JPH09504842A - 溶解固形分の濃度プロフィールを制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 細砕セルロース繊維材から紙パルプを製造する蒸解システムにおいては、リグニン、ヘミセルロース、およびセルロースのような溶解有機物質（ＤＯＭ）の濃度が管理され、ＤＯＭ濃度は、蒸解（特にクラフト蒸解）の間中約１００ｇ／ｌに維持される。二槽式蒸解システムの供給システムにおいて上記セルロース繊維材をスラリー化するに十分な液を確保するために、蒸解カンと浸透槽との間の循環導管から液を少し抜き出し、これを冷却し、上記供給システムへ供給する。気相蒸解カンにおいては、蒸解カンの頂部の液面は、蒸解カンの循環ループからの抜き出された液を供給システム関連の液面タンクへ少し循環することによって、より正確に制御される。補給液ポンプと浸透槽頂部へ連なる液入口導管との間の供給システムには、インライン型の液抜き出し装置を設けてもよい。蒸解カン内には、一組の抽出／希釈スクリーンが設けられるが、その位置および間隔は、相互の関係および再導入導管開口部に関係して特に定められ、ＤＯＭ濃度が異なる液の混合が最小限に抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 溶解固形分の濃度プロフィールを制御する方法 発明の背景および概要 本発明は、溶解性有機物質（ＤＯＭ）---主に溶解されたリグニン、ヘミセル ロース、セルロース、およびクラフト蒸解法によって木材から抽出される他の物 質などから成るもの---の濃度を管理、制御し、有効アルカリの消費量を低下さ せながら、しかも低Ｈファクターにて、パルプ強度並びに漂白性を増大させる革 新的な概念を提供するものである。ＤＯＭ濃度は、実質的に蒸解の問に濃度約１ ００ｇ／ｌ以下（例えば、約５０ｇ／ｌ以下）に維持されるのが典型であり、ヘ ミセルロース濃度は、濃度１５ｇ／ｌ以下（例えば、約１０ｇ／ｌ以下）に維持 されるのが典型であり、リグニン濃度は、濃度５０ｇ／ｌ以下（例えば、約２５ ｇ／ｌ以下）に維持されるのが典型である。これは、直立蒸解カンからおよび／ または蒸解カン（典型的には連続蒸解カン）関連の供給または循環ループから高 濃度のＤＯＭ液を抜き出し、この高ＤＯＭ濃度液を低有効ＤＯＭ濃度液で置換す ることによって行われる。本発明に関連して用いられる「有効ＤＯＭ」という術 語は、パルプ強度、Ｈファクター、有効アルカリ消費量、および／または漂白性 に影響を与えるＤＯＭ部分を意味する。有効ＤＯＭ濃度が低い液とは、典型的に は水、実質的にＤＯＭを含まない白液、洗浄液濾液、コールドブロー濾液、圧 熱処理黒液、およびこれらの混合物である。 本発明によれば、多くの蒸解カンシステム並びにそのコンポーネント、および 細砕セルロース繊維材の処理法について親特許出願明細書に開示されたＤＯＭ濃 度制御を実際に行うことが可能となるものである。本発明によれば、多くの利点 が得られるが、その利点のあるものは予期し得ない技術を使用することにより得 られるが、他の利点は他方従来的な機器を用いるが新規のやり方を用いることに より得られる。 ＤＯＭを制御するパルプ製造システムにおいて、連続蒸解カンのいろいろな箇 所や液面の所で白液を添加したり、低有効ＤＯＭ濃度希釈液をも添加するという ことは、浸透を行っている間やその後ではチップを輸送するに使用し得る液体、 つまり高圧輸送デバイスから蒸解カンへの液体が少ないということを意味する。 例えば、蒸解カンシステムの供給システムへ供給され、ＤＯＭ制御を行うアルカ リの量は４０〜５５％と低く（例えば、５５％以下）となることがある。これを 上手く行うために、蒸解カンの頂部から浸透槽の底部への循環ラインから液を抜 き出し、冷却し、そして高圧輸送デバイス用の高圧入口ラインへこれを供給する 。 すなわち、本発明の実施態様の一つによれば、セルロース繊維材を蒸解する二 槽式の連続蒸解カンのシステムが提供されるが、このシステムは以下のシステム 構成要素を包含する。 頂部と底部とを有する浸透槽であって、浸透槽の頂部に位置する、蒸解すべき セルロース繊維材料スラリーの入口と、浸透槽の底部からのスラリーの出口と、 そして浸透槽の頂部から液を循環する出口とを有する浸透槽。 浸透槽の頂部へスラリーを供給し、浸透槽の頂部からの循環液を受ける循環シ ステム。 頂部と底部とを有する連続蒸解カンであって、蒸解カンの頂部に位置する、蒸 解すべきセルロース繊維材料スラリーの入口と、蒸解カンの底部にある蒸解され たパルプ用の出口と、蒸解カンの頂部から液を循環する出口とを有する連続蒸解 カン。 浸透槽スラリー出口と蒸解カンスラリー入口との間に延びる第一導管および蒸 解カンの頂部の再循環液出口と浸透槽の底部との間に延びる第二導管。 蒸解カンの頂部と底部の間にある、少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組 立体。 各ＤＯＭ低減スクリーン組立体を通過する液の第一部分を抜き出し、これを回 収系に送り、液の第二部分を残す手段。 