JPS6059189A - 多段式木材チツプ蒸解法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は紙製造に適したパルプを作るため木材チップを
化学的に蒸解する分野であり、プロセスの効率を増し、
エネルギーを節約するため、前もって決定した蒸解時間
で前記蒸解がま内の種々な蒸解液を遂次使用することを
包含している。

従来技術 紙の製造で木材チップを断続（バッチ式）蒸解する工程
には多数の方式がある。ふつう蒸解けその目的のため特
に作られた蒸解がまで行なわれるし、蒸解がまばふつう
その内部にぎっしり詰められた木材チップで一杯になっ
ている。次ぎに水酸化ナトリウムだけか又は硫化ナトリ
ウムとの混合液が蒸解がまへ充填される。蒸解がま温度
は蒸気を導入し調節でき、規定の時間チップを蒸解液と
接触させた後、蒸解がまのブロー弁が中味をブロータン
クへ送り出すため開かれる。

断続式蒸解工程を実施するにはかなりの量の熱損失があ
り、この熱損失を最小にするため多くのシステムが提案
されているが、特に効果的なものがない。ある製紙会社
は蒸解作業の効率を改善するため連続蒸解工法へ進んだ
が、連続蒸解工法の設備費は非常に高価である。

ごく最近、断続工法の改良型がこれらの困難に打ち勝つ
ため設計された。この新工法では、木材チップは蒸解が
まで蒸解され、その結果発生した高温黒液は洗浄部門か
らのる液と置換し取り除かれる。このろ液は蒸解がま底
部へ添加され、チップの柱を通る高温廃液を両液が本質
的に混合することなく押し上げる。次ぎに置換された高
温黒液は加圧されたアキュムレータへ直入する。蒸解が
１は次ぎにその頂部に蒸気を加えて空にされるが、この
蒸気はパルプをブロー弁をへてブロータンタへ押し出す
。パルプが蒸解がまから吹き出された後、蒸解が寸は均
一にチップで詰められる。

アキュムレータからの高温黒液はチップを加熱する蒸解
がま底部へポンプで送られる。この段階で、蒸解がまの
容量より多い、黒液の余剰分が得られるので、この余剰
黒液は蒸解がま頂部から排出され、弱黒液タンタヘ移さ
れる。次ぎに新しい白液は黒液と置換するため蒸解がま
底部へ使われ、発生した廃液は弱点液貯蔵場所へ送られ
る。さらに蒸解がま中味は蒸気により所望の蒸解温度捷
で加熱され、所定の蒸解時間その状態に保たれる。

蒸解がま中味が蒸解温度に達した時、蒸気の導入を中止
する。蒸解後、高温液は最初に記述した段階に従って取
り除かれ、サイタルがくり返し始する。この形式の工法
はファーガーランド氏が１９８２年１０月１８日に提出
した出願番号第４３４，７５８に記載されているし、本
出願の譲受人に譲渡されている。

発明の構成 本発明は単一の蒸解がまを利用した多段式木材チップ蒸
解工法を提供しており、木材チップは蒸解がまへ導入さ
れ、蒸解がまとチップから殆んどの空気を取り除くため
暖かい黒液で浸透される。

適当な浸透時間の後、暖かい黒液は蒸解がまから、第１
次の高温黒液と比較的高い比率の白液量を含んだ高温白
液の混合液で置き換えられる。蒸解がま中味温度はふつ
う蒸気が加えられている熱交換器を通り中味を循環させ
て蒸解温度寸であげられる。多段工程で最も時間が長い
、適当な蒸解期間の後、液は蒸解がまから第２次高温黒
液と高温白液の混合物で置きかえられる。この混合液は
第１次液よりも低い比率の高温白液量を持っている。

蒸解が１温度は再び蒸解温度まであげられ、チップが所
定の蒸解度に達した後、蒸解がま内のこの液はパルプ洗
浄から得たろ過液で置き換えられる。

最後に、蒸解がまの中味は、蒸解がま内部へガス圧力を
かけることで空にされる。

もつと一般的に述べると、本発明はチップが蒸解がまで
蒸解Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・Ｃｎの順列で連続して蒸解
される多段式木材チップ蒸解工法を含んでいる。蒸解Ｃ
１は比較的高い比率の白液量を有する液Ｌ１　と比較的
長い蒸解時間Ｔ１で行なわれる。蒸解Ｃ２はＬｌよりも
比較的少い比率の白液量を有する液Ｌ２とＴ１よりも短
い時間で行なわれる。次ぎの蒸解は引き続き少ない比率
の白液量と引き続き短い時間で行なわれる。２段階のよ
うな少いものも使われるが、３段階が望ましい。３段階
より多いものが必要か又は望ましい場合に使わオする。

