(57)【要約】【課題】蒸解缶で繊維材料を処理するために使用される白液または白液と他の液体との混合物を加熱するために、黒液からの熱を利用するための改善された代替方法を提供することである。【解決手段】  化学パルプ工場の蒸解缶システムで使用される白液または白液と他の液体の混合物を加熱するための方法において、  ａ）黒液を蒸解缶システムで生成させ、  ｂ）黒液の水蒸気を蒸解缶から引き出し、  ｃ）引き出された黒液をフラッシュして、フラッシュされた黒液とフラッシュ蒸気を発生させ、  ｄ）フラッシュ蒸気を、少なくとも１つの熱交換器において白液とおよび／または白液と他の液体の混合物と間接的な熱交換接触をするように通過させて、蒸解缶システムで使用される白液および／または混合物を加熱し、そして  ｅ）工程ｃ）からのフラッシュされた黒液をさらなる熱回収または蒸発に導くようにしたことを特徴とする方法。【選択図】図１
2010203030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学パルプ工場の蒸解缶システムで使用される白液または白液と他の液体の混合物を加熱するための方法において、
ａ）黒液を蒸解缶システムで生成させ、
ｂ）黒液の水蒸気を蒸解缶から引き出し、
ｃ）引き出された黒液をフラッシュして、フラッシュされた黒液とフラッシュ蒸気を発生させ、
ｄ）フラッシュ蒸気を、少なくとも１つの熱交換器において白液とおよび／または白液と他の液体の混合物と間接的な熱交換接触をするように通過させて、蒸解缶システムで使用される白液および／または混合物を加熱し、そして
ｅ）工程ｃ）からのフラッシュされた黒液をさらなる熱回収または蒸発に導くようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
工程ｄ）において、白液と混合物を形成するための他の液体が黒液またはパルプ洗浄からの濾液であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程ｄ）が、白液又は混合物を加熱するための１つの熱交換器を用いて実施されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
加熱された白液又は混合物を蒸解缶の１つの液循環部または複数の液循環部へ導くことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
工程ｄ）が、白液又は混合物を加熱するための第一の熱交換器と第二の熱交換器を用いて実施されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
第一の熱交換器からの加熱された白液又は混合物を蒸解缶の１つの液循環部又は複数の液循環部へ導き、第二の熱交換器からの加熱された白液又は混合物を蒸解缶の頂部へ導くことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程ｃ）の前で、熱が、液−液熱交換器において、引き出された黒液から蒸解缶プラントで必要とされる液体の中へ回収されることを特徴とする、請求項１から６までのうちのいずれか１つに記載の方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学パルプ工場の蒸解缶プラントにおいて、黒液のような使用済みの蒸解液から熱を回収するための、そして化学パルプ工場の蒸解缶システムで使用される白液または白液と他の液体の混合物を加熱する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の技術水準では、木材チップ又は他のセルローズ材料の水蒸気処理が行われる、チップビンを有する繊維ラインシステムが用いられており、液体を加えてスラリーを形成し、次いでスラリーの加圧（この区分はまた供給システムとも呼ばれる）が続き、１つまたは複数の処理容器（含浸容器、予備加水分解プロセス用容器または他の容器である）に供給され、その後に蒸解缶（この区分は蒸解システムとも呼ばれる）が続く。一般に、少なくとも１つの黒液流れ（代表的には、１１０−１５０℃の温度の黒液流れ）が蒸解システムから取り出される。引き出された一つ又は複数の黒液流れは、白液流れ、他の黒液流れおよび／または供給システムおよび蒸解システムへ送られる他の液体流れを「予熱する」ための熱源として使用される。それから、引き出された１つの（又は複数の）黒液流れが予備蒸発システム、例えば２つ以上のフラッシュタンクへ送られるが、そこでは熱い黒液が典型的には約９５−１１０℃の温度に冷却される際にその熱い黒液から水蒸気が生じる。この時点で、黒液は回収領域の蒸発器システムへ送られる。このようにして作り出されたフラッシュ水蒸気は蒸解前のチップを直接予備水蒸気処理するために使用されるのが典型的である。
