JP3326430B2 - 低温気相連続蒸解カンおよびその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セルロースパルプ連続
蒸解カンに関し、特に、満液式蒸解カンの利点を有しつ
つ、液面上にガス充満ゾーンがある気相蒸解カンの特徴
を生かす装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および課題】細砕セルロース繊維材を連続
蒸解して、紙製品の原料であるセルロースパルプを製造
する技術には、実質的に二種の蒸解カン：満液蒸解カン
と、２相（または気相）蒸解カンとがある。満液蒸解カ
ンは、耐圧の槽で、内部に細砕セルロース繊維材と液が
満杯になっているものであり、この槽へ液を入れたりあ
るいは槽かから液を抜いたりすると、通常大気圧より高
い槽内圧力は影響を受ける。気相蒸解カンは、液が満杯
になっておらず、頂部には大気圧より高い圧力のスチー
ムが充満している。このガスゾーンは、下部の液ゾーン
に較べて圧縮性が高いので、気相蒸解カン内の圧力は、
普通、蒸解カン頂部に存在するガスの圧力によって定ま
る。従来技術の気相蒸解カンは、米国特許第３，３８
０，８８３号、第３，４２９，７７３号、第３，５３
２，５９４号、第３，５７８，５５４号および第３，８
０２，９５６号に記載されている。

【０００３】パルプ薬剤と細砕セルロース繊維材とを反
応させて化学パルプを製造するには、１４０〜１８０℃
の範囲の温度が必要である。大気圧条件では、セルロー
ス材を処理するのに使われる薬剤水溶液は、そのような
温度では沸騰してしまうので、商業的化学パルプ製造工
程は、少なくとも約５バールゲージ（すなわち、少なく
とも約７０ｐｓｉゲージ）の圧力の下で耐圧槽の中で行
われるのが普通である。

【０００４】これら二種の蒸解カンの操作法の間の顕著
な差の一つは、蒸解カンの内容物が所望の１４０〜１８
０℃へ如何に加熱されるかである。満液蒸解カンでは、
細砕セルロース繊維材（普通は木材チップ）と蒸解液と
は、加熱液循環手段、すなわち、一本または複数の循環
ループによって加熱されるのが普通である。液は、普
通、蒸解カンから、例えば、円環式スクリーンアセンブ
リとポンプとを用いて抜き出され、間接熱交換器でスチ
ームで加熱され、槽の中心に挿入されているパイプを用
いて槽内のセルロース材に再導入される。気相蒸解カン
では、チップは、スチームにチップを曝すことによって
加熱されるのが普通である。このスチーム加熱は、蒸解
カンの頂部にあるスチーム充満ゾーンにチップが導入さ
れる時に行われるのが普通である。

【０００５】加熱方法に加えて、満液蒸解カンと気相蒸
解カンとの操作は、槽内のチップと液のレベルを監視、
制御するのに用いられる方法においても異なる。満液蒸
解カンは液が満杯であるので、チップのレベルだけを監
視すればよい。満液蒸解カンのチップレベルは、普通、
機械式回転羽根を用いて監視される。回転羽根の曲がり
を電子式ストレインゲージなどのデバイスで検出する。
普通は二個以上、好ましくは三個以上の電子／機械式デ
バイスを満液蒸解カンの内面に備える。回転羽根の位置
にチップがあるかないかは、チップで各回転羽根が曲が
るか動かされる程度で決定される。各回転羽根の動かさ
れかたは、ストレインゲージで検出され、満液蒸解カン
内のチップの概略レベルが数学的アルゴリズムで決定さ
れ、パーセント表示される。オペレーターは、満液蒸解
カン出入のパルプ量を変えてチップレベルを変化させる
ことができる。

【０００６】気相蒸解カンでは、二つのレベルを監視
し、制御しなければならない。チップのレベルは、満液
蒸解カンと同様であるが、これに液のレベルが加わる。
しかし、満液蒸解カンとは異なり、気相蒸解カンではチ
ップは蒸解カンの頂部の液に浸漬してはいない。気相蒸
解カンの性質上、チップを加熱スチームに直接曝す必要
があるので、気相蒸解カンのチップレベルは液面の上に
なる。この浸漬されていない（露出した）チップ面は、
普通、蒸解カンの側面に取り付けられたガンマ線放射／
検出デバイスで検出される。気相蒸解カンの液面は、従
来の液圧検出デバイス、例えば、「ＤＰセル」で検出さ
れる。

【０００７】更に、チップは、二種類の蒸解カンには異
なる機械装置で導入される。木材チップ、または他の細
砕セルロース繊維材は、普通、別個の供給装置を用いて
連続蒸解カンの入口へ供給される。供給装置に普通備え
られるのは、脱気、加熱、加圧の装置や、チップと液と
のスラリーを蒸解カンへ移送する前にチップに蒸解液を
混ぜる装置である。満液蒸解カンの場合は、このチップ
／液スラリーは、技術に「トップセパレータ」と呼ばれ
る下向きのスクリュー式コンベヤーで導入される。気相
蒸解カンでは、スラリーが気相へ導入されるので、チッ
プ／液のスラリーは、スクリュー式コンベヤーで上向き
に輸送され、コンベヤーの頂部でチップと液が溢流し、
スチーム充満の雰囲気に自由落下する。この上向き流
と、チップと液の溢流とは、気相蒸解カンに理想的に適
合したものである。スラリーを蒸解カンへ導入する時の
ガスの漏洩が防止されるとともに、過剰の液を除去する
のに堰式液貯留部ができるからである。この装置は、
「反転式トップセパレーター」として技術に知られてい
る。両装置とも、スラリーから過剰の液を分離し、この
液を、スラリー化用の源として供給システム（例えば、
従来の高圧フィーダー）へ戻すことができる。これらの
装置の機能は同じようなものではあるが、蒸解カンの形
式に応じて明確に適用される。

