも
    に、上端部に開閉可能な投入蓋を有する投入管を設け、
    かつ、外周に熱媒のジャケットを設けた反応容器と、 上記反応容器と溶媒を貯溜させた薬液タンクとを溶媒の
    供給を制御させる配管ユニットを介して接続させた薬液
    供給装置と、 上記反応容器の外周に設けられたジャケットと熱媒の温
    度をコントロールするようになした熱媒温調器とを溶媒
    の循環流通を制御させる配管ユニットを介して接続させ
    た熱媒加熱循環装置と、 上記反応容器内にモーターによって回転駆動される回転
    軸を気密に嵌装させ、この回転軸に攪拌羽根を一体に取
    付けた攪拌機と、 上記反応容器と加圧手段とを当該反応容器内の圧力を制
    御させる配管ユニットを介して接続させた加圧排気装置
    とで構成されたことを特徴とするリグノセルロース物質
    の液化装置。
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