クラフト法を用い針葉樹チップをパルプ化する３段階工
法の場合、次ぎの条件を用いることができる。全白液は
典型的には蒸解がまの減容量から蒸解がま内のチップの
容積を差し引いたものの２５チを構成する。第１次蒸解
は全白液の５０チ〜７５チを構成する白液量で２５〜４
０分間行なわれ、第２次蒸解は全体の１０〜３０％から
なる白液量で、１０〜２０分間で行なわれるし、第３次
蒸解は全体の５〜２０チから成る白液量で５〜１５分間
で行なわれる。

実施例 添付図で参照番号１０は一般に着脱可能なふた１１がつ
いたふつう形の蒸解がまに適用されている。蒸解がまの
中味はポンプ１２を通り、蒸気入口管１５と凝縮蒸気出
口管１６とを有する熱交換器１４を経て弁１３ヘポンプ
で送ることで蒸解温度まで加熱される。

暖かい液アキュムレータ１７は比較的に低温の黒液をた
くわえる。この暖かい黒液は蒸解に必要なよりもかなり
低い温度で、最初はポンプ１８により弁２０で調整され
る管１９を通り、大口弁２１を経て蒸解がま底部へ送ら
れる。

またこのシステムは第１次蒸解用液が入った第１次高温
液アキュムレータ２２を含む。この比較的高温度の黒液
はポンプ２３で送り出され、弁２４、弁２１を通過し、
蒸解がまの底部へ入る。

高温白液アキュムレータ２５は新しい高温白液用貯蔵槽
の役目をし、この液はアキュムレータ２５からポンプ２
６により流量調節弁２７を通り送り出された後、第１次
高温液アキュムレータ２２からポンプ２３の排出液と混
合される。流量調節弁２７は高温白液と第１次蒸解段階
での高温黒液間の関連比を決めるのに使うことができる
。

高温白液は高温白液アキュムレータ２５へ入る前に入口
管２８を経て熱交換器２９に導入された後予熱される。

熱交換はアキュムレータ２２からの高温黒液の一部をポ
ンプ３０と管３１を通り引き出すことで果される。この
高温黒液はまた遂次記述予定の第２熱交換器３２用の熱
交換液としても使われる。２台の熱交換器２９と３２を
通る高温黒液は管３３を通る暖かいが高温でない液とし
取り去られ、その後暖かい液アキュムレータ１７へ送り
出される。周期的に″、アキュムレータ１７からの暖か
い黒液は管６６を通り排出され、黒液蒸発器へ回される
。

第２次高温液アキュムレータ３４は第２次蒸解用黒液貯
蔵に用いられる。ポンプ３５はアキュムレータ２２の高
温黒液より低温である高温黒液の流れをアキュムレータ
２５からの高温白液と混合して送り出す、高温白液はポ
ンプ３６により流ｉｆｆ。

調節弁３７を通り送り出され、ここでポンプ３５からの
放出液とまぜられ、次ぎにこの混合放出液は弁３８を通
り、また弁２１を経て蒸解がま底部へ送られる。この蒸
解での高温白液の関連比は第１次蒸解で用いた比率より
は少ないし、また蒸解温度も低い。蒸気は蒸気管３９に
より第２次高温液アキュムレータ３４へ随意に導入され
る。

第３次蒸解用高温黒液が入った第３次高温液アキュムレ
ータ４０は中味を排出のためポンプ４１が備えられてい
る。高温白液アキュムレータ２５と関連したポンプ４２
は計測された量の高温白液を管４３及び流量調節弁４４
を経て、ポンプ４１を通り送られた高温黒液と混合して
送り出す。混合液の流れは弁４５及び弁２１を通り蒸解
がま１０の底部へ入る。第３次蒸解のこの混合液流は前
の蒸解液より白液濃度が少なく、温度も低い。