【０００８】従来、満液蒸解カンと気相蒸解カンの構造
と操作は、明確に異なるものである。一の形式の蒸解カ
ンを他の形式の蒸解カンと同じように操作しようという
ことは、当業者なら考えもしない筈である。少なくとも
それぞれの蒸解カンに顕著な改造を加えなければならな
い。例えば、気相蒸解カンには、満液蒸解カンの加熱に
必要な円環式スクリーンや液循環は同じ数だけは備わっ
ていないのが普通である。また、満液蒸解カンには、気
相蒸解カンが必要とする液面上のチップレベルを検出す
るデバイスは備わっていない。更に、二種の頂部セパレ
ータは構造も操作モードも異なっている。

【０００９】気相蒸解カンには、満液蒸解カンに比較し
て欠点が幾つかある。例えば、木材チップをスチームに
直接曝すのはチップ繊維に有害な恐れがある。チップを
スチームに曝すことによって普通起こる温度の急激な変
化は、チップに不均一処理を引き起こす恐れがある。例
えば、チップに蒸解薬剤が均一に浸透しない場合は、蒸
解薬剤と、チップのセルロース成分と非セルロース成分
との間に不均一反応が起こる恐れがある。この結果、パ
ルプの品質が低下し、例えば、紙の強度が落ちることに
なることもあるし、不均一脱リグニンとなることもあ
る。液満杯の満液蒸解カンでは、より均一の加熱と処理
が行われるので、液に浸漬されているチップに不均一処
理が行われる危険性は少ない。

【００１０】気相蒸解カンは、チップと液の相対的レベ
ルの変化に敏感でもある。気相蒸解カンではチップを蒸
解温度まで加熱する主要素は、スチーム雰囲気にある滞
留時間であるので、この滞留時間が少なくなれば、加熱
に不足することを意味する。従って、気相蒸解カンで
は、チップレベルは、適切な加熱を確実に行うには、液
面上に十分に高く常時維持する必要がある。スチーム雰
囲気の滞留時間が少なくなると、チップの加熱が不十分
となり、生成パルプ中に未蒸解チップ粒子、つまり
「滓」が増えることになる。であるから、気相蒸解カン
の運転員は、チップと液の相対的レベルを連続的に監視
し、調節しなければならない。この問題は、循環液を用
いて加熱する満液蒸解カンには存在しない。

【００１１】また、気相蒸解カンの液面上に存在するチ
ップ山は、不均一な圧力分布を引き起こしやすいので、
蒸解カンのチップの垂直運動に不均一性をもたらす。す
なわち、これら不均一性は「チップ柱運動」と呼ばれる
ものに影響を与える。液に浸漬されていると、チップ重
量は、液から受ける浮力である程度軽くなる。しかし、
浸漬されていない方のチップは、蒸解カン中のチップ分
布次第で、下方のチップに上方から押付力を及ぼす。チ
ップは、普通、蒸解カンの中心付近から導入されるの
で、円錐形のチップ山ができ、蒸解カンの壁よりもチッ
プ柱の中央部に下向きの荷重が大きくかかる。このよう
に中心付近に余分の荷重がかかり、一方、槽の壁には摩
擦力がある関係で、蒸解カンの中央部でチップが下降す
る動き、つまり「チャネリング」として知られる現象が
促進される。この結果起こるチップの不均一運動によっ
て、チップは不均一処理されることになる。これが起こ
ると、滓が増え、紙強度が低下し、蒸解液の消費量が増
え、蒸解カンの操作性が悪くなる。一方、満液蒸解カン
では、チップ柱の荷重変化や不均一運動は起こらない。

【００１２】しかし、必要に応じて下向きに力を更に加
えることができる能力は、有利なこともある。チップ山
の下向きの動きを制限して置くと、例えば、運転条件が
乱れた時とか、望ましい場合には、未浸漬のチップ山を
使って下向きに荷重を掛け、チップ柱の下向きの動きを
促進することが考えられる。従って、液面に相対的にチ
ップレベルを変化させる自由度を持つと、運転員は蒸解
カンを制御する付加的な柔軟性を有することになる。こ
のオプションは、従来の満液蒸解カンには本質的に欠け
ているものである。この能力は従来の気相蒸解カンにも
本質的に持たせられていない。蒸解カンの気相ゾーンに
必要な滞留時間で制約されているからである。従って、
蒸解カンにこのような能力を賦与することは当該技術に
おいて新規である。

【００１３】更に、蒸解カンのチップ柱レベルを監視・
制御するために普通用いられるガンマ線放射／検出器も
望ましいものではない。放射線を発するデバイスは、ど
んな種類のものであれ、工場では望ましくない。安全の
問題があるばかりか、運用・維持に資格者が必要だから
である。このようなデバイスを必要としない蒸解カン、
例えば、満液蒸解カンが、工場経営者や維持管理者にと
って好ましい。