【０００３】
水蒸気または蒸気は、繊維状材料を蒸解缶の蒸気相で蒸解温度に加熱するためにおよび蒸解液、白液のような異なる液体を、そのプロセスにより要求される温度に加熱するために必要とされる。
【０００４】
典型的には、白液のような蒸解液は、それを、蒸解缶から引き出された熱い黒液と、または水蒸気と間接的に熱交換するように通過させることにより加熱される。特許文献１および特許文献２には、例えば、蒸解缶に加えられる白液が間接的な熱交換器において水蒸気により加熱されるかまたは蒸解缶から引き出された熱い使用済みの蒸解液で加熱される。
【０００５】
特許文献３には、蒸解缶システムに使用される清浄な水蒸気を発生させるためのシステムが開示されている。実質的に清浄な使用可能な水蒸気が、熱い使用済みの処理液（例えば黒液）から、その使用済みの液をリボイラーへ通し、そしてそれからリボイラーから排出された清浄な水蒸気を（例えば、エダクター、ファンまたはコンプレッサーで）加圧することにより、発生される。発生した清浄な水蒸気の量は、水蒸気駆動されるエゼクターを有する水蒸気転換器において水蒸気転換器の清浄な水蒸気側を負圧下に配置することにより増加させられる。清浄な水蒸気側を減少した圧力にすることにより、それ自体多量の水蒸気を与える黒液から一層多くの熱を取り出すことができると共に、エゼクターへの水蒸気の供給がまた一層多量の水蒸気の送り出しにも寄与することが可能となる。
【０００６】
水蒸気を発生させるためのさらなる方法は、特許文献４に開示されており、この方法では、蒸解缶からの黒液が熱交換器を通って導かれ、その熱交換器では例えば清浄なプロセス水が加熱され、その後、清浄な水蒸気が発生されるように、加熱されたプロセス水の圧力がフラッシュタンク内で減少される。その水蒸気は、木材チップを予備水蒸気処理するために使用されるか、または蒸解缶内でおよびその周りで使用される蒸解液または濾液、例えば白液を間接的に予熱するために使用される。特許文献４の一態様によれば、連続蒸解缶からの黒液が１つまたは２つのボイラーを通り、そのボイラーで凝縮液のような清浄な液体が水蒸気を発生させるために沸騰される。黒液はボイラーを出て、さらにクーラーで冷却されるが、そのクーラーでは、冷却液は白液、黒液又は緑液である。
【０００７】
特許文献５には、蒸解缶システムで黒液を生成し、その黒液を予備蒸発器システムを用いずに蒸発器システムへ送り、黒液を蒸発器システム内でフラッシュして水蒸気を生じさせる方法が開示されている。フラッシュされた少なくともいくらかの水蒸気は、チップビンでチップを水蒸気処理するために使用されるか、および／または蒸解缶システムで使用される白液および／または濾液を予熱するための蒸解缶システムの間接的な熱交換器に供給するために使用される。
【０００８】
公知の解決策は、蒸解缶システムに使用される白液および／または濾液を予熱するための、そしてパルプ工場の省エネを改善するための種々のシステムを提供している。公知のシステムでは、工場のタービンプラントからの新鮮な水蒸気がこの目的のために用いられることが多い。エネルギーコストにより、化学パルプ工場のエネルギー効率に対する更なる改善が必要である。蒸解缶から引き出される熱い黒液の熱含量を、一層能率的な方法で使用することができるはずであるし、また黒液の特性を、黒液が工場の回収プラントにおける蒸発のためのような、更なる処理のために一層良い形態にあるように改善することができるはずである。
【特許文献１】米国特許第５６３５０２６号明細書
【特許文献２】欧州特許第４７７０５９号明細書
【特許文献３】米国特許第６１７６９７１号明細書
【特許文献４】米国特許第６３０６２５２号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２００７０１３１３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、蒸解缶で繊維材料を処理するために使用される白液または白液と他の液体との混合物を加熱するために、黒液からの熱を利用するための改善された代替方法を提供することである。別の目的は、処理された黒液がパルプ工場の回収プロセスにおけるさらなる処理に関して一層良い特性を有するように黒液から熱を回収することである。もう一つの目的は、パルプ工場全体の省エネを改善することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、化学パルプ工場の蒸解缶システムで使用される白液または白液と他の液体の混合物を加熱するための方法に関し、その方法では、
ａ）黒液を蒸解缶システムで生成させ、
ｂ）黒液の水蒸気を蒸解缶から引き出し、
ｃ）引き出された黒液をフラッシュして、フラッシュされた黒液とフラッシュ蒸気を発生させ、
