JPS58120893A - 粉砕された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、粉砕された材料の温度および場合によっては
圧力を高めて、この粉砕された材料をして、加熱区域と
、少な（とも１つの蒸解区域と、液相と接触している冷
却区域とを通過せしめることにより連続的に蒸解する方
法に関する。

木材チップのような粉砕された材料が、温度および圧力
を高めて、白液のような蒸解液を用いて、木材チップを
して頂部から下方へ、チップの加熱および浸透、加熱さ
れかつ浸透されたチップの蒸解ならびにこうして得られ
たパルプの洗浄および冷却用の異なる区域に分割された
連続運転する蒸解塔を通過せしめることによって蒸解さ
れる方法は既に周知である。このような蒸解塔は通常、
各区域の始端と終端および場合によっては中間位置にお
いても固形材料から液を抽出するためにストレーナを備
えている。

洗浄液が、パルプを取り出す位置の近くで洗浄区域の出
口端において導入されるので、洗浄液が洗浄区域のパル
プの所へ逆流する。白液は、蒸解区域における液の流れ
の主方向が、チップの方向と同じがあるいは反対である
ように、蒸解区域へ供給されかつ生成液が蒸解区域から
取り出される。

従来知られている方法では、チップおよび白液が、１次
蒸気および黒液の膨張により得られた蒸気を用いてチッ
プを直接加熱するかあるいは蒸気により間接的に加熱さ
れる白液とチップとを混合することによって加熱される
（例えばフィンランド特許第４０６７８号、第４６７５
５および第Ｆ１２３６６号明細書参照）。

最新式の連続運転蒸ｆｑγ装置における内部熱回収のた
めの種々の改良により熱消費量を約２−３ＧＪ／ｌのパ
ルプに減少させることができたが、驚くべきことに現在
では熱消費量をさらにがなり減少させることができるこ
とが分った。

本発明の目的は、こうして従来よりがなり少い熱を用い
て、熱および場合によっては圧力を高めて、粉砕された
材料を蒸解する方法を得ることである。本発明の主な特
徴は、特許請求の範囲から明らかになる。

本発明による方法は、セルローズを得るために木材を蒸
煮するのに特に適しており、この場合は原料が適切なこ
とにチップの形をしておりかつ蒸煮が硫酸塩法、ソーダ
法および亜硫酸塩法におけるように主に液相において行
なわれる。

蒸煮は１段あるいは多段で行なうことができ、蒸煮液は
無機蒸煮薬品を含む水容液から成るがあるいは主に有機
溶剤（例えばエタノール）から成ることができる。本発
明による方法は、ペントースあるいはヘキソース系生成
物用の主生成物（加水分解）として糖を得るために木材
を蒸煮する方法に適用することもできる。

熱消費量が少ないほかに、本発明によれば、望ましくな
い化学的腐食および分解生成物ならびにスケール形成お
よび閉塞を少なくするために、一層ゆるい条件のもとで
熱および薬品による処理を行なうことが可能である。さ
らに、なかんずく蒸煮薬品の必要量を減少させることが
できる。

できる限り所望の結果が得られるようにするために、本
発明による方法は次の原理に基づいならないが、このこ
とは、出力流量から入力流量への熱伝達が、種々の薬品
の望まれない混合を行なうことなしにあるいは熱交換器
における液間の間接熱伝達により可能である場合には、
フよるべく直接熱伝達により行なわれなければならない
ことを意味する。

２）熱交換は、逆流させて行なわれかつ受熱体の熱容量
ｌ流量がｌｆ熱瀝の熱容量流量とほぼ等１はｉ：８５８
−１２（１３９３（３）しいように行なわれなければな
らない。これらの２つの熱容量流量が等しい時に、最大
の熱回収が実現される。従来知られている方法では、こ
れらの２つの熱容量流量はまった（異なる大きさである
。こうして、例えば薄く液の熱容量流量は、チップが薄
い液の膨張蒸発により予熱される時のチップの熱容量流
量のほぼ３５倍である。

３）種々の液の輸送は、活性蒸煮薬品の含有量が所望以
上に大きい液が蒸煮過程から取り出されないように行な
われなければならない。

「熱容量流量」という言葉はここでは、成分の比熱とそ
の重量流量との積のすべての成分についての和（単位は
例えばＷｌｏＣ）を意味するために使われている。

本発明においては、粉砕された材料が液による蒸解の前
に適当に加熱され、この液の主方向が固形材料に関して
逆流であり、粉砕された材料の人力および加熱区域の入
力端からの液相の取出しが、熱容量流量がほぼ同じ大き
さであるように制御される。