【００１４】満液蒸解カンの方が、より効率的に、より
均一にチップの加熱を行うことができる。向流加熱循環
系を有する満液蒸解カンは、チップ柱に対する熱と蒸解
薬剤の分散をより効率的に、より均一に行うことができ
ることが示されている。例えば、アールストローム マ
シーナリー社から市販され、米国特許第５，４８９，３
６３号、第５，５４７，０１２号、および第５，５３
６，３６６号に記載のローソリッド（登録商標「Ｌｏ−
Ｓｏｌｉｄｓ」）蒸解に用いられる満液蒸解カンでは、
加熱された蒸解液兼希釈液の流れが設けられ、これを、
下向きに流れるチップに対して向流に流すと、チップ柱
の加熱をより均一に行うことができるし、チップ柱への
液分散をより均一に行うことができる。特に、前に気相
蒸解カンとして構成された蒸解カンを構成し直して、向
流加熱循環系を有する満液蒸解カンとすれば、元の気相
蒸解カンが持っていた加熱機能と薬剤分散機能を置き換
え、更には改良することができる。スチームに直接曝し
て加熱することは、スチームエネルギーの効率的利用法
でないし、更にセルロース繊維を損傷させるばかりか、
システムに新たな液を持ち込んでしまうことにもなる。
新たに持ち込まれた液、すなわち、スチームの凝縮液
が、チップに存在する所望の液を希釈してしまうだけで
ある。この水分を持ち込んでしまうことは、チップへス
チームを直接曝す場合の本質的問題である。スチームの
直接曝露を行うと、満液蒸解カンに較べ、気相蒸解カン
では液／木材比が更に０．１〜０．３上がることにな
る。この追加の液は蒸解プロセスでは何ら益となること
はなく、回収システムでの蒸発必要量を上げるに過ぎな
いので不利である。更に、この加熱媒体であるスチーム
凝縮液を後段のパルプ製造工程で損失してしまうことに
なる。これは、間接スチーム加熱の場合と全く対照的で
ある。間接スチーム加熱では、加熱媒体は実質的になく
ならず、スチーム回路に循環され、必要に応じて他のと
ころで使用もできるし、あるいはスチームを発生するの
に再使用することもできる。本発明は、エネルギーと液
のこの非効率な使用を回避するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の蒸解カ
ンは、気相蒸解カンを超える明快な利点を幾つか有する
のみならず、既存の気相蒸解カンを改変し、あるいは
「付け替えて」、満液蒸解カンと同じモードで、より効
率的に操作するのに用いることができる。

【００１６】既存の気相蒸解カンは、普通、満液蒸解カ
ンとしては操作することは不可能である。ハードウェア
とオペレーションに決定的な違いがあるからである。特
に、普通、気相蒸解カンを満液蒸解カンとして運転でき
ないのは、気相蒸解カンでは液にチップを浸漬する前に
加熱スチームにチップを直接曝露することが必須だから
である。しかし、本発明では、気相蒸解カンを、満液蒸
解カンとして効果的に機能するように転換させることが
可能であり、しかもその運転上・性能上の利点を保持
し、更にチップ加熱に要する有利なメカニズムも提供す
るのである。

【００１７】気相型の運転の利点も幾つかは存在する。
例えば、チップと液のレベルの上にガス充満の空間があ
るお陰で、圧力調節に対して蒸解カンへの液流の変動が
小さくなり得る。満液蒸解カンでは槽内の圧力は、導入
液、例えば、従来の圧力制御バルブ経由で導入される洗
浄濾液の量を制御することによって調節される。他にも
変化する条件があれば、これは圧力制御される流れに過
剰な変動を与えかねない。しかし、気相蒸解カンでは圧
力はガス充満空間の圧力を制御して調節される。これ
は、普通、蒸解カンの頂部のガス充満空間の近くにある
入口を通して圧縮ガスを入れることによって行われる。
蒸解カンの頂部にガスを導入しても、液の流れやその下
のチップ柱の動きは干渉されない。従って、そのような
ガス充満空間があれば、これにスチームや圧縮ガスを含
ませて、変動を緩和することになるので、蒸解カンへの
液の流れが、より安定化する。

【００１８】更に、加熱モードを一つから別のモードに
スイッチする能力を持たせることも有利である。例え
ば、加熱循環スクリーンが満液式加熱の際に、万一閉塞
した場合、本発明に従って設計された蒸解カンの運転員
は、チップを蒸解温度に加熱するのに、蒸解カンの頂部
にスチームを導入するというオプションを有し、加熱ス
クリーンを使わないで、閉塞物を取り除くためにチップ
柱で「拭き」とり掃除したり、液で逆洗浄する余裕が生
じる。

【００１９】従来技術の気相蒸解カンでもチップを向流
蒸解液で処理する例も幾つかある。しかし、これらの蒸
解カンでは、クラフト蒸解の前に、「予備加水分解」と
呼ばれる工程を行うのが普通である。予備加水分解と
は、セルロース材の酸処理であり、セルロースのヘミセ
ルロース成分を除去し、比較的純粋な形のセルロースを
得ようとするものである。このようなパルプは、「ビス
コースパルプ」あるいは「溶解パルプ」と呼ばれ、レー
ヨン繊維やセロファンなどのセルロースフィルムの製造
原料に使われる。例えば、米国特許第３，３８０，８８
３号に示されるように、このチップは連続蒸解カンの気
相で加水分解処理され、次いでアルカリ液に浸漬されて
酸による加水分解反応が停止され、その後アルカリクラ
フトパルプ製造反応が開始される。このアルカリ処理は
向流的に行われる。

