(57)【要約】【課題】連続蒸解釜中でのエネルギー効率に優れたセルロースパルプの製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、連続蒸解釜システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法に関する。本方法は、チップを含浸する含浸容器を含み、該チップはその後、続く蒸解容器に移動流体で供給される。黒液回収物は蒸解釜から採取され、回収物は底部に導入されて、チップを加熱してから含浸容器から流出される。移動流体の回収物は、蒸解釜の頂部から採取され、そして含浸容器中で含浸流体として作用するための位置に導入される。本発明は、蒸解釜の頂部から回収された移動流体の少なくとも一部が間接熱交換器を通過することを特徴とし、該間接熱交換器において、少なくとも１２５℃の温度にて蒸解釜の頂部から回収された移動流体が第一の流体からの蒸気の生成のために第一の流体と間接的に熱交換する。生成された蒸気はその後、含浸工程の上流にある蒸気前処理位置に導入されて、前記蒸気前処理位置のチップを加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続蒸解システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法であって、以下の段階：
ａ）セルロースチップ（ＣＨ）を、含浸容器（１０）の注入口に連続供給して、予定の含浸温度（Ｔｉｍｐ）にて含浸容器中の含浸流体に含浸させる段階；
ｂ）含浸が完了した後に、含浸されたチップを移動流体で蒸解容器（２０）の頂部の注入口に供給して、予定の蒸煮温度（Ｔｋｏｋ）にて蒸解容器中で蒸煮させ、その後、溶解されたパルプを、蒸解容器の底部に設けられた流出口を通して蒸解容器から流出させる段階；
ｃ）蒸解容器において、実質的に蒸煮温度（Ｔｋｏｋ）にて少なくとも１回の黒液の回収を行い、そして黒液を含浸容器の底部に導入して、含浸されたチップと含浸流体とのチップ混合物と混合する段階であるが、ここで、黒液回収の目的は、含浸容器の底部のチップ混合物の温度を上昇させることであり、黒液の温度は蒸解容器からの回収に伴い少なくとも１３５℃であり；
ｄ）移動流体の一部を蒸解釜の頂部から回収し、そして含浸容器中のセルロースチップに対する全含浸時間の少なくとも２５％分の、含浸流体として機能する時間が与えられる位置に導入する段階；を包含してなるセルロースパルプの製造方法において、
ｅ）蒸解釜の頂部から回収された移動流体の少なくとも一部が、第一の間接熱交換器（３０）を通過し、前記第一の間接熱交換器において、少なくとも１２５℃の温度で蒸解釜の頂部から回収された移動流体が、第一の流体からの蒸気生成のために及び前記移動流体の冷却のために第一の流体と間接的に熱交換する段階；
ｆ）生成された蒸気をその後、含浸工程上流の蒸気前処理位置に導入して、該蒸気前処理位置にてチップを加熱する段階；及び
ｇ）冷却された移動流体を、ｄ）段階での含浸流体として用いる段階を包含してなることを特徴とする、
セルロースパルプの製造方法。
【請求項２】
蒸気は、大気圧にて蒸気前処理のために用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
蒸気は、含浸容器に導入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】
蒸解釜から回収された移動流体は、第一の間接熱交換器（３０）の通過後に、含浸容器へと導入されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
蒸解釜から回収された移動流体はまた、第一の間接熱交換器の通過後、含浸容器への導入前に、冷却段階をも通過することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
冷却段階は、回収された移動流体が第二の流体と間接的に熱交換する第二の間接熱交換器（３１）により構成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第二の間接熱交換器において加熱される第二の流体は、加熱後、第一の間接熱交換器に導入されて、蒸気に転換されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