各第二部分へ低有効ＤＯＭ濃度の液を添加し、増流された第二部分を提供する 手段；第二部分の少なくとも一つに蒸解液を添加する手段。 蒸解カンの内部に増流第二部分を循環する手段。 および本発明の新規の手段であるが、循環システム中の液流を増流させる手段 であって、第二導管から液を抜き出す手段、抜き出された液を冷却する手段、お よび抜き出され冷却された液を循環システムへ導入する手段を含む液流増流手段 。 上記循環システムは高圧輸送デバイスおよび入口と出口とを有する高圧ポンプ を包含するのが典型であり、上記高圧輸送デバイスは、この高圧ポンプの出口に 連結されている。抜き出され冷却された液を循環システムへ導入する手段は、こ の液を高圧ポンプの入口に連結された導管へ導入する手段を含む。このシステム は、また更に抜き出された液に蒸解液を添加する、例えば、抜き出された液を冷 却する手段の前に蒸解液を添加する手段を包含するのが好ましい。抜き出された 液を冷却する手段は、熱交換型冷却器または蒸発型冷却器を包含するのが好まし い。 また、上記蒸解カンは、抽出スクリーン組立体を包含するのが好ましく、そし て少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組立体は、蒸解カンの頂部の近くに位 置するトリムスクリーン組立体と、トリムスクリーン組立体と抽出スクリーンと の間に配設された蒸解スクリーン組立体とを包含する。蒸解カンは、蒸解カンの 底部と抽出スクリーン組立体との間に位置する洗浄スクリーン組立体を更に包含 するのが好ましく、そして蒸解液を洗浄スクリーン組立体へ添加する手段を備え 、さらに蒸解カンの抽出スクリーン組立体の所に配設された予備の再循環パイプ を備えて、その結果抽出スクリーン組立体を容易に修正して、再循環スクリーン 組立体として機能させるようにすることが可能である。 別法としては、上記蒸解カンは、蒸解カンの頂部近くに再循環と抽出を兼ねた スクリーン組立体を包含してもよく、少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組 立体は、再循環と抽出を兼ねたスクリーン組立体の下に配設された第一スクリー ン組立体と、第一スクリーン組立体の下に配設された第二スクリーン組立体とを 含むことが好ましい。また、蒸解カンの底部と第二スクリーン組立体との間に配 設された洗浄スクリーン組立体と、蒸解液を洗浄スクリーン組立体へ添加する手 段とを備えることも可能である。 本発明の別の実施態様では、上記装置を用いる方法を実施することが可能であ る。該方法は、以下の工程から成る。すなわち、ａ）蒸解カンの頂部と底部との 間の少なくとも一箇所で、蒸解カンの内部からＤＯＭ含有液を抜き出し、この液 を第一と第二の流れに分割し、第一の流れを回収系に送る工程。（ｂ）低ＤＯＭ 含有液を、白液を含む第二流へ添加し、第二流を蒸解カンの内部へ戻して再循環 する工程。および（ｃ）第二導管から液を抜き出し、抜き出された液を冷却し、 そして抜き出され冷却された液を循環システムへ導入することによって、循環シ ステム中の液の流れを増流する工程。 好ましくは、循環システムには高圧輸送デバイスと、入口と出口とを有する高 圧ポンプとを包含する。その出口は、高圧輸送デバイスヘ連結されており、この 場合工程（ｃ）は、抜き出され冷却された液を高圧ポンプ入口に連結された導管 へ導入することによって実施され、好ましくは、抜き出された液に白液を添加す ることによって（例えば、抜き出された液を冷却する前に抜き出された液に蒸解 液を添加することによって）更に行われる。蒸解カンの前でセルロース材へ添加 する白液の量は、白液添加全量の約５５％以下であるのが典型である。工程（ｃ ）の冷却は、熱交換型または蒸発型冷却で行うことが可能である。 また、上記方法は、蒸解カンの底部で洗浄ループ中の液を抜き出し再循環し、 この洗浄ループへ白液を添加し、そして蒸解カンから液を抽出し、回収系に送る 工程を含むのが典型であり、これは洗浄ループと工程（ａ）から回収系に送られ る抜き出し液の第一部分と異なる工程を更に含むのが典型である。工程（ａ）と （ｂ）とは蒸解カン内の複数の異なる液面で行われるのが通常である。 本発明によれば、気相（スチーム相）蒸解カンの液面制御を行う特定的手段お よび手順も提供することが可能である。従来の知恵、つまりクラフト蒸解の際に は浸透操作のすぐ後に液を抽出するのは得にはならないという知恵に反するが、 本発明のこの実施態様においては、槽の頂部の近くからの抽出液は、蒸解カン組 立体用の供給システム関連の液面タンクと運転上連動するようにすることができ る。単槽式の気相システムの場合は、液面タンクへ連なる導管へ直接連結され、 二槽式の気相システムの使用の場合は、高圧輸送デバイスのスルース（Ｓｌｕｉ ｃｅ）流へと連結される。 すなわち、本発明のこの実施態様によれば、気相蒸解カン組立体は以下の構成 要素を包含して提供される。 頂部と底部とを有する連続蒸解カンであって、蒸解カンの頂部に細砕セルロー ス繊維材料の入口と、蒸解カンの底部にパルプ出口とを備えた連続蒸解カン。 