【００２０】このビスコースパルプ製造は、本発明のク
ラフトプロセスとは明確に異なる（本発明はビスコース
パルプの製造には適用されない）。クラフトパルプから
ヘミセルロースを除くことは望ましくない（ヘミセルロ
ースは、クラフトパルプの強度などに重要である）ばか
りか、例えば、米国特許第３，３８０，８８３号に記載
の処理は、明らかに、予備加水分解処理をしてから次に
クラフト処理をするという特別な要求に対する問題に対
処するものである。アルカリ液の向流の流れは、明らか
に、アルカリ液から酸性液を分離するのに助けになるか
ら行われている。

【００２１】本発明は、また、ガス充満空間に加えて、
蒸解カンの頂部に前処理または浸透ゾーンを備えた蒸解
カンおよびその蒸解カンを用いる方法を提供する。従来
の気相蒸解カンでは、蒸解カンの頂部へ導入されるチッ
プは、普通、高温のスチーム、つまり、１３０℃を超
え、普通は１５０℃を超える温度のスチームに直接曝露
される。これらの温度では、蒸解プロセスが始まってし
まうので、更に前処理するとか浸透操作を行う余裕はな
い。この理由は、前と同じく、従来の気相蒸解カンで
は、チップの温度を所望の蒸解温度、すなわち、１６０
〜１７０℃に上げるのにこのスチーム加熱に実質的に依
存するからである。

【００２２】本発明では、蒸解の開始を蒸解カンの頂部
に限定するものではない。蒸解カンの頂部より下のとこ
ろでチップを蒸解温度に加熱すること、好ましくは向流
満液式加熱を行うことによって、加熱ゾーンの上の蒸解
カン部を、低い温度で、例えば、前処理に用いることが
できる。例えば、蒸解カンの上部を、蒸解温度より低い
温度でチップの並流または向流浸透操作に用いることが
できる。この処理ゾーンの温度は、８０〜１５０℃、普
通は９０〜１４０℃、好ましくは１００〜１３０℃であ
る。この処理の温度は、ガス充満の空間に導入されるス
チームの圧力や温度を調節することによって、蒸解温度
とは別個に制御することができる。この処理の時間は、
５分から２時間であるが、好ましくは１０分から６０分
である。

【００２３】本発明の前処理温度を制御できる能力は、
収率または強度向上剤、例えば、アントラキノンとその
誘導体または同等品、またはポリサルファイドとその誘
導体または同等品を有するチップの処理に特に有利であ
る。例えば、アントラキノンでの処理は、普通、９０〜
１１０℃の温度に限定され、ポリサルファイドでの処理
は、普通、９０〜１４０℃の温度に限定される。従来の
気相蒸解カンでは蒸解カンの頂部でそのような処理を行
おうとしても効果はなかった。スチームの温度が高いの
で、普通、添加物に干渉してしまうか、時には添加物を
単純に分解してしまうからである。

【００２４】本発明は、多重基数式蒸解カンシステム、
例えば、蒸解カンの前に設けられる浸透槽を有する二槽
式システムにも適用できる。本発明は、一槽式システム
と同じように多槽式システムにも同じような柔軟性を持
たせるものである。例えば、二槽式システムでの浸透時
間は、第二槽の頂部の蒸解温度より低い温度で行うこと
により、長くすることができる。現在の二槽式気相シス
テムでは、第二槽の頂部に高温スチームを導入するの
で、制約がある。

【００２５】本発明の態様の一つでは、既存のセルロー
スパルプ気相蒸解カンを実質的に満液蒸解カンとして機
能するように改造する方法が提供される。なお、この既
存気相蒸解カンは、頂部と底部、頂部の反転式トップセ
パレーター、蒸解カンの液面より上のチップレベルを検
出するデバイス、反転式トップセパレーターから第一距
離に位置する蒸解カン第一液面、およびポンプを含むト
リム循環系（ただし、普通は加熱装置は含まない）を備
えている。本方法は、（ａ）チップレベルを検出するデ
バイスを除去または動かさないようにし、（ｂ）反転式
トップセパレーターから垂直に位置する第二液面を、反
転式トップセパレーターと第一液面レベルとの第一距離
よりもはるかに短い第二距離に設け、（ｃ）トリム循環
系を改造または取替して循環系の液を加熱する加熱装置
を組み込むものである。普通は、液面センサは、液面を
変えても動かす必要がない「ＤＰセル」である。この
「ＤＰセル」は、参照レベルより上の水柱のヘッドを検
出する。