冷却段階は、蒸解釜から回収された移動流体の圧力を低減し、そしてそれにより移動流体の温度を低下させるフラッシュタンク（３１）により構成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
蒸気は、含浸容器の上流に設けられた蒸気前処理容器に導入されて、該蒸気前処理容器中において、チップが含浸容器に供給される前に蒸気により前処理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１０】
蒸解釜から回収された前記移動流体の少なくとも一部は、第一の間接熱交換器（３０）の通過後、含浸容器へと導入されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
蒸解釜から回収された移動流体の少なくとも一部は、第一の間接熱交換器（３０）の通過後、落下パイプに導入され、ここで落下パイプは、チップの移動方向に対して蒸気前処理容器の後に且つ含浸容器の前に設けられていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
流体は、含浸容器の頂部の頂部セパレータから回収され、そして落下パイプへと導入されることを特徴とする、請求項９ないし１１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
第一の間接熱交換器中の流体は水により構成され、及び生成された蒸気は純水の蒸気から成ることを特徴とする、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
第二の間接熱交換器中の前記流体は水により構成されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項１５】
蒸解釜から回収された移動流体のサブフラクションは、黒液回収物と混合されるように、回収後、蒸解釜のさらなる下流へと直接に導入されることを特徴とする。請求項１ないし１４のうちいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、請求項１の前置きにより特定されるように、連続システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
特許文献１は、連続蒸解システムにおいて熱経済性を改良する方法を開示している。該蒸解システムは、含浸容器及び蒸解釜を含有している。チップが含浸容器に供給され、そして予定の含浸温度にて含浸されてから、含浸されたチップは蒸煮のため含浸容器から蒸解釜の頂部まで流出される。溶解されたセルロースパルプは、蒸煮工程が完了すると、蒸解釜の底部の流出口から流出される。少なくとも１回の黒液回収物が蒸解釜から得られ、そしてこの黒液回収物は、含浸容器の下方部分に添加して、チップの温度をこのように上昇させてから、蒸解容器の頂部に向かってさらに供給される。蒸解釜の頂部において熱蒸気を添加する必要性は、この要領では低くなっている。黒液の一部はその後、蒸解釜の頂部セパレータから回収されて、含浸容器に添加され、そして含浸流体として用いられる。この方法は、“低温の”黒液含浸の達成を可能にしており、この場合、黒液は、複数のラインでの対流により、並びにより低温の含浸流体及びチップと混合することにより、大部分が冷却されてから、含浸容器に採取される。それは同時に、蒸解釜の頂部における蒸気の添加の必要性が相当に低いということである。図２は、頂部セパレータから回収された黒液の温度をさらにもっと低下させるために冷却器（２１）が用いられる別態様を示している。
【０００３】
蒸煮工程において蒸気を発生させる“リボイラー”として知られる熱交換器の使用が既知である。特許文献２は、蒸解容器から直接に回収された（場合により熱交換器中で冷却される）高温の黒液が、リボイラー（７１）を用いて純粋蒸気を作り出すのに用いられる蒸煮方法を開示している。純粋蒸気（７３）はその後、チップを加熱するために蒸気前処理容器（１７）に導入される。黒液は、リボイラーを通過した後に、回収工程へと送られる。
【０００４】
蒸煮工程はまた、特許文献３の図２においても示され、そこでは、水から純粋蒸気の生成が起こる。この場合、黒液は蒸解釜から直接に回収され、そして熱交換器（１９）中で水を加熱してから、加熱した水が純粋蒸気の生成のためにフラッシュタンク（２１，２２）に導入される。黒液は、熱交換器（１９）を通過した後に回収工程へと導入される。