ｄ）フラッシュ蒸気を、少なくとも１つの熱交換器において白液とおよび／または白液と他の液体の混合物と間接的な熱交換接触するように通過させて、蒸解缶システムで使用される白液および／または混合物を加熱し、そして
ｅ）工程ｃ）からのフラッシュされた黒液をさらなる熱回収又は蒸発に導くようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の基本的な思想は、蒸解缶又は蒸解缶の１つまたは複数の液循環部に入る白液が、蒸解缶システムからの黒液をフラッシュして、そのフラッシュ蒸気を１つまたは複数の白液ヒーターで凝縮することにより、１つまたは複数の白液ヒーターで間接的に加熱されることである。ヒーターに入る液流は、白液と、蒸解プロセスで必要な他の液体との混合物であることもできる。
【００１２】
本発明によれば、白液と混合物を形成するための他の液体は黒液またはパルプ洗浄からの濾液であるのが好ましい。一態様によれば、工程ｄ）は白液または混合物を加熱するために１つの熱交換器を用いることにより実施され、加熱された白液または混合物は蒸解缶の一つの液循環部または複数の液循環部に導かれる。もう一つの態様によれば、工程ｄ）は、白液又は混合物を加熱するために第一の熱交換器と第二の熱交換器を使用することにより実施される。第一の熱交換器からの加熱された白液または混合物は、蒸解缶の１つの液循環部又は複数の液循環部へ導かれ、第二の熱交換器からの加熱された白液又は混合物は蒸解缶の頂部へ導かれる。
【００１３】
一態様によれば、工程ｃ）の前で、熱が、液−液熱交換器において、引き出された黒液から蒸解缶プラントで必要とされる液体の中に回収される。
【００１４】
フラッシュされた黒液は工場の回収プラントへ送ることができ、そこではその黒液が蒸発燃焼される。フラッシュされた黒液は、さらなる熱回収に送り、木材チップを前処理するために使用するかまたは繊維ラインで必要とされる所で使用することもできる。
【００１５】
１つまたは複数の熱交換器でフラッシュ蒸気から形成された汚れた凝縮液は、パルプ工場の蒸発器プラントへ送り、それ自体公知の方法で処理されるのが好ましい。１つまたは複数の熱交換器で形成される非凝縮性のガス（ＮＣＧ）の流れはパルプ工場のＮＣＧシステムへ導かれるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一態様による方法を実施するためのシステムを示す概略図である。
【図２】本発明のもう一つの態様を示す概略図である。
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、少なくとも次の利点を有する。
−蒸発プラントへ導かれる黒液の乾燥固形分含量が増加するので、パルプ工場の広範な省熱が改善される。増加した乾燥固形分含量は黒液をフラッシュする結果である。水蒸気の消費量と装置容量の要求度が工場の蒸発プラントにおいて減少する。
−装置容量の要求度が比較的低いことにより蒸発プラントの投資費用が減少する。
−黒液から蒸発される水の最初の留分が、専用の１つまたは複数の熱交換器で凝縮されるので、パルプ工場の広範なシステムのメタノール回収が改善される。このプロセスでは、メタノール含量が高いフラッシュ蒸気が、専用の別個の熱表面（すなわち、１つまたは複数の白液熱交換器）で凝縮されて、回収される汚れた凝縮液を生じる。高いメタノール含量を有する汚れた凝縮液の処理は、黒液フラッシュ蒸気が低いメタノール含量を有する蒸気と混合される場合に形成される低濃度の汚れた凝縮液の処理よりも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、パルプ工場の熱効率が改善されるように、蒸解缶プラントで蒸気を発生させるための、そして黒液を処理するためのシステムを示す。繊維ラインシステムは、典型的には、チップビン（図示省略）を含み、このチップビンでは、木材チップ又は他のセルローズ材料のスチーミングが水蒸気で行われ、液体を加えてスラリーを形成し、次いでスラリーが加圧され、１つ又は複数の任意の処理容器へ供給される（処理容器は例えば含浸容器、予備加水分解プロセス用容器又は他の容器である）。任意の含浸容器２は図１に示してあるが、その後に蒸解缶３が続いている（この区分は蒸解システムとも呼ばれる）。蒸解システムは、別個の含浸容器２が省略されるような１つの容器からなるシステムであることもできる。チップと蒸解液のスラリーがライン４を経て含浸容器２の頂部へ供給され、さらに含浸容器の底部からライン５を経て蒸解缶３の頂部へ送られる。本発明にとって重要である構成要素のみを図面に示してあるが、他の形式のチップスチーミングまたは供給部又は蒸解缶循環部も、もちろん蒸解缶システムに存在することができる。
【００１９】