【００２６】本方法には、更に（ｄ）加熱装置付の循環
系と反転式トップセパレーターとの間で蒸解カンから液
を抜き出すスクリーンアセンブリを設けるのを含めても
よい。本法には、上の（ａ）〜（ｄ）の後に（ｅ）改造
された蒸解カンを運転するに際し、蒸解カン液面をチッ
プレベルより上であるが反転式トップセパレーターより
下に形成し、（ｆ）液面より上のガス充満ゾーンを温度
１６０℃未満、圧力３．４５〜１３．８×１０ ⁵ Ｐａ
（５０〜２００ｐｓｉｇ）に形成し、（ｇ）蒸解カンの
底部近くからセルロースパルプを抜き出すのを含めても
よい。すなわち、ガス充満ゾーンのガスは大気圧より高
く、例えば、３．４５〜１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（５０〜
２００ｐｓｉｇ）で、好ましくは５．５１〜１０．３×
１０ ⁵ Ｐａ（８０〜１５０ｐｓｉｇ）である。ガス充満
ゾーンの温度は１６０℃未満で、普通は１４０℃未満
で、好ましくは１３０℃未満である。ガス充満ゾーンの
ガスは空気、窒素または他の如何なるガスでもよく、ス
チームでもかまわないが、好ましいのは圧縮されたガス
である。

【００２７】本発明の別の態様では、頂部と底部、頂部
に反転式トップセパレーター、底部に排出口を備えたセ
ルロースパルプ蒸解カンを運転する方法が提供される。
本方法は、（ａ）細砕セルロース繊維材と蒸解液（例え
ば、クラフト蒸解液）とのスラリーを反転式トップセパ
レーターから蒸解カンへ導入し、（ｂ）蒸解カン液面を
反転式トップセパレーターの下に形成し、（ｃ）蒸解カ
ンセルロース繊維材レベルを反転式トップセパレーター
の下（例えば、液面の下）に形成し、（ｄ）液面より上
のガス充満ゾーンを温度１６０℃未満、圧力３．４５〜
１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（５０〜２００ｐｓｉｇ）におい
て形成し、（ｅ）蒸解カンの底部近くからセルロース
（例えば、クラフト）パルプを抜き出す各ステップを含
むものである。上記ステップ（ｄ）は、ガス充満ゾーン
の温度約１３０℃未満、圧力５．５１〜１０．３×１０
⁵ Ｐａ（８０〜１５０ｐｓｉｇ）を維持するように行わ
れる。更に（ｆ）液面より下のセルロース材とこれに接
触する高温蒸解液との向流を形成することによって蒸解
カンの頂部近くの蒸解カンセルロース材を均一に加熱す
る。ステップ（ｆ）は、溶解有機物を高濃度に含有する
液を抜き出し、循環ループを形成し、循環ループに抜き
出された液を加熱し、蒸解液と、蒸解液とは異なる補充
液とを導入するように行われる。補充液は、溶解有機物
の濃度が低いものである。

【００２８】本発明の別の態様では、セルロースチップ
から化学セルロースパルプを製造する連続式蒸解カンシ
ステムが提供される。このシステムは、頂部と底部を有
する連続式蒸解カン、蒸解カン頂部のセパレーターであ
って、チップと液とを蒸解カンへ導入し、チップから液
をある程度分離するセパレーター、セパレーターの下に
形成された蒸解カンの液面、セパレーターの下（例え
ば、液面の下）に形成された蒸解カンのチップレベル、
満液式加熱を行って蒸解カンのチップを蒸解温度に上げ
る手段、液面より上に形成された蒸解カンのガス充満ゾ
ーン、および蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出す
手段を備える。

【００２９】セパレーターは、反転式トップセパレータ
ーが好ましいが、ガスを上にして液面を維持できる分離
装置なら如何なる装置でも用いて差し支えない。ガス充
満ゾーンは、ガス充満ゾーンへ圧縮ガスを導入すること
により形成されるのが好ましいが、この機能を果たす如
何なる従来構造も用いて差し支えない。蒸解カンでチッ
プを満液式に加熱する手段は、蒸解カン頂部近くに、循
環スクリーン、ポンプ、間接加熱器、導管を備えた循環
ループを備え、ポンプでスクリーンから抜き出された液
を加熱器で加熱し、導管で蒸解カンへ戻すものが好まし
いが、その機能を果たす他の如何なる従来構造も用いて
差し支えない。しかし、チップを満液式に加熱する手段
は、普通、更に、循環スクリーンとセパレーターとの間
に抜き出しスクリーンを備え、チップを加熱するため
に、これと加熱された液との向流の流れを確立する。

【００３０】チップレベルを確立する手段の一部とし
て、蒸解カンは、普通、チップレベルを検出する手段を
備える。例えば、電子ストレインゲージ付の従来的機械
的回転羽根のような電子／機械デバイス一基または複数
基を備える。しかし、この究極の機能を果たす好適な従
来構造は如何なるものでもチップレベル確立手段として
用いて差し支えない。同様に、液面確立手段は、ＤＰセ
ルが好ましいが、その究極の機能を果たす好適な従来構
造は如何なるものでも液面確立のために用いて差し支え
ない。