製紙プラントの他部門（図示せず）から回収されたパル
プ洗浄液は管４７を経てアキュムＶ−タ４６へ導入され
る。ポンプ４８はろ液を弁４９を通り、さらに弁２１を
経て蒸解がまの底部へ送り出すことができる。アキュム
レータ４６のる液の一部はポンプ５０により管５１を通
り、さらに熱交換器３２を通り送られ、この熱交換器を
第１次高温液アキュムレータ２２からの高温黒液と熱交
換の関係を行ない通過する。次ぎにこの予熱ろ液アキュ
ムレータ５２へ送られる。ポンプ５３は加熱されたろ液
を弁４９を通り、蒸解がま１０へ送り出す。

最後に、蒸解がま１０の中味を空にするため排出弁５４
がある。このため、空気又はその他の流体が蒸解完了時
に入口管５５をへて導入され、その抜弁５４が開かれ、
蒸解がまの中味は抽出管５６を通りブロータンク又は他
の容器へ移される。

種々様々な蒸解液が各蒸解段階完了後アキュムＶ−タへ
戻される。管５７と弁５８とは弱蒸解液を暖波アキュム
レータ２２へ高温黒液を送るのに使われる。同様に、管
６１と弁６２とは蒸解がま１０からの液を第２次高温液
アキュムレータ３４へ戻すのに用いられる。原料は管６
３と弁６４により第３次高温液アキュムレータへ循環使
用される。

本発明の工法は変形クラフト又はソーダパルプ工法にも
使用できる。多段蒸解システムは図面に示すように３段
階から成ることが望ましいが、２段階又は３段階より多
いものも使用できる。多段蒸解はパルプ収量の改善、平
均分子の大きさで測定した時のパルプ品質の改良、及び
パルプ白色度を改良するよう、ある程度木材チップから
非繊維材料を取り除く。更に、この新工法は漂白による
他の工法を使い、もつと完全なリグニン除去をしたパル
プを製造させ、従って、漂白薬品量を少なく使い軽い漂
白処理をさせる。本発明の他の利点は蒸解薬品廃液と溶
解有機材料とを取り除くノ＜ルプ洗浄の大半が蒸解がま
内で行なわれることである。

時間、温度、及び活性蒸解薬液濃度の条件は、使用木材
チップの望ましいノくルプ特性を最適化するように、合
理的な限度内で、蒸解の各段階間で調整できる。この特
徴がノくルプ化操業面で融通性を大きくさせる。

次ぎの記述は全体の工法の順序を示している。

空の蒸解がま１０はふた１１を取り去って木材チップで
詰められる。これらのチップは充填チップ量をふやし、
またもつと均一なチップ密度を得るためぎっしり詰めら
れる。過度に厚いチップ（６胡よりも多い）は供給チッ
プから取り除くことが望ましい。

空の蒸解が一！ｆ、１０が閉じられると、アキュムレー
タ１７からの暖かい黒液がポンプ１８により管１９から
弁２１を通り、チップで十分詰まった蒸解がま底部へ送
られる。、−蒸解がまば完全にこの液で充たされ、また
ある量の余剰液も供給される。

この余剰液は蒸解がま１０の頂部ドーム内に配置された
抽出スクリーン（図示せず）を通り蒸解がまを離れる。

余剰液は管５７を通り層液アキュムレータ１７へ戻され
る。蒸解温度よりかなり低い温度の暖液による最初の浸
透がチップを温め、チップと混在する有機酸の一部を中
性化させる。パルプ及び洗浄系統で発生した余剰弱黒液
は周期的に排出弁６６を通り黒液蒸発器へ排出される。

第１次高温黒液アキュムレータ２２からの高温黒液と高
温白液アキュムレータ２５からの高温白液とは、それぞ
れポンプ２３と２６により、弁２４を通りすでに暖黒液
で充たされている蒸解がま底部へ送られる。置換された
暖液は蒸解がま頂部ドーム内の抽出スクリーンを経て蒸
気がまを離れ、管５７を通り暖かい黒液アキュムレータ
１７へ戻される。

第１次高温黒液アキュムレータ２２かもの液は蒸解がま
１０を充満するのに使われるだけでなく、また熱交換器
２９の新しい白液を予熱し、また熱交換器３２の洗浄用
ろ液の一部を予熱するのに使われる。この２台の熱交換
器を離れる黒液は管３３をへて層液アキュムレータ１７
へ行く。