図３は、純水がプレベポライザー（２７）に導入される別態様を示している。水は、プレスチーマー中で高温の黒液（１１）と熱交換し、そこで水は純粋蒸気へと気化される。純粋蒸気はその後、含浸中に蒸気を用いたチップの処理のために用いられる一方で、冷却された黒液は、回収工程に送られ得るか、蒸解釜内でチップを前処理し得るか、より純粋な蒸気を作り出すための供給源として用いられ得るか、又は不純蒸気を生成するために蒸発分離され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，１１２，２５６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１７６，９７１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３０６，２５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明の目的
本発明の第一の目的は、チップを含浸容器中で含浸する前に、チップを前処理するための純粋蒸気を生成することである。
第二の目的は、純粋蒸気を得るために蒸解釜の頂部からの蒸解流体の回収物を利用することである。
第三の目的は、蒸解釜の頂部からの回収物と純粋流体との間の間接的な熱交換を利用することによって、純粋蒸気を生成することであり、その場合には、純粋流体が純粋蒸気へと転換される。
第四の目的は、間接的な熱交換により、蒸解釜の頂部から回収した蒸煮流体の冷却を得ることであり、その場合には、冷却された回収物をその後、含浸流体として用いる。
第五の目的は、特許文献１により開示されているものよりもさらに効率に優れた手法で熱エネルギーを生かすことである。
第六の目的は、含浸容器に導入された含浸流体が特許文献１により開示されている方法よりも低温を有する、含浸方法を得ることである。
上記の目的は、請求項１の特徴部分により特定される方法により達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の概要
本発明は、連続蒸解システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法に関する。本方法は、チップを含浸する含浸容器を含み、該チップはその後、続く蒸解容器に移動流体で供給される。黒液回収物は蒸解釜から採取され、該回収物を、含浸容器の底部に導入してチップを加熱してから、チップを含浸容器から流出させる。移動流体の回収物は、蒸解釜の頂部から採取され、そして含浸容器中で含浸流体として作用するための位置に導入される。本発明は、蒸解釜の頂部から回収される移動流体の少なくとも一部が、間接熱交換器を通過することを特徴とし、該間接熱交換器において、少なくとも１２５℃の温度にて蒸解釜の頂部から回収される移動流体が、第一の流体からの蒸気の生成のために第一の流体と間接的に熱交換する。生成された蒸気はその後、含浸工程の上流にある蒸気前処理位置に導入されて、該蒸気前処理位置にてチップを加熱する。
【０００８】
従来技術に対する以下の明確な利点が、本発明の使用により得られる。
＋蒸解釜から回収され、そして含浸容器へと導入された含浸流体は、蒸気の生成に伴い冷却される。このことは、含浸についての利点である。
＋純粋蒸気への純粋流体の転換は、非常にエネルギー効率に優れた手法で起きる。
＋含浸流体を離れた熱エネルギーは、蒸気に転換される流体により吸収される一方で、含浸流体は同時に冷却される。このことは、低温含浸だけでなく、含浸前の蒸気によるチップの前加熱が、非常に熱効率の優れた手法で得られることを確実にする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図面の説明
【図１】図１は、本発明の第一の好ましい態様を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第二の好ましい態様を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第三の好ましい態様を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第四の好ましい態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明の詳細な説明