第一濃度のＤＯＭを有する液を抜き出し、ＤＯＭ濃度を低減し、その結果第一 濃度よりはるかに小さい第二濃度とし、次いで第二ＤＯＭ濃度の液を蒸解カンの 内部へ再導入する、少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組立体。 蒸解カンの頂部へ細砕セルロース繊維材のスラリーを供給する供給システムで あって、高圧輸送デバイス、高圧輸送デバイスに連結されたチップシュート、高 圧輸送デバイスに連結された高圧ポンプ、高圧輸送デバイスと蒸解カンの頂部と の間に連なる循環導管、チップシュートに運転上連結された液面タンク、および 蒸解カンの内部から液を抜き出す手段であって、蒸解カンの頂部自体での気相を 維持するために蒸解カンの頂部の液面を粗制御する手段を包含する供給システム 。 および、本発明に特徴である、蒸解カンの頂部自体での気相を維持するための 蒸解カンの頂部の液面の精密制御手段であって、槽の頂部に近いが、他のスクリ ーンの上にある液面の下に位置する液面制御スクリーン；液面制御スクリーンか ら延び、第一および第二支管へ分かれる導管であって、第一支管は蒸解カン内部 へ液を再循環し、第二支管は蒸解カンの液面の精密制御を行うために液面タンク に運転上接続されている導管を包含する精密制御を行う手段。 また、上記組立体は、蒸解カンと液面制御タンクとの間の第二支管の液を冷却 する手段を包含するのが典型であり、第三支管は第二支管から枝分かれし、この 第三支管は回収工程に連なる。第二支管および第三支管を流れる液の相対的量を 制御するためにバルブ手段も設けることが可能である。 二槽式システムも用いることが可能であり、このシステムでは循環導管におい て高圧輸送デバイスと蒸解カンとの間に浸透槽が配設され、スルース導管を包含 する。その場合、第二支管はスルース導管に連結される。 また、本発明はこのシステム、つまり頂部と底部とを有する連続蒸解カンであ って、蒸解カンの頂部には細砕セルロース繊維材料の入口を、その底部にはパル プ出口を含む連続蒸解カンを用いて細砕セルロース繊維材を処理する方法に関す る。本方法は、以下の工程を包含する。すなわち、少なくとも蒸解カンの一箇所 において、第一濃度のＤＯＭを有する液を抜き出し、ＤＯＭ濃度を低減し、その 結果第一濃度よりはるかに小さい第二濃度とし、次いで第二ＤＯＭ濃度の液を蒸 解カン内部へ再導入する工程。蒸解カンの頂部へ細砕セルロース繊維材のスラリ ーを供給する工程であって、高圧輸送デバイス、高圧輸送デバイスに連結された チップシュート、高圧輸送デバイスに連結された高圧ポンプ、高圧輸送デバイス と蒸解カンの頂部との間に連なる循環導管、およびチップシュートに運転上連結 された液面タンクを用いることを包含するスラリー供給工程。蒸解カンの頂部自 体での気相を維持するために蒸解カンの頂部の液面を粗制御する工程、および蒸 解カンの頂部自体の気相以下であるが、槽の頂部に近いところから液を抜き出し 、抜き出された液を第一および第二支管へ分割し、第一支管の液を蒸解カン内部 へ再循環し、そして第二支管の液を液面タンクへ循環し、蒸解カンの液面の精密 制御を促進することによって、蒸解カンの頂部自体での気相を維持するために蒸 解カンの頂部の液面の精密制御を行う工程。 また、本方法は、蒸解カンと液面制御タンクとの間の第二支管の液を冷却する 工程を更に包含することも可能である。第二支管から枝分かれする第三支管があ る場合は、第三支管を回収工程に導き、第二支管および第三支管を流れる液の相 対的量を制御する工程も包含することが可能である。 本発明の別の実施態様に従えば、供給システム補給液ポンプの出口から抽出液 が取り出される。こうすると、存在する可能性のある細かなチップを保持しなが ら、ＤＯＭ濃度の高い液を供給システムから取り除くことが可能である（これは 、蒸解の初期のＤＯＭ濃度が、より低いということを意味するから特に有利であ る）。インライン型液抜き出し装置は、単槽式システムにでも二槽式システムに でも、また水圧式蒸解カンにでも気相蒸解カンにでも用いることができる。 また、本発明によれば、異なるＤＯＭ濃度の液の混合を最小限に抑えながら、 スクリーンの近くにチップと液の流れを保持するように抽出／希釈スクリーンを 設計することが重要である。これを達成するには、蒸解カンの中に第一スクリー ンと第二スクリーンとを設け、かつ抜き出し部近くの抽出／希釈スクリーンから 抜き出された液を再導入する少なくとも一本の液再導入導管を設け、またそこに 液導入開口をあけるものとする。第一スクリーンと第二スクリーンとは、お互い 上下に間隔をおいて配置され、第一スクリーンと第二スクリーンのそれぞれ最も 近い部分は第一距離だけ離れている。再導入導管の液導入開口は、第二スクリー ンの最も近い部分から第二距離だけ離れている。第一距離は０〜１０フィート（ 好ましくは約４〜６フィート）で、第二距離は０〜１０フィート（好ましくは約 ３〜６フィート）である。向流条件下では、第二スクリーンは第一スクリーンの 垂直に上であり、再導入導管開口は第二スクリーンの上である。並流条件下では 、第二スクリーンは第一スクリーンの垂直に下であり、再導入導管開口は第二ス クリーンの下である。 