蒸解方法は、まず、蒸解区域における温度が所望のレベ
ルまで上昇するような熱量を、蒸解区域の入力端へ供給
された液相へ供給し、その後、加熱区域の入力端から取
り出された液相の量を調節して、この余分な熱の供給量
ができるだけ減少され得るようにすることによって適切
に開始される。連続運転中は熱容量流量が、加熱区域の
入力端から取り出された液相の量を調節することにより
ほぼ等しく保たれるので、この液相と、加熱区域の入力
端へ供給された液を含む粉砕された材料との温度差がほ
ぼ一定に保たれる。

蒸解区域の出力端から取り出された生成液から熱を回収
するために、この液が、蒸解区域の入力端へ供給される
べき新しい蒸解液とあるいは加熱区域の入力端から取り
出され、その後蒸解区域の入力端へ供給される蒸解薬品
を含む液と間接的に向流熱交換接触せしめられる。間接
的に向流熱交換接触せしめられた液の流量はこ（９） の場合にも適切に調節されるので、熱容量流量がほぼ同
じ大きさであり、この熱容量流量から冷却区域の出力端
へ供給される洗浄水の熱容−鼠等しくなる。

個々の区域を、−緒につながれた別々の装置により形成
することができることは言うまでもない。

本発明を添付の図面により以下に説明する。

第１図に示した蒸解装置：は、閉じられた高い塔１３か
ら成り、この塔が抽出ストレーナ１４により３つの区域
、すなわち頂部から底部へ順に加熱区域Ａ、蒸解区域Ｂ
および冷却区域Ｃに分割されている。

固形材料が連続的に管路１を通って蒸解装置１３の頂部
へ、すなわち加熱区域Ａの入力端へ供給され、そしてま
ず加熱区域Ａを連続的に通過せしめられ、それから蒸解
区域Ｂを通過せしめられ、その後冷却区域Ｃを通過せし
められ、そ（１０） の後、蒸解されかつ冷却された固形材料が蒸解装置１３
の底部から管路２を経て、すなわち冷却区域Ｃの出力端
から送り出される。液４の流量が抽出ストレーナ］４に
より取り出され、この流計は、対応する熱容量流量が管
路１を通って供給された固形材料および管路３を通って
それと混合された白液および分岐管路９を通って供給さ
れた再循環液の熱容量流量とほぼ同じ大きさである。し
かし加熱区域Ａの入力端から取り出された液の残りが管
路４′を経て熱交換器１２へ供給され、そこでこの液体
の残りが高温の使用済み生成液６と間接的に向流熱交換
接触せしめられ、この生成液６が蒸解区域Ｂの下端がら
抽出ストレーナ１４を介して取り出されかつ熱交換器か
ら管路７を介して除去される。熱交換器１２で加熱され
た液は、管５を通って加熱区域Ａと蒸解区域Ｂとの間に
ある抽出ストレーナ１４の近（にある加熱区域の出力端
へ戻される。この液の一部がここにおいて抽出ストレー
ナを介１−で取り出されかつ管１０を経て管路５へ戻さ
れて、蒸（１１） 解装性の横断面にわたって液の分布を良（する矢印１５
で示された付加熱が管路５にある液へ供給されて、所望
の蒸解温度が得られる。

使用済み生成液７の流量は、対応する熱容量流量が管路
４′におけろ液流量の熱容量流計と等しいように調節さ
れる。

これらの流量は、加熱区域Ａにおいて液が主に固形材料
の流れと反対方向へ流れ、蒸解区域Ｂにおいて主に固形
材料と同じ方向へ流れるように調節される。

蒸解区域Ｂから来る材料を冷却しかつ洗浄するために、
すなわち溶解した固形材料から生成液を取り出すために
、低温の洗浄液が、管Ｉｌ！＋′Ｉ８を介して、抽出ス
トレーナ１４の近くにある底部のそばの冷却区域Ｃへ供
給され、それからこの洗浄液の一部が管１１を経て取り
出され、管路８にある洗浄液と再び一緒にされる。