管２８から入ってくる高温白液は高温白液アキュムレー
タ２５へ到達する前に熱交換器２９によっても加熱され
る。

第１次高温液アキュムレータ２２からの高温白液とアキ
ュムレータ２５の高温白液との混合液で充たされた蒸解
がま中味の温度はポンプ１２の働きにより弁１３と熱交
換器１４を通り蒸解がまの中味を循環させて所定の蒸解
温度まで上げられる。

蒸解が１のすみずみまで温度と薬液を均一に分布させる
ため蒸解がま内の液を強制循環させるのが望ましい。連
続式３段階のタラフト法蒸解の場合、第１次蒸解は全白
液使用量の５０〜７５％を含む液で、蒸解時間２５〜４
０分で行なわれる。この多段階工法の蒸解作業は６０分
間蒸解はどは必要としない。

望捷しい第１次蒸解時間の結論とし、第２次高温液アキ
ュムレータ３４から高温黒液とアキュムレータ２５から
の高温白液とは、それぞれポンプ３５と３６とにより蒸
解が″！、１０底部へ一諸に送られる。関連量の割合は
流量調節弁３７で行なわれる。この第２次蒸解液は低い
比率の白液量を含み、また第１次蒸解より少ない蒸解時
間が用いられる。典型的には、第２次蒸解は全量の１０
〜３０％から成る白液で、１０〜２０分間で行なわれる
。

蒸解がまば熱交換器１４を通り液を循環させて蒸解温度
まであげられる。

代わりに、蒸気は蒸気管３９を通り第２次高温液アキュ
ムレータ３４へ付加することができる。

所定の第２次蒸解時間終了時に、第３次高温黒液アキュ
ムレータ４０からの高温黒液と、ポンプ４２及び流量調
節弁４４を通る高温白液とが混合され一諸に弁４５を経
て蒸解がま１０の底部へ送られる。置換黒液は蒸解がま
１０を離れ、管６１と弁６２を通過し第２次高温黒液ア
キュムレータ３４へ入る。

次ぎに高温黒液と高温白液で充たされた蒸解がま中味の
温度は熱交換器１４を循環することにより所定の蒸解温
度まであげられる。代わりに、熱交換器が削除され蒸気
は直接循環管内へ注入でき、蒸解がまの中味は頂部から
引き出されポンプ１２により底部へ送られる。他の代案
とし、蒸気は第３次黒液アキュムレータ４０へ付加する
ことができる。

第３次蒸解サイクルの典型的条件には白液は全量の僅か
５〜１０％と蒸解時間５〜１５分が含まれている。

所定の第３次蒸解時間終了時に、パルプ洗浄作業からの
る液は蒸解がまの底部へ送られる。置換黒液は蒸解がま
の頂部から離れ管６３と弁６４を通り第３次高温黒液ア
キュムレータ４０へ行く。

ろ液の一部はアキュムレータ４６からポンプ５０を通り
、循環する高温黒液と熱交換関係で熱交換器３２へ送ら
れる。ろ液の一部を予熱することはパルプ化系統に必要
な全体蒸気量をへらし、液系統に付加する洗浄水を対向
流により効率的に利用させ、１だ最終蒸解段階で黒液濃
度を低く保たせる。

高温黒液が洗浄ろ液で第３次蒸解から置換された後、圧
縮空気が管５５をへて蒸解がま頂部へ導入され、蒸解が
まの中味、すなわちパルプと洗浄ろ液は蒸解がま底部か
ら押し出され弁５４を通り、管５６により適当な貯蔵そ
う又はブロータンタに入る。空気幕による蒸解がまから
の排出法は１９８２年７月２８日に出願した出願人によ
る同時係属出願番号第４０２，６３６号にさらに完全に
記載されている。

クラフト法を用いる針葉樹チップをパルプ化する３段階
工法の代表的蒸解条件は次きの表で示されている。

堺畿 胛　鉱　鉱　鉱 慨　昧　味　胛 本発明は比較的に短い全サイタル時間を使用でき、従っ
てパルプ生産率を改善する。本発明による３段階工法で
の種々の機能に要する代表的時間は： 機　能　時間（分） チップ充填　１５ 暖液充填　２０ 第１次高温液充填　１５ 第１次蒸解　３５ 第２次高温液充填　１５ 第２次蒸解　１５ 第３次高温液充填　１５ 第３次蒸解　１０ 高温液置換　２０ ブロー　１５ 予備時間　５ 全蒸解サイクル時間　１８０ 図面は３段階工法を例示し、これが好適な具体例である
が、本発明はそれ以上に一般的である。