典型的には、スクリーンの一つまたは両方とも、抜き出し導管を通じてフラッ シュタンクと連結され、スクリーンの少なくとも一つは再導入導管に連結されて いる。また、蒸解カンは更に少なくとも一つのスクリーン組立体を包含するのが 典型であるが、該組立体は、ＤＯＭ濃度の高い液を抜き出し、該液を第一流と第 二流との分割し、第一流を回収工程にかけ、第二流にＤＯＭ濃度の低い液を添加 し、第二流を蒸解カンに再導入し、蒸解カンのＤＯＭ濃度を減少させるためのも のである。 本発明の主要な目的は、ＤＯＭを考慮し、典型的には蒸解の間中のＤＯＭ濃度 を１００ｇ／ｌに維持してクラフト蒸解の多様性および実際性を向上する種々の システムおよび方法を提供することである。本発明のこの態様および他の態様は 、本発明の詳細な説明の吟味から、そして添付の請求の範囲から明らかになろう 。 図面の簡単な説明 図１は、ＤＯＭを考慮しなから供給システムへ適当な液流量を確保する本発明 の二槽式水圧型または気相型蒸解カンの第一の例示的態様の概略図である。 図２は、図１のものと同じような図であるが、供給システムと浸透槽とを取り 除き、蒸解カンの循環系統を一部改変した形態を示す。 図３は、図２のものと同じような概略図であるが、蒸解カンの別の態様を示す 。 図４は、図１のものと同じような図であるが、単槽式気相蒸解カンのシステム に対して本発明の精密液面制御を示す。 図５は、図４のものと同じような図であるが、二槽式蒸解カンのシステムに対 して精密液面制御、および供給システム中のインライン型液抜き出し装置を示す 。 図６は、図５のインライン型液抜き出し装置の長手方向の断面図である。 図７は、本発明の抽出／希釈スクリーン組立体の構成の詳細図であり、液とチ ップが並流の場合に異なるＤＯＭ濃度液の混合を最小限に抑えるためのものであ る。 図８は、図７のものと同じような図であるが、向流の場合の組立体を示すもの である。 図９ａ〜９ｄは、完全紙料（ファーニッシュ）や所望のパルプの性質を基準に してＤＯＭ濃度の分布形態の最適化が可能のようにするために異なる構成のスク リーンを有する単槽式蒸解カンのシステムを有する単槽式蒸解カンのシステムの 概略図である。 図面の詳細な説明 図１は本発明の例示的二槽式水圧型蒸解カン装置システム１０を示し、蒸解カ ンの組立体の供給システムへの流れを増流するための循環を包含している。しか し、本発明のこの実施態様は二槽式の気相型システムにも同様に適用可能である 。 システム１０は、高圧輸送システム１１を含み、これは、チップ（または他の 細砕セルロース繊維材料）をデバイス１１の低圧入口に供給するチップシュート １２に連結されている。高圧ポンプ１４からの吐出口１３はデバイス１１の高圧 入口に連結され、デバイス１１からの吐出口は第一導管１５を含み、第一導管１ ５はデバイス１５の吐出口からのスラリーを浸透槽１６の頂部へ輸送する。そし てポンプ１４への吸込口は第二導管１７を含み、第二導管１７は槽１６の頂部 でスラリーから分離された液を再循環する。槽１６は中央スクリーン１８を含む のが好ましく、中央スクリーン１８は槽１６内部から液を抜き出し、これを冷却 器１９へ送り、その後これを第二導管１７へ送る。冷却器１９の直前でライン２ ０に白液を添加することができる。 システム１０の第二槽は頂部２２と底部２３とを有する直立連続蒸解カン２１ を包含する。浸透槽１６の底部からのスラリーは、導管２４中を頂部２２へ流れ るが、一方頂部２２から分離された液は、第二導管２５によって（スクリーン２ ６を経由して）典型的にはＢＣ加熱器２６を経由して槽１６の底部へ戻される。 蒸解カン２１においては、複数の抜き出し口と再循環口が備えられ、蒸解操作 中にわたってＤＯＭ濃度を１００ｇ／ｌ以下に維持するようにしている。図１の 態様では、トリムスクリーン組立体２８が頂部２２の近くに配設され、これは抜 き出し導管２９、ポンプ３０、加熱器３１、および再導入導管３２を包含してい る。抜き出し導管２９は、導管３２に連結されている第一支管３３と、回収装置 （例えば、フラッシュタンク）へ行く第二支管３４含み、支管３４は蒸解カンか らＤＯＭ濃度の高い液を取り出す。支管３３中の液流は、有効ＤＯＭが低い液、 図１の態様ではコールドブロー濾液と白液との混合液で増流される。 蒸解スクリーン組立体３５はスクリーン組立体２８の下に配設され、組立体２ ８に対応する機器構成要素を有し、組立体３５の下には回収装置（フラッシュタ ンク）へ連なる抜き出し導管３７を有する抽出スクリーン３６があり、スクリー ン３６の上には、使われていない予備の再循環パイプ３８が設けられている。パ イプ３８の設置目的は蒸解カン２１の運転に柔軟性を付与するためであり、所望 ならはスクリーン２８、３５と同じような取り付け方ができるようにするのであ る。洗浄用の循環回路３９は、槽２１の底部に設けられ、修正連続蒸解法では白 液をライン４０でこの循環回路に添加することができる。 