【００３１】本発明の更に別の態様では、頂部と底部を
備えた連続式セルロース蒸解カンを運転する方法が提供
される。本方法は、（ａ）チップと液とを蒸解カンへ導
入し、分離ゾーンでチップから液を幾分分離し、（ｂ）
蒸解カンの液面を分離ゾーンの下に形成し、（ｃ）蒸解
カンのチップレベルを分離ゾーンの下（例えば、液面の
下）に形成し、（ｄ）蒸解カンでチップを満液式に加熱
し、蒸解温度まで上げ、（ｅ）液面より上に蒸解カンの
ガス充満ゾーンを形成し、（ｆ）蒸解カンの底部近くか
らパルプを抜き出す各ステップを含むものである。ステ
ップ（ｅ）は、液面より上の蒸解カンの頂部に圧縮ガス
（例えば、不活性ガス）を加えて行うことができる。ガ
ス充満ゾーンは、温度約１４０℃未満、圧力５．５１〜
１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（８０〜２００ｐｓｉｇ）である
のが好ましい。ステップ（ｄ）は、チップレベルより下
でチップから液を取り出し、取り出された液を加熱し、
その温度を上げ、その温度が少なくとも約１３０℃（例
えば、１６０℃〜１８０℃またはこれ以上）とし、チッ
プレベルの下の再導入ゾーンで、この加熱された液を蒸
解カンへ戻して再循環することによって行うのが好まし
い。

【００３２】本発明の別の態様では、頂部と底部、頂部
に反転式トップセパレーター、底部に排出口、頂部で約
３〜５メートルの第一直径部分、および頂部より下で少
なくとも約７メートル（例えば、７〜１２メートル）の
第二直径部分を備えたセルロース蒸解カンを運転する方
法が提供される。本方法は、（ａ）細砕セルロース繊維
材と、自由液を含むクラフト蒸解液とを、第一直径の反
転式トップセパレーター経由で蒸解カンへ導入し、
（ｂ）蒸解カン液面を反転式トップセパレーターの下に
形成し、（ｃ）蒸解カン細砕セルロース繊維材レベルを
トップセパレーターの下（好ましくは、必ずしも必要で
はないが、第二直径部分）に形成し、（ｄ）液面より上
のガス充満ゾーンを温度約１６０℃未満、圧力３．４５
〜１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（５０〜２００ｐｓｉｇ）にお
いて形成し、（ｅ）蒸解カンの底部近くからクラフトパ
ルプを、日量約１，０００トンを超える速度で抜き出す
ものである。ステップ（ｄ）は、上に記載のように行う
のが好ましい。液面とチップレベルとが狭い上部にある
蒸解カンの場合は、ステップ（ｃ）は、チップレベルを
上部に形成するように行われる。

【００３３】本方法は、更に、反転式トップセパレータ
ーの少なくとも一つの位置（例えば、複数の異なる位
置）から液を抜き出し、導入された細砕セルロース繊維
材スラリーから自由液の実質的大部分（例えば、９０％
以上）を除き、液を蒸解カンへ（例えば、細砕セルロー
ス繊維材レベルより上へ）導入し、少なくとも部分的に
はステップ（ｂ）の液面確立を行うようにすることがで
きる。

【００３４】ステップ（ａ）と（ｂ）とは、反転式トッ
プセパレーターの二つの（またはそれ以上の）異なる位
置（例えば、円周上に互いに約３０〜１８０°間隔で配
置された）から液を抜き出し、この液を二つの異なるラ
インで異なる目的で用いるように行うのが好ましい。ス
テップ（ｂ）は、普通、第一直径部分で液面を確立する
ように行われる。更に、（ｆ）第二直径部分（例えば、
チップレベルより上）から液を抜き出し、（ｇ）抜き出
された液の部分を循環・加熱し、（ｈ）抜き出された部
分を第一直径部分の液面の下に再導入する別のステップ
もある。ステップ（ｈ）は、第一直径部分の円周の回り
の複数の異なる位置に液を再導入することによって行っ
て差し支えない。

【００３５】本発明の更に別の態様では、頂部と底部を
備えた連続式セルロース蒸解カンを運転する方法が提供
される。本方法は、（ａ）チップと液とを蒸解カンへ導
入し、分離ゾーンでチップから液を幾分分離し、（ｂ）
蒸解カンの液面を分離ゾーンの下に形成し、（ｃ）蒸解
カンのチップレベルを分離ゾーンの下に形成する際に、
チップレベルと液面との間に自由液が存在するように
し、（ｄ）蒸解カンでチップを満液式に加熱する際に、
自由液部から液を抜き出し、抜き出された液を加熱し、
加熱された液を液面より下の蒸解カンへ再導入するよう
にし、（ｅ）液面より上に蒸解カンのガス充満ゾーンを
形成し、（ｆ）蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出
す各ステップを含むものである。反転式トップセパレー
ターを、分離ゾーンへ設けることも差し支え無く、本方
法は、更に、反転式トップセパレーターの少なくとも一
つの位置（好ましくは、複数の離れた位置）から液を抜
き出し、導入された細砕セルロース繊維材スラリーから
自由液の実質的全部を除き、液を蒸解カンへ（例えば、
細砕セルロース繊維材レベルより上へ）導入し、少なく
とも部分的にはステップ（ｂ）の液面確立を行うように
することができる。

【００３６】本発明の別の態様では、セルロースチップ
から化学セルロースパルプを製造する連続式蒸解カンシ
ステムが提供される。このシステムは、頂部と底部を有
し、頂部で約３〜５メートルの第一直径部分、および頂
部より下で少なくとも約７メートルの第二直径部分を備
えた連続式蒸解カン、蒸解カン頂部の第一直径部の反転
式セパレーターであって、チップと液とを蒸解カンへ導
入し、チップから液をある程度分離する反転式セパレー
ター、反転式セパレーターの下でその第一直径部に形成
された、蒸解カンの液面、セパレーターの下（例えば、
液面の下）に形成された、蒸解カンのチップレベル、満
液式加熱を行って蒸解カンのチップを蒸解温度に上げる
手段、液面より上に形成された蒸解カンのガス充満ゾー
ン、および蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出す手
段を備える。