図１は、連続蒸解釜システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法の第一の態様を示す。蒸解システムは、頂部に注入口及び底部に流出口を有する含浸容器１０を含む。セルロースチップ（ＣＨ）は、含浸容器の注入口に連続的に供給されて、８０ないし１２０℃の予定の含浸温度Ｔｉｍｐにて含浸容器１０内の含浸流体に含浸される。しかしながら、含浸温度は、続く蒸煮温度Ｔｋｏｋよりも少なくとも２０℃低い。含浸完了後の含浸されたチップは、含浸容器１０の底部に設けられた流出口を通して含浸容器１０から回収される。
【００１１】
含浸容器１０から回収された後、含浸されたチップは、移動流体と共に、移動ライン１１を介して、続く蒸解容器２０の頂部の注入口へと供給される。移動ライン１１中のチップ及び移動流体の加圧は、例えば、スライスフィーダー栓又は少なくとも１つのポンプのような加圧手段１３により行われる。チップは、１３０ないし１６０℃に予め決定された蒸煮温度Ｔｋｏｋで蒸解容器中で蒸煮される。蒸解容器２０中での蒸煮工程の完了後、蒸煮されたチップは、溶解されたセルロースパルプとして、蒸解容器の底部に設けられた流出口を通して蒸解容器から流出される。
【００１２】
少なくとも１回の黒液の回収が、実質的に維持された蒸煮温度Ｔｋｏｋにて蒸解容器中の回収物濾過器２３を通して行われ、そしてこの回収物は、黒液ライン２２を介して含浸容器の底部に直接に導入されて、含浸されたチップと含浸流体とのチップ混合物と混合される。黒液回収物を含浸容器の底部へと導入する目的は、含浸容器の底部のチップ混合物の温度を上昇させることである。黒液の温度は、蒸解釜からの回収に伴い、少なくとも１３５℃である。
【００１３】
移動流体の一部は蒸解釜の頂部から回収され、そして戻りライン２１を介して含浸容器１０へと導入され、その場合、含浸容器中のセルロースチップに対する全含浸時間の少なくとも２５％分の、含浸流体として機能する時間が与えられる。蒸解釜の頂部から回収される移動流体の少なくとも一部は第一の間接熱交換器３０を通過し、該第一の間接熱交換器において、少なくとも１２５℃の温度で蒸解釜の頂部から回収された移動流体が、第一の流体からの蒸気生成のために第一の流体と間接的に熱交換する。
【００１４】
生成した蒸気はその後、ライン１２を介して含浸容器１０の頂部の蒸気前処理位置へと直接に導入される。蒸気は、含浸開始前に、含浸容器中での含浸の上流にある蒸気前処理位置にてチップを前加熱する。蒸気が導入される蒸気前処理位置は、蒸気がチップを前処理できるように、大気圧に保持される。
【００１５】
蒸解釜から回収された移動流体のサブフラクションを戻りライン２１から回収することが可能であり、その場合、サブフラクションは黒液ライン２２中の黒液回収物と混合され得るように戻りライン２１ｂ中に導入される。
【００１６】
図２は、本特許出願の方法に従う第二の好ましい態様を示す。この態様は、図１において最初に説明された態様と同一であることに加え、冷却器３１の形態にある冷却段階が、間接熱交換器３０と含浸容器１０との間に設けられている。
【００１７】
この冷却器３１は、第二の間接熱交換器により構成され得、その場合、蒸解釜から回収された移動流体が、該回収された移動流体よりもより低温の第二の流体と間接的に熱交換する。
【００１８】
冷却器３１はまた、蒸解釜から回収された移動流体の圧力を低減し、そしてそれによりこの移動流体の温度を低下させるフラッシュタンクにより構成され得る。ＮＣＧｓ（非凝縮性ガス群）を含む蒸気はまた、流体の蒸発分離に伴い蒸発分離される。ＮＣＧｓは、回収後にＬＶＨＣシステムに及び／又は破壊に導かれる。
【００１９】
図３は、第三の好ましい態様を示す。この態様は、図２に示される第二の好ましい態様と同一であり、この場合、第二の間接熱交換器３１が、より低温の第二の流体と熱交換する。しかしながら、この第三の態様においては、第二の流体が、第二の間接熱交換器の加熱後にライン１２を介して第一の間接熱交換器に導入されて、蒸解釜から回収された移動流体との熱交換後に蒸気へと転換される。それにより、この第三の態様においては、第一の間接熱交換器３０中の第一の流体は、第二の間接熱交換器３１からの加熱された第二の流体により構成される。
【００２０】
図４は、連続蒸解釜システムにおけるエネルギー効率に優れた手法でのセルロースパルプの製造方法の最後の第四の好ましい態様を示す。蒸解システムは、頂部に注入口及び底部に流出口を有する含浸容器１０を含む。セルロースチップ（ＣＨ）は、含浸容器の注入口に連続的に供給されて、８０ないし１２０℃の予定の含浸温度Ｔｉｍｐにて含浸容器１０内の含浸流体に含浸される。しかしながら、含浸温度は、続く蒸煮温度Ｔｋｏｋよりも少なくとも２０℃低い。含浸完了後の含浸されたチップは、含浸容器１０の底部に設けられた流出口を通して含浸容器１０から回収される。