前に記載のようなシステム１０を用いて白液の約４５〜６０％を蒸解カン２１ の循環回路に添加すると、輸送デバイス１１を含む供給システムには、液の循環 と供給を効果的に行うためには白液の供給が不足することになるので、本発明で は、循環システムの流れを増流することとし、それは、導管２５から、ライン４ １で、液を抜き出し、そしてこれを循環システム、例えば、導管１７に連結され ているライン４２へ送ることによって行われる。ライン４１の液の温度は非常に 高く、デバイス１１中で液の一部がフラッシュし、従って水撃作用が起こるおそ れがあるので、この液は冷却器４３を通すことが好ましい。冷却器４３は、間接 熱交換器でも、蒸発式冷却器でもよい。白液は冷却器４３に入る前にライン４２ の所で添加するのが好ましく、ライン４２とライン２０に入る白液の量は蒸解カ ン２１でクラフト蒸解用に必要な全有効アルカリの約４０〜５５％である。ライ ン１７の流れは、図１に示されるように、槽１６のスクリーン１８から液を抜き 出すことによって増流される。 図２は、図１のものと同じような態様を示すが、違いは蒸解カン２１の特定の 循環系統である。図２の態様では図１の態様のものと同じ装置構成要素は、同じ 参照番号を用いて示される。この態様においては、頂部スクリーン４５に関連す る頂部循環回路４４は支管４６を有しており、ＤＯＭ濃度の高い液はこの支管を 介して回収工程に送られ、残部は再循環される。スクリーン組立体４７は、組立 体３５と組立体３９との間にあり、これは図１の態様のスクリーン組立体２８（ およびその装置構成要素）と同じようなものである。浸透槽、ライン４１、冷却 器４３、およびその他の装置構成要素はこの態様においては図１の態様のものと 同じである。 図３は親特許出願第０８／１２７，５４８号の明細書の図１８に示されるもの と同じ蒸解カン１１の態様の一つを示す。違いは、図１の実施態様と同じように そのライン２５が浸透槽、ライン４１、冷却器４３、およびその他の装置構成要 素へ連結されていることと、追加のスクリーン組立体４８があることである。組 立体４８を介して再循環される液は、白液と、再循環される前に添加された有効 ＤＯＭ濃度が低い液とが入っているので、向流洗浄が行われて、この洗浄ゾーン で更にＤＯＭを少なくさせる洗浄が行われることになる。 図４の態様には単槽式気相蒸解カンのシステムが参照数字５０で総称される。 この態様の装置構成要素で図１の態様に対応するものは、同じ参照数字で示され ている。蒸解カン５１は気相蒸解カンであり、液面は---図４の５２に概略示さ れるように---その頂部２２の近くにあり、蒸気（スチーム）は液面５２の上に 存在する。典型的には蒸解カン５１の頂部近くの液の界面５２は、抽出スクリー ン６ ６からライン６７を介して流れる抽出流によって主として制御される。図４の蒸 解カンのシステム５０の供給システムは、インライン型液抜きだし装置５４に連 結された液面タンク５３（装置５４は一方ではチップシュート１２に連結されて いる）、補給液ポンプ５５、および白液源を含む。 ライン６７を介して行なわれる抽出によって液面５２の概略的な制御は良好に 行なわれるが、本発明では蒸解の間中のＤＯＭ制御を行ないなから同時に液面の 精密制御を行なうことが可能である。これは、液面５２の下に位置する液面制御 スクリーン５６（蒸解カン５１の第一スクリーン組立体で他のスクリーンより上 にあるもの）、スクリーン５６から連なり、それぞれ第一および第二の支管であ る５８、５９へ分割する導管５７を用いて行なわれる。第一支管５８は蒸解カン ５１の内部に再循環させるもので、一方第二支管５９は運転的には液面タンク５ ３へ連結されており、好ましくは（冷却器４３と同じような）冷却器６０を通過 する。好ましくは、フラッシュタンク６２（回収用）へ最終的には通じる第三支 管６１も設けられ、またバルブ手段６３も支管５９、６１の間の結合部に設けら れ、支管５９、６１（すなわち、液面タンク５３、または回収系６２）へ流れる 液の相対的量を制御することができる。 蒸解カン５１にはまた多くの循環、例えば循環６４（ここには蒸解カン５１の 有効ＤＯＭ濃度を下げるために希釈液が供給される）、洗浄循環６５、および抽 出スクリーン６６などが備えられる。 図５には、二槽式の気相システムが設けられていることを除いて、図４のもの と同じような態様が示される。これに含まれるものは浸透槽６８、槽６８から高 圧輸送デバイス１１へ至る循環ライン６９、およびデバイス１１から槽６８の頂 部へ至る流路７０などがあり、スルース流路７０′は浸透槽６８と蒸解カン５１ との間に設けらていれる。この態様においてはライン５９からの流れはスルース 流路７０′へ入るのが好ましいが、タンク５３またはライン７０へ導くこともで きる。また、図５は蒸解プロセス中でＤＯＭの濃度を制御する他の装置も示すが 、これに含まれるものとしては従来的なインライン型の液抜き出し装置７１、こ れに至る入口ライン７２、これから出る出口ライン７３、およびＤＯＭの濃度の 高い液をフラッシュタンク６２へ導く「ドレン」ライン７４などがある。入口ラ イン７２は補給液ポンプ５５からの吐出ラインに連結するのが好ましい。ライン ７３は槽６８の頂部へ連結される液のラインである。 インライン型の液抜き出し装置７１は従来的なもので、より詳細に図６に示さ れる。