第１図に示した実施例に対して、第２図に示した実施例
においては新しい蒸解液が管路１にある粉砕された材料
と直接混合されないが、しく１２） かしその代りにまず管路３′を経て熱交換器Ｉ２へ導か
れて、蒸解区域Ｂの下端から取り出された使用済み高温
生成液との間接的向流熱交換接触により加熱され、それ
から新しい蒸解液が管５を経て加熱区域Ａど蒸解区域Ｂ
との間にある抽出ストレーナ１４の近（にある加熱区域
Ａの下端へ供給される。

蒸解装＠１３の頂部へ供給される前に管路１にある粉砕
された材料から空気を取り出すために、加熱区域Ａの入
力端に取り付けられた抽出ストレーナ１４によって取り
出された液４の一部が管路９を経て管路１へ供給される
。

加熱区域Ａの下部における液流量を調節するために、付
加的な抽出ストレーナ１４がこの加熱区域と蒸解区域Ｂ
との間にある抽出ストレーナ１４の少し上方に取り伺け
られており、蒸解区域Ｂの下端から取り出された使用済
み高温生成液６の一部が伺加的な抽出ストレーす１４の
近くにある管路６″を経て供給され、この液６の残りが
管路６′を経て熱交換器１２へ供給される。この場（＋
３） 合にも液の一部が管路１６を経て取り出されかつ管路６
″へ戻される。

管路６“を経て加熱区域Ａへ供給される液の量が固形材
料と反対の方向へ加熱区域Ａを通って流れる液の量」：
り少ない場合は、生ずる不足量が、管路５を経て加熱区
域の出力端へ供給される蒸解液から自動的に補給される
。この場合、固形材料が特に加熱の最終段階の間活性蒸
解桑品にさらされる。しかし管路６“を経て出力端の少
し上方にある加熱区域へ供給される液の量が固形材料と
反対の方向へ加熱区域Ａを通ってワｉｂれる液の量より
多い場合は、生ずる超過量が管路５を経て加熱区域へ供
給される新しい蒸解液と自動的に混合し、それから蒸解
区域Ｂを貫流する。管路６“を経て出力端の少し上方に
ある加熱区域Ａへ供給される液の量を調節することによ
って、蒸解区域および加熱区域における活性蒸照薬品の
所望の濃度分布を得ることが可能である。

所望の蒸解温度を得るために、必要な付加熱（１４） が、矢印１５で示したように、適切なやり方で管路５に
ある液へ供給される。

本発明を、いわゆる向流蒸解、すなわち固形材料用の出
力端でありかつ冷却区域Ｃから洗浄液と共に逆流して蒸
解区域Ｂを通過せしめられろ場所に供給される時に適用
することができることＶｉ言うまでもない。

本発明を例により以下に詳細に説明する。

公知技術と比較して本発明による方法により実現できろ
熱の節約の程度は、蒸解方法の種類、原料、蒸解液など
多数の要因による。　ＪＪｆ＋１回収のために使用され
る装置の設計および性能も製造方法全体に対する最終的
な熱の節約に影響する。

流酸塩法による軟材ナツプからセルローズを製造する際
は下記のデータが標準である。

バルブ歩留り　　　　　　　　４７％ 蒸煮温度　　　　　　　　　　１７０°Ｃ木材の含水率
　　　　　　　　５０％ 木材の温度　　　　　　　　　１０°Ｃ（１５） Ｈ１７５ｉ：ｊ５８−１２０８９３　（５）白液 一活性アルカリ（Ｎａ２０）として示された装入量　１
７％−濃度　　　　　　　　　　　９８＄ 一温度　　　　　　　　　　　８５°Ｃ洗浄水の温度　
　　　　　　　７０°Ｃ洗浄損失　　　　　　　　　　
１０　ｋｇＮａ２ＳＯ４／を希釈度　　　　　　　　　
　　２．５を水／ｌこの場合第１図による方法に対する
１次所要熱は０．４９　Ｇ工／ｌて゛あり、第２図によ
る方法に対する１次所要熱は０３２ＧＪ／ｌである。同
じ条件で、公知技術による蒸煮方法は１．８６ＧＪ／ｌ
を必要とする。