【００３７】反転式トップセパレーターは、円周上に間
隔を開けて配置された少なくとも第一と第二の抜き出し
導管を備え、これらから液を抜き出し、抜き出し導管
は、蒸解カンの異なる外部構造に連結されているのが好
ましい。また、蒸解カンには、第一直径部分と第二直径
部分の間に肩の部分があるのが好ましく、抜き出しスク
リーンは、この肩の部分の真下の第二直径部分に設けら
れる。蒸解カンでチップを満液式に加熱する手段は、抜
き出しスクリーンと抜き出しスクリーンに接続された循
環ループを備える。循環ループは、ポンプ、間接加熱
器、導管を備え、ポンプでスクリーンから抜き出された
液は、加熱器で加熱され、次いで導管で蒸解カンへ戻さ
れる。導管は、第一直径部分の円周の回りの複数の異な
る位置の蒸解カンへ液を再導入するのが好ましい。

【００３８】本発明の更に別の態様では、セルロースチ
ップから化学セルロースパルプを製造する連続式蒸解カ
ンシステムが提供される。このシステムは、頂部と底部
を有し、頂部で第一直径部分、および頂部より下で第二
直径部分を備え、第二直径部分が第一直径部分より少な
くとも２０％大きく（例えば、１００〜３００％）、第
一直径部分と第二直径部分の間に肩の部分が形成されて
いる連続式蒸解カン、肩の部分の真下の第二直径部分に
設けられる抜き出しスクリーン、蒸解カン頂部の第一直
径部の反転式セパレーターであって、チップと液とを蒸
解カンへ導入し、チップから液をある程度分離する反転
式セパレーター、反転式セパレーターの下でその第一直
径部に形成された蒸解カンの液面、液面の下（例えば、
第二直径部分）に形成された蒸解カンのチップレベル、
満液式加熱を行って蒸解カンのチップを蒸解温度に上げ
る手段、液面より上に形成された蒸解カンのガス充満ゾ
ーン、および蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出す
手段を備える。

【００３９】本発明の別の態様では、直前に記載されて
いるような連続式セルロース蒸解カンを運転する方法が
提供される。本方法は、（ａ）チップと液とを蒸解カン
の第一直径部分へ導入し、分離ゾーンでチップから液を
幾分分離し、（ｂ）蒸解カンの液面を分離ゾーンの下で
あるが第一直径部分に形成し、（ｃ）蒸解カンのチップ
レベルを分離ゾーンの下（例えば、抜き出しスクリーン
の下で第二直径部分）に形成し、（ｄ）蒸解カンでチッ
プを満液式に加熱する際に、液抜き出しスクリーン経由
でチップレベルの上から液を抜き出し、抜き出された液
を加熱し、加熱された液を液面より下で第一直径部分で
蒸解カンへ再導入するようにし、（ｅ）液面より上に蒸
解カンのガス充満ゾーンを形成し、（ｆ）蒸解カンの底
部近くからパルプを抜き出すものである。

【００４０】本発明のこの目的および他の目的は、以下
の詳細な図面の説明をよく吟味し、前記の特許請求の範
囲を読めば一層明白となろう。さて、添付図面を詳細に
説明する。

【００４１】図１と図２は、従来の二種類の連続蒸解カ
ンの上部を示す。気相蒸解カン１０の頂部が図１に示さ
れ、満液蒸解カン２０については、図２に示される。こ
れらの蒸解カンは、パルプ製造システムでは、唯一の蒸
解槽である場合もあるし、例えば、二槽の内の一槽であ
る場合もある。後者の場合、システムには第二の槽、技
術に浸透槽として知られるものが備えられる。これらの
蒸解カンには、普通、細砕セルロース繊維材（普通は木
材チップ）と蒸解液（例えば、クラフト白液）とのスラ
リーが受け入れられる。このスラリーは、普通、供給装
置、例えば、ニューヨーク州グレンス フォールス（Ｇ
ｌｅｎｓ Ｆａｌｌｓ）のアールストローム マシーナ
リー社（Ａｈｌｓｔｒｏｍ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）から
販売のローレベル（登録商標「Ｌｏ−Ｌｅｖｅｌ」）供
給装置で先ず処理される。

【００４２】図１の気相蒸解カンには、普通、導管１１
にチップと液のスラリーが供給される。蒸解カンへ供給
されるスラリーは、技術に「反転式トップセパレータ
ー」として知られる従来の垂直配置のスクリューコンベ
ヤー１２を用いて行われる。スラリーはセパレーター１
２に上向きに送られ、チップと液は、矢印１３で示され
るようにセパレーター１２の頂部から放出される。スラ
リーが上向きに送られるにつれて、円筒スクリーン１４
を通って過剰の液がスラリーから取り除かれ、導管１５
を経て供給装置へ戻される。セパレーター１２から放出
されたチップと液１３は、ガス充満ゾーン１６から落下
して、チップ山１７へ到る。チップのスチーム加熱を続
けるために、チップ山１７は、図１に見られるように、
蒸解液レベル１８より上に維持される。スチーム加熱
後、チップは蒸解液に浸漬され、図１に１８として示さ
れる液面から下に動いて行き、蒸解プロセスが続行す
る。