これには内部スクリーン７５が備えられており、ライン７２に導入される ＤＯＭの濃度の高い液を分離するのに効果的である。この際、微細な粒子または 細かいチップは分離されず、ライン７２、７３を流れる循環中に留まっている。 蒸解中にＤＯＭの濃度を制御する装置を用い、その方法を実施する際には、実 質的に相違するＤＯＭの濃度を有する液流間の混合を防止することが極めて望ま しいことである。これまで連続蒸解カンでは、異なった流れの混合を防止するた めに顕著な努力をするといったことは必要でなかったけれども、本発明ではＤＯ Ｍの濃度を制御することが望まれるので、混合を最小限に抑えることは極めて望 ましい。本発明ではこれを達成するには、図７および図８に示されるスクリーン 組立体を用いる。 図７は、少なくとも一組の抽出／希釈スクリーン７６、例えば上下に互いに間 隔を置いて配設された第一スクリーン７７および第二スクリーン７８を有する蒸 解カン７５を示すものである。スクリーン７７および７８は、蒸解カンの頂部と 底部との間、典型的にはその中央部に位置する。第一抜き出しライン７９はスク リーン７７から延び、第二抜き出しライン８０はスクリーン７８から延びて、蒸 解カン７５内の抜き出し液部から液を抜き出す。スクリーン７７、７８の片方か ら（例えば、ライン８０から）抜き出し液部近くの蒸解カンへ、抜き出された液 を再導入するために少なくても一本の液再導入導管８１が設けられる。導管８１ には典型的にはその底部端に液導入開口８２が設けられている。 異なるＤＯＭの濃度の液が混じるのを最小限に抑えるために、スクリーン７７ と７８は第一垂直距離Ｘだけ間隔を置いて配置される。この間隔は蒸解されるも のの種類、蒸解カン７５の直径、およびその他のいろいろな変数に依存する。距 離Ｘは０〜１０フイートの範囲であり、約４〜６フイートが好ましい。また、混 合を最小限にするには第二スクリーン７８の一番近い場所と開口８２との第二距 離（垂直間隔）ｄが設けられる。距離ｄも蒸解および蒸解カンの変数に極めて依 存し、０〜１０フイートの範囲であり、約３〜６フイートが典型である。 図７は、チップと液とが並流である態様を示し、開口８２は第二スクリーン７ ８の下方垂直に設けられる。図８の態様では、液とチップとの向流となっている 。図８の態様では、開口８２が（この態様では第一スクリーン７７の上の）第二 スクリーン７８の上方垂直であり、典型的には抜き出し導管７９、７８の正確な 結合の仕方が異なることを除いて、すべての装置構成要素は図７の態様と同じで ある。 図９ａ〜図９ｂは本発明の単槽式圧力型蒸解カンの他の態様を概略示すもので 、抽出や希釈の箇所がたくさんあるので、蒸解する材料が異なっても受容できる 多様性を有し、漂白性も優れ、また強度要求も満たすなどの特徴を有する。図９ ａ〜図９ｂの一部改変の蒸解カンは各々親特許出願の第０８／１２７、５４８号 明細書（この開示内容を参考文献として本明細書中に引用する）の図２０に示さ れた基本構造を一部改変したものである。 図９ａの構造と親特許出願の図２０の構造との基本的な差は、二つの蒸解循環 の代わりに蒸解カン８６で単一の蒸解循環８５を使用したことである。図９ａの 態様は蒸解しやすいファーニッシュ、例えば闊葉樹材用で、二重循環型蒸解カン より経済的である。抽出スクリーン８７は蒸解循環８５より下で、修正連続蒸解 循環８８は、白液添加付きで、その下に位置し、ＥＭＣＣ（登録商標）蒸解カン ８６における（拡張修正連続蒸解のための）白液添加付きの洗浄循環８９は底部 の近くに位置している。図９ａには表現の簡略化故に示していないが、循環８５ 、８８および８９とは各々、ポンプ、間接（スチーム）加熱器、および同様な従 来的装置構成要素を備えている。蒸解カン８６には二つの抽出がある。 図９ｂ〜図９ｄの態様には図９ａの態様のものと同じ装置構成要素が同じ参照 数字で示される。 図９ｂの態様は、循環８８に対して更に抽出９９を設け、希釈９１を加えて、 抽出された量を補給し、更に図９ａの態様の場合より一層正確に制御された方法 でＤＯＭの濃度を減少させるということを除いて、図９ａの態様と同じである。 図９ｃの態様は、抽出８７が修正連続蒸解循環８８の下であり、希釈液が蒸解 循環８５に添加されず、修正連続蒸解循環８８に希釈液が添加されるということ を除いて、図９ａの態様と同じである。図９ｄの態様は、抽出スクリーン８７と 修正連続蒸解循環８８とが単に切り替えられ、希釈液が循環８８に添加されると いうことを除いて、図９ａの態様と同じである。 図９ａ〜図９ｄに示される各種態様を使用すると、単槽システムにおいてファ ーニッシュ（紙料）の種類や望ましいパルプ特性（例えば、強度や漂白性）を基 準とするＤＯＭの濃度プロフィールを最適化するとともに親特許出願の図２０に 示された態様に比較して改良されたエネルギー効率が提供される。これらの態様 は単槽式圧力蒸解カン８６で示されたが、単槽式気相蒸解カンでも使用すること ができる。 従って本発明では、クラフト蒸解の間にＤＯＭ濃度を実際的に、多様性をもっ て制御する有利な方法およびシステムが提供される。