第１図および第２図による蒸煮方法における残留液の温
度（それぞれ８３°Ｃおよび７８°Ｃ）が標準蒸煮方法
の場合（１０２°Ｃ）より低いので、第１図の方法にお
いては残留液の蒸発に必要な熱が標準蒸煮方法における
残留液の蒸発に必要な熱より０．５１０Ｊ／ｌだけ大き
く、また第２図の方法においては０．５９０Ｊ／ｌだけ
太きい。公知技術と比較して、第１図による蒸煮方法に
対する全体の熱（１６） 節約はこの場合０．８６　ａ：ｒ／ｌであり、第２図に
よる蒸煮方法に対しては０．９５０Ｊ／ｌである。年産
３４０（ロ）ｔの硫酸塩パルブ工場に対しては、これは
１，０００百万マルツカ／ｌの石油価格においてそれぞ
れ６６百万マルツ力／年あるいは７３百万マルツ力／年
のエネルギー費用の節約を意味する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸解装置の垂直断面図、第２図は
本発明による別の蒸解装置の垂直断面図である。 １・・・粉砕された材料、２・・・蒸解された材料、３
・・・新しい蒸解液、４・・・液相、６・・・使用済み
高温液相、１３・・・蒸ｆ９ｉ′装置、１４・・・スト
レーナ、Ａ・・・加熱区域、Ｂ・・・蒸解区域、Ｃ・・
・冷却区域 特Ｗ　出ｍＡ人　エコノ　・オーニー （１７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　粉砕された材料の温度および場合によっては圧力
   を高めて、この粉砕された材料をして、加熱区域（４）
   と、１つあるいはそれ以上の蒸解区域（Ｂ）と、液相と
   接触している冷却区域（Ｃ）とを通過せしめることによ
   り連続的に蒸解する方法において、粉砕された材料（１
   ）が液（３，９）と共に加熱区域（ロ）の入力端へ、ま
   た液相（４）が加熱区域（ロ）の入力端から、熱容量流
   量がほぼ同じ大きさであるような相対量で供給または取
   り出され、ａ）新しく・蒸解液（３）と粉砕された材料
   （１）とが加熱区域（ロ）の入力端へ供給される前に混
   合され、加熱区域の入力端から取り出された液相（４）
   の少な（とも一部（４つが、蒸解区域（Ｂ）の出力端か
   ら取り出された使用済み高温液相（６）と、液相（４’
   、６）の熱容量流量がほぼ同じ大きさであるような相対
   量で間接的に向流熱交換接触（１２）せしめられるが、
   あるいはｂ）蒸解区域（Ｂ）の出力端から取り出さねた
   使用済み高温液相（６）の少なくとも一部（６′）が、
   蒸解区域の入力端へ供給されるべき新Ｉ〜い蒸解液（３
   ′）と、液相（３／　、６／）の熱容量流量がほぼ同じ
   大きさであるような相対量で間接的に自流熱交換接触（
   １２）せしめられるが、あるいはＣ）低温置換液（８）
   が冷却区域（Ｃ）の出力端へ、熱容量ＭＯ量が蒸解され
   た材料（２）およびこの出力端から取り出された材料の
   液含有量の熱容量流量とほぼ同じ大きさであるような正
   味量で供給されることを特徴とする、連続的に蒸解する
   方法。 ２　蒸解区域ＣＢ）の出力端から取り出された使用済み
   高温液相（６）の残り（６″）が加熱区域（Ａ）へ供給
   されかつこの加熱区域の横断面にわたって分布され、こ
   の横断面が加熱区域の出力端の近（にあって蒸解区域（
   Ｂ）および加熱区域（４）における活性蒸解薬品の濃度
   分布を調節することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３　加熱区域（５）の入力端から取り出された液相（４
   ）の一部（９）が、粉砕された材料（１）と、この粉砕
   された材料が加熱区域の入力端・＼供給される前に混合
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項あるいは
   第２項に記載の方法。 ４　加熱１メ゛域（蜀の入力端から取り出された液相（
   ４）の残り（９）が、粉砕された側材（１）と、粉砕さ
   れた材料が加熱区域の入力端へ供給される前に混合され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 ５　まず、所望の温度が蒸Ｍ区域（１３）において得ら
   れるような熱（１５）が、蒸解区域（Ｂ）の入力端に供
   給された液相（５）へ供給され、その後、加熱区域（Ａ
   ＞の入力端から取り出された液相（４゜４／、４′つの
   量が調節されて、余分な所要熱（１５）かできるだけ減
   少せしめられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のうち１つに記載の方法。 ６　加熱区域（蜀の入力端から取り出された液相（４、
   ４／　、　４／／　）の量力臂１７８節されて、この液
   相の温度と、液相（３）と−緒になっている粉砕された
   材料（１）の温度との差が、加熱区域（Ａ）の人力端か
   ら取り出された再循環液相（９）と混合する前にほぼ一
   定に保たれることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のうち１つに記載の方法。