基本的に、本発明には多段式木材チップ蒸解工法が含１
れ、チップは蒸解Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・・・Ｃｎの順
序で逐次蒸解される。蒸解Ｃ１は比較的高い比率の白液
量を有する液Ｌ１　と比較的に長い蒸解時間゛１゛１　
で行なわれる。蒸解Ｃ２はり、より少ない比率の白液量
とＴ、より短い時間で行なわれる。

蒸解Ｃｎによる次ぎの蒸解は連続的に低（・比率の白液
量と連続的に短い時間で行なわれる。

蒸解が１で使う白液の全量は、（１１パイプ化の度合い
又は希望するりゲニン除去の程度、（２）絶乾基準で装
填した木材チップ量、及び（３）白液内の活性蒸留薬液
、ずなわち水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムの濃度に
より決捷る。例えば、絶乾木材の１５％の活性蒸解薬液
の適用（−酸化ナトリウムにて表示）が完全にリグニン
除去のパルプを得るのに必要なことが分かつている。絶
乾木材２７，０００ｋｇ（６０，０００ポンド）が入っ
た７０Ｍ（６０００立方ノート）では、２７，０００　
ｋｇ　（６０，０００ポンド）の１５係、すなわち４０
００　ｋｇ（９０００ポンド）の活性アルカリが必要で
ある。試験により０．０２８　ｍ”　（１立方フート）
当り活性アルカリ２．７　ｋｇ（６，０ポンド）を含む
ことが分かったので、装填に必要な白液量は４２　ｍ”
　（１５００立方フート）と計算できる。

上記例で、白液の全量がふつうの断続パルプ化法で最初
の充填作業で装填物に加えられる。新規多段式１法では
、同じ全白液が使われると仮定し、３段階方式への適用
は次ぎりようになるべきである。

段　階　白液装填量　全装填に対するチ第２次　８ｄ（
３００Ｆ　）　２０．０％第３次　６ｄＣ２００ｆｆ　
）　１３．３％種々の変形が本発明の範囲を逸脱しない
で記載の具体例へ実施できることが明白であろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の多段式木材チップ蒸解工法を行なう装置
を概略的に例示する系統図である。 １０・・蒸解がま、１１・・ふた、１２，１８．。 ２３．２６，３０，３５，３６，４１，４２，４８，５
０．５３・・ポンプ、１３，２０，２１，２４，３８，
４５，４９゜５８．６０，６２，６４．６６　・・弁、
１４，２９．３２・・熱交換器、１５・・蒸気入口管、
１６・・凝縮蒸気出口管、１７・・暖黒液アキュムＶ−
タ、１９．３１，３３，４３，４７，５１，５７，５９
，６１，６３゜６６・・管、２２・・第１次高温黒液ア
キュムレータ、２５・・高温白液アキュムレータ、２７
゜３７．４４・・流量調節弁、２８・・高温白液入口管
、３４・・第２次高温黒液アキュムレータ、３９・・蒸
気管、４０・・第３次高温黒液アキュムレータ、４６・
・ろ液アキュムレータ、５２・・高Ｗｌろ液アキュムレ
ータ、５４・・排出弁、５５・・空気導入管、５６・・
排出管。 代理人　木村正巳？パ＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 木４１チップを蒸解がまへ導入し、この前記蒸解がま内
   の木材チップを暖かい黒液で浸透して前記蒸解がま及び
   前記木材チップから大部分の空気を除去し、前記蒸解が
   まからの暖かい黒液な第１次の高温黒液と高温白液とで
   置換え、前記蒸解がまの中味の温度な蒸解温度まで上げ
   、前記蒸解がま内の液を第２次の高温黒液と高温白液と
   の混合物で置き換え、前記蒸解がまの温度な蒸解温度ま
   で上げ、前記木材チップが前もって決定した蒸解度に達
   した後前記蒸解がま内の液をパルプ洗浄から得られたろ
   過液で置き換え、前記蒸解がまの内部に気体圧力を印加
   して前記蒸解がまり中味をからにする工程から成る多段
   式木材チップ蒸解法。