【００２１】
含浸容器１０から回収された後、含浸されたチップは、移動流体と共に、移動ライン１１を介して、続く蒸解容器２０の頂部の注入口へと供給される。移動ライン１１中のチップ及び移動流体の加圧は、例えば、スライスフィーダー又は少なくとも１つのポンプのような加圧手段１３により行われる。チップは、１３０ないし１６０℃に予定の蒸煮温度Ｔｋｏｋで蒸解容器２０中で蒸煮される。蒸解容器２０中での蒸煮工程の完了後、蒸煮されたチップは、溶解されたセルロースパルプとして、蒸解容器の底部に設けられた流出口を通して蒸解容器から流出される。
【００２２】
少なくとも１回の黒液の回収が、実質的に維持された蒸煮温度Ｔｋｏｋにて蒸解容器中の回収物濾過器２３を通して行われ、そしてこの回収物は、黒液ライン２２を介して含浸容器の底部に直接に導入されて、含浸されたチップと含浸流体とのチップ混合物と混合される。黒液回収物を含浸容器の底部へと導入する目的は、含浸容器の底部のチップ混合物の温度を上昇させることである。黒液の温度は、蒸解釜からの回収に伴い、少なくとも１３５℃である。
【００２３】
蒸気前処理容器４０が含浸容器１０の上流に設けられている。未処理チップは蒸気前処理容器へと供給されて、蒸気で前処理される。蒸気前処理容器４０中での蒸気前処理後、処理されたチップは、蒸気前処理容器４０と落下パイプ４２との間に配置された回転スライス器４１を通して落下パイプ４２中を落下する。蒸気に当てられたチップはその後、供給ライン４４を介して含浸容器の注入口に供給される。落下パイプの流出口から含浸容器の注入口へのチップの供給は、ここでは、高圧栓４３により起きる。
【００２４】
移動流体の少なくとも一部は、続く含浸容器中で含浸流体として作用する時間が与えられるように、蒸解釜の頂部から回収され、そして戻りラインを介して落下パイプ４２へと導入される。蒸解釜の頂部から回収された移動流体の少なくとも一部は、第一の間接熱交換器３０を通過し、該第一の間接熱交換器において、少なくとも１２５℃の温度にて蒸解釜の頂部から回収された移動流体が、第一の流体からの蒸気の生成のために第一の流体と間接的に熱交換する。
【００２５】
生成した蒸気はその後、続く含浸段階に供給される前に、ライン１２を介して蒸気前処理容器４０中の蒸気前処理位置へと導入されて、チップを加熱する。蒸気が導入される蒸気前処理位置は、蒸気がチップを前処理できるように、大気圧に保持される。
【００２６】
蒸解釜の頂部から回収された移動流体の一部は、第一の間接熱交換器３０の通過後に回収されそして含浸容器１０中のある位置に導入され得ることが可能であり、その場合、含浸容器中のセルロースチップに対する全含浸時間の少なくとも２５％分の、含浸流体として機能する時間が与えられる。
【００２７】
さらには、含浸容器からの回収物は、含浸容器の頂部の頂部セパレータから作られ得、そしてライン１５を介して、含浸容器１０の上流の落下パイプ４２へと導入される。
【００２８】
蒸解釜から回収された移動流体のサブフラクションを戻りライン２１から回収することが可能であり、その場合、サブフラクションは、黒液ライン２２中の黒液回収物と混合されるように戻りライン２１ｂ中に導入される。
【００２９】
上記態様のすべてにおいて、第一の流体及び第二の流体は、好ましくは水により構成される。
【００３０】
とりわけ、以下の利点が本発明により達成される：
＋蒸解釜から回収され、そして含浸容器へと導入された移動流体は、蒸気の生成に伴い冷却される。このことは、含浸についての利点である。
＋純粋蒸気への純粋流体の転換が、非常にエネルギー効率に優れた手法で生じる。
＋含浸流体を離れた熱エネルギーは、蒸気に転換される流体により吸収される一方で、含浸流体は同時に冷却される。このことは、低温含浸だけでなく、含浸前の蒸気によるチップの前加熱が、非常に熱効率に優れた手法で得られることを確実にする。
【００３１】
上記態様の他に、幾つかの変更が添付の特許請求項の範囲内で可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2010509515.tif 000007
2010509515.tif 000008
2010509515.tif 000009
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