少なくとも１つの黒液流れ（典型的には１２０−１６０℃の温度で１２−１７％の乾燥固形分含量である）が蒸解システムからライン６を通って取り出されて、さらにライン７を通ってフラッシュタンク８に導入される。ライン６には、黒液から熱を蒸解缶プラントで必要な液体の中へ回収するための液−液熱交換器を設けることができる。
【００２０】
本発明によれば、蒸解缶から１２０−１６０℃の温度で１２−１７％の乾燥固形分含量で引き出された熱い黒液がフラッシュタンク８へ導かれ、このフラッシュタンクで、液の圧力が減少されて、典型的には１００−１３０℃の温度を有するフラッシュ蒸気およびフラッシュされた黒液を生じるが、その黒液の乾燥固形分含量はフラッシングで２−４％だけ増加させることができる。蒸解缶から１つ又は複数の出口を通って取り出された１つ又は複数の黒液流れは、フラッシュタンクへ導くことができる。フラッシュタンクへ導かれた黒液の流れは、白液を加熱するために必要なフラッシュ蒸気を発生させるために必要とされるようなものである。このようにして、黒液を最大レベルまでフラッシュさせることができる。
【００２１】
黒液フラッシュタンク８からのフラッシュ蒸気は白液熱交換器９へライン１０を介して送られる。白液はライン１１を通って熱交換器９へ供給されて、フラッシュ蒸気と間接的な熱交換接触をする。予熱された白液はライン１４を経て蒸解缶３の液循環部１５へ送られる。
【００２２】
フラッシュ蒸気は硫黄化合物のような揮発性化合物を含有する。これらの化合物が、汚れた凝縮液へおよび熱交換器９で発生される非凝縮性ガス（ＮＣＧ）流れへ通される。汚れた凝縮液は熱交換器９からライン１２を経てパルプ工場の蒸発器プラントへ送られ、そこでそれ自体公知の方法で処理される。ＮＣＧ流れはライン１３を経てパルプ工場のＮＣＧシステム（図示省略）へ導かれる。
【００２３】
図１に示した２つの容器からなる蒸解缶システムは第二の熱交換器１６も含み、この熱交換器１６へ白液がライン１１からライン１７を経て送られる。フラッシュタンク８からのフラッシュ蒸気の一部分が第二の熱交換器１６に導入され、そこで蒸気がライン１７からの白液と間接的な熱交換接触をする。加熱された白液は第二の熱交換器１６からライン１８を経て蒸解缶３の頂部２４へ供給されて蒸解液として使用される。
【００２４】
フラッシュされた黒液はライン１９を経てパルプ工場の蒸発プラントへ送られ、そこで黒液が回収ボイラーでの燃焼前に高い乾燥固形分含量に濃縮される。フラッシュされた黒液はさらなる熱回収に送ることもでき、木材チップを処理するために使用されるか、または繊維ラインに必要とされる所で使用される。
【００２５】
他の液体を１つ又は複数の熱交換器で加熱すべき白液に加えることができる。図１において、パルプ工場のパルプ洗浄からの濾液がライン２５を流れる。濾液は、ライン２０を経て、ライン１１を熱交換器９へ流れる白液に加えることができる。また、濾液を、熱交換器１６へライン１７を流れる白液に、ライン２１を経て加えることもできる。また、蒸解缶から引き出される黒液もライン２２及び２３を経て、加熱すべき白液流れへ供給される。このように、図１は、白液と、引き出された黒液および／または濾液との混合物が形成され、そして黒液フラッシュ蒸気により熱交換器において本発明により加熱される、本発明の態様も示す。
【００２６】
第二の白液熱交換器１６は、典型的には、図１に示した２つの容器からなる蒸解缶システムにのみ必要とされる。含浸容器２は任意であり、省略する場合には、第二の熱交換器が不必要になる。
【００２７】
図２は図１の細部に代わる細部を示しており、その態様では、黒液フラッシュ蒸気が１つの白液熱交換器９において使用されており、その場合に、蒸解缶は、蒸解缶の上流に含浸容器のない１つの容器からなる蒸解缶である。
【００２８】
蒸解缶から引き出される熱い黒液がライン７を経てフラッシュタンク８へ導かれ、そこで液の圧力が減少されてフラッシュ蒸気を生じる。黒液フラッシュタンク８からのフラッシュ蒸気はライン１０を通って白液熱交換器９へ送られる。ライン１０におけるフラッシュ蒸気の熱が熱交換器９で回収されるが、その熱交換器では蒸気がライン１１からの白液と間接的な熱交換をするように通過する。加熱すべき液体は、白液と、蒸解缶で必要な他の液体との混合物であってもよい。加熱された白液又は混合物はライン１４を経て蒸解缶の１つまたは複数の液循環部へ導かれる。
【００２９】
熱交換器で形成された汚れた凝縮液はライン１２を経てパルプ工場の蒸発器プラントへ送られ、そこでそれ自体公知の方法で処理される。熱交換器で形成されたＮＣＧ流れはライン１３を経てパルプ工場のＮＣＧシステムへ導かれる。
【符号の説明】
【００３０】
２・・・・含浸容器
３・・・・蒸解缶
８・・・・フラッシュタンク
９・・・・白液熱交換器
１６・・・・第二の熱交換器
２４・・・・蒸解缶の頂部
【図１】
2010203030.tif 000003
【図２】
2010203030.tif 000004