本発明については、最も実 際的でかつ好ましい態様であると現在考えられたものを本明細書に示し、かつ説 明したものであるので、多くの部分的改変点が本発明の範囲内で当業者には明ら かになろう。従って、本発明の特許請求の範囲については、すべての等価のシス テムおよびプロセスを含むように最も広く解釈すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラークソ，リチャード オウ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12804 クイーンズベリー、オークウッド ドラ イブ 22番地 (72)発明者 チャッセ，アール フレッド アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12804 クイーンズベリー、ジェントリー レー ン ６番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セルロース繊維材料を蒸解する二槽式の連続蒸解カンシステムにおいて、頂 部および底部を有する浸透槽であって、その頂部に位置する、蒸解すべきセルロ ース繊維材料スラリー入口、その底部からのスラリー出口、およびその頂部から 液を循環するための出口を有する浸透槽；前記浸透槽の頂部へスラリーを供給し 、浸透槽の頂部から循環液を受ける循環システム；頂部および底部を有する蒸解 カンであって、その頂部に位置する、蒸解すべきセルロース繊維材料スラリー入 口、その底部に位置する、蒸解されたパルプ出口、およびその頂部から液を循環 するための出口を有する蒸解カン；前記浸透槽のスラリー出口と前記蒸解カンの スラリー入口との間に延びる第一導管および前記蒸解カンの頂部の前記循環液出 口と前記浸透槽の底部との問に延びる第二導管：前記蒸解カンの頂部と底部の間 にある、少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組立体；前記ＤＯＭ低減スクリ ーン組立体の各々を通過する液の第一部分を抜き出し、これを回収系に送り、残 りの液を第二部分とする手段；前記第二部分の各々に有効ＤＯＭ濃度の低い液を 添加し、増流された第二部分を提供する手段；前記第二部分の少なくとも一つに 蒸解液を添加する手段；前記蒸解カンの内部に前記増流された第二部分を再循環 する手段；および前記循環システムに液流を増流させる手段であって、前記第二 導管から液を抜き出す手段、抜き出された液を冷却する手段、および抜き出され 冷却された液を前記循環システムへ導入する手段を含む液流増流手段を包含する ことを特徴とするセルロース繊維材二槽式連続蒸解カンシステム。 ２．前記循環システムが、高圧輸送デバイス、入口および出口を有する高圧ポン プを包含し、前記高圧輸送デバイスが前記高圧ポンプの出口に連結されており； そして抜き出され冷却された液を前記循環システムへ導入する前記手段が、前記 高圧ポンプの入口に連結された導管へ抜き出され冷却された液を導入する手段を 含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ３．抜き出された液を冷却する前記手段が、熱交換型冷却器、または蒸発型冷却 器を包含することを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ４．前記蒸解カンが、抽出スクリーン組立体を更に包含し；そして前記少なくと も一つのＤＯＭ低減スクリーン組立体が、前記蒸解カンの頂部の近くに位置する トリムスクリーン組立体、および前記トリムスクリーン組立体と前記抽出スクリ ーンとの間に配設された蒸解スクリーン組立体とを包含することを特徴とする請 求の範囲１に記載のシステム。 ５．前記蒸解カンが、前記蒸解カンの頂部近くに、再循環と抽出を兼ねたスクリ ーン組立体を更に包含し；そして前記少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組 立体が、前記再循環と抽出を兼ねたスクリーン組立体の下に配設された第一スク リーン組立体と、前記第一スクリーン組立体の下に配設された第二スクリーン組 立体を含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ６．気相蒸解カンにおいて、 頂部および底部を有する連続蒸解カンであって、その頂部に位置する細砕セル ロース繊維材料の入口およびその底部に位置するパルプ出口を備えた連続蒸解カ ン；第一濃度のＤＯＭを有する液を抜き出し、ＤＯＭ濃度を低減し、その結果第 一濃度よりはるかに小さい第二濃度とし、次いで第二ＤＯＭ濃度の液を蒸解カン 内部へ再導入する、少なくとも一つのＤＯＭ低減スクリーン組立体； 蒸解カンの頂部へ細砕セルロース繊維材料のスラリーを供給する供給システム であって、高圧輸送デバイス、高圧輸送デバイスに連結されたチップシュート、 高圧輸送デバイスに連結された高圧ポンプ、高圧輸送デバイスと蒸解カンの頂部 との間に連なる循環導管、およびチップシュートに運転上連結された液面タンク を包含する供給システム； 前記蒸解カンの内部から液を抜き出すことによって蒸解カンの頂部自体での気 相を維持するために蒸解カンの頂部の液面を概略的制御する手段；および 蒸解カンの頂部自体での気相を維持するために蒸解カンの頂部の液面の精密制 御を行う手段であって、槽の頂部に近いが、他のスクリーンの上にある液面の下 に位置する液面制御スクリーン；該液面制御スクリーンから連なり、第一および 第二支管へ分かれる導管（該第一支管は前記蒸解カン内部へ液を再循環し、そし て前記第二支管は前記蒸解カンの液面の精密制御を行うために液面タンクに運転 上接続される）を備える液面精密制御手段、を包含することを特徴とする気相蒸 解カン組立体。 ７．前記蒸解カンと前記液面制御タンタとの間の第二支管の液を冷却する手段を 更に包含することを特徴とする請求の範囲６に記載の気相蒸解カン組立体。 ８．前記第二支管から枝分かれし、回収系に連なる前記第三支管を更に包含する ことを特徴とする請求の範囲６に記載の気相蒸解カン組立体。 ９．前記第二支管および第三支管を流れる液の相対的量を制御するバルブ手段を 更に包含することを特徴とする請求の範囲８に記載の気相蒸解カン組立体。 １０．前記循環導管中における前記高圧輸送デバイスと前記蒸解カンとの間に配 設された浸透槽、および前記浸透槽と前記蒸解カンとの間のスルース導管を更に 包含し、そして前記第二支管が前記スルース導管に連結されることを特徴とする 請求の範囲６に記載の気相蒸解カン組立体。 １１．蒸解カンシステムであって、 頂部および底部を有する連続蒸解カンであって、蒸解カンの頂部には細砕セル ロース繊維材料の入口を、蒸解カンの底部にはパルプ出口を有する連続蒸解カン ； 第一濃度のＤＯＭを有する液を抜き出し、ＤＯＭ濃度を低減し、その結果第一 濃度よりはるかに小さい第二濃度とし、次いで第二ＤＯＭ濃度の液を蒸解カンの 内部へ再導入する、少なくとも一つのＤＯＭ濃度低減スクリーン組立体； 蒸解カンの頂部へ細砕セルロース繊維材料のスラリーを供給する供給システム であって、高圧輸送デバイス、高圧輸送デバイスに連結されたチップシュート、 高圧輸送デバイスに連結された高圧ポンプ、高圧輸送デバイスと蒸解カンの頂部 との間に連なる循環導管、補給液ポンプ、および液面タンクを有する供給システ ム；および 前記供給システムからＤＯＭ濃度の高い液を抜き出し、これを微細な粒子また は細かいチップは供給システム中に留めつつ、回収系に送るための、前記供給シ ステム中に配設されているインライン型液抜き出し装置、 を包含することを特徴とする蒸解カンシステム。 １２．前記補給液ポンプが吐出導管を包含し、前記インライン型液抜き出し装置 が前記補給液ポンプの吐出導管に配設されることを特徴とする請求の範囲１１に 記載の蒸解カンシステム。 １３．前記供給システムが、頂部および底部を有し、前記循環導管に連結された 浸透槽を包含し；そして前記浸透槽の頂部の近くにある液入口を備え；そして前 記インライン型液抜き出し装置が前記浸透槽の頂部への前記液入口と前記補給液 ポンプとの間に連結されていることを特徴とする請求の範囲１１に記載の蒸解カ ンシステム。 １４．細砕セルロース繊維材料を処理する連続蒸解カンにおいて、 繊維材料スラリーの入口付き頂部およびパルプ用の出口付き底部；および 蒸解カンの抜き出し液部から抜き出し導管へ液を抜き出すための、前記蒸解カ ンの頂部と底部の間に位置する少なくとも一組の抽出／希釈スクリーン；および 抜き出し部近くの前記抽出／希釈スクリーンから抜き出された液を再導入する ためのものであり、そこに液導入開口を有する、少なくとも一本の液再導入導管 ； を有し、 前記スクリーンが、互いに上下に間隔をおいて配置される第一スクリーンと第 二スクリーンとを包含するものであって、前記第一スクリーンと第二スクリーン のそれぞれの最も近い部分の最小間隔が第一距離であり；そして前記再導入導管 中の前記液導入開口は、前記第二スクリーンから一番近く、前記第二スクリーン の最も近い部分から第二距離だけ離れていることを特徴とする細砕セルロース繊 維材処理連続蒸解カン。 １５．前記第一距離が約４〜６フィートであることを特徴とする請求の範囲１４ に記載の蒸解カン。 １６．前記第二距離が約３〜６フィートであることを特徴とする請求の範囲１５ に記載の蒸解カン。 １７．前記第二スクリーンが前記第一スクリーンの垂直に上方であり、そして前 記再導入導管開口が前記第二スクリーンの上方にあることを特徴とする請求の範 囲１６に記載の蒸解カン。 １８．前記第二スクリーンが前記第一スクリーンの垂直に下方であり、そして前 記再導入導管開口が前記第二スクリーンの下方にあることを特徴とする請求の範 囲１６に記載の蒸解カン。 １９．ＤＯＭ濃度の高い液を抜き出し、この液を第一流と第二流との分割し、第 一流を回収工程にかけ、第二流にＤＯＭ濃度の低い液を添加し、第二流を蒸解カ ンに再導入し、蒸解カンのＤＯＭ濃度を減少させる、少なくとも一つのスクリー ン組立体を更に包含することを特徴とする請求の範囲１６に記載の蒸解カン。 ２０．前記詳細な説明中に実質的に示され、記載されたシステムおよび方法。