【００４３】チップ柱とチップ山１７全体の熱分布を改
良するために、気相蒸解カン１０には液抜き出しスクリ
ーン１９と循環系２１とが備えられている。液を半径方
向に外側に抜き出し、真ん中に配置しているパイプ２４
を経てチップ柱へと戻す。循環系２１は、普通、ポンプ
２５を備えるが、液加熱器２５’を備えてもよい。液抜
き出しスクリーン１９と関連循環系２１（ポンプ２５と
パイプ２４とを含む）は、技術に「トリム循環」と呼ば
れている。トリム循環スクリーン１９の下では熱と薬剤
とも均一な分布状態になり、蒸解プロセスは続行する。

【００４４】気相蒸解カン１０では、チップ山１７は、
普通、ガンマ線源と検出器で監視されている。これら
は、図１の２６と２６’にそれぞれ概略示され、チップ
山１７の近くに対向して配置されている。線源と検出器
２６と２６’は、山１７にチップがあるかないかを検出
し、チップレベルは、槽１０へ流れ込むスラリーを変化
させるか、槽１０から流出するパルプを変化させるかし
て制御することができる。パルプを槽１０の底部から抜
き出すのは、全く従来の抜き出し装置を用いて行われ
る。

【００４５】チップレベルに加えて、気相蒸解カン１０
では液面も監視し、制御しなければならない。液面１８
は、普通、従来の液面検出器を用いて監視される。これ
は、図１の２７に概略示され、例えば、「ＤＰセル」ま
たは類似品であり、参照レベルより上の液柱のヘッドを
検出する。

【００４６】ガス充満ゾーン１６の圧力、温度も蒸解カ
ン１０では監視しなければならない。ゾーン１６の圧力
は、普通、空気圧縮機を用いて維持される。圧縮機は、
参照圧力の低下に応答して、空気、あるいは蒸解カン１
０の化学プロセスに不活性な他のガス、例えば、殆ど純
粋な窒素ガスを蒸解カンの頂部へ送入する。過剰の圧
力、例えば、流入するチップスラリーに同伴されるガス
によって起こされる圧力は、普通、図１の２８のところ
に概略示される従来の圧力逃がしデバイスを用いて放出
される。ゾーン１６のところの温度は、スチーム源２３
から導管２２を経て圧力スチームを加えることによって
監視・制御される。

【００４７】図１の気相蒸解カン１０と同じように、図
２の従来の満液蒸解カン２０は導管６０経由でチップと
液のスラリーが供給装置から供給される。蒸解カン２０
へ供給されるスラリーは、下向きのコンベヤーである従
来の「トップセパレーター」６１を用いて行われる。セ
パレーター６１から導入される液は２重線矢印６２で示
され、チップは単線矢印６３で示される。スラリーがコ
ンベヤー６１で下向きに送られるにつれて、円筒スクリ
ーン６４を通って過剰の液がスラリーから取り除かれ、
導管６５を経て供給装置（例えば、高圧フィーダー）へ
戻される。

【００４８】セパレーター６１から落とされたチップ６
３は、チップレベル６６を形成する。蒸解カン２０は満
液状態であるから、チップレベル６６の上のゾーン６７
は液で満杯であり、ガスゾーンは普通は存在しない。満
液の槽２０中のチップのレベルは、普通、槽の内表面に
沿って設置される一基または複数基数の従来の機械的回
転羽根６８（例えば、ニューヨーク州グレンス フォー
ルスのアールストローム マシーナリー社が「Ｋ−１０
００」という名称で販売）を関連する電子式ストレイン
ゲージと一緒に用いて監視される。チップレベルがある
か、ないかは羽根６８の回転運動によって検出され、チ
ップレベルは数学的アルゴリズムに基づいて、パーセン
トで計算される。ガンマー放射線機器（例えば、図１の
２６と２６’）はいらない。気相蒸解カンの場合と同じ
ように、満液蒸解カン２０のチップレベルは、スラリー
の流入量を変えるか、蒸解されたチップの流出量を変え
るかによって制御することができる。

【００４９】図１の蒸解カン１０と対照的に、山６６の
頂部にあるチップは、普通、完全に蒸解温度になるまで
は加熱しないで、むしろ蒸解が始まらないように加熱し
なければならない。これは、普通、一本または複数本数
の加熱蒸解循環ループ７０を用いて行われる。加熱は並
流でも向流でも行い得るが、図２に示される循環ループ
７０はチップを向流的に加熱している。スラリーは、先
ず導管７８経由でスラリーから液を抜き出す液除去（抜
き出し）スクリーン７１を通過する。導管７８経由で抜
き出された液は、薬剤回収へ送っても、あるいは蒸解カ
ン２０の前のチップ前処理に送ってもよい。このように
液を抜き出すと、二重線矢印７６で示されるように、自
由液の流れが誘発され、単線矢印７７で示される下向チ
ップ流れに向流に流れる。加熱された液７６は、循環系
７０から得られる。液は、先ずスクリーン７２、導管７
３、ポンプ７９経由でスラリーから分離され、間接スチ
ーム加熱器７４で（例えば、１３５℃〜１７０℃の温度
へ）加熱され、真ん中に配置された戻り導管７５によっ
てスクリーン７２の近くに戻される。蒸解液、例えば、
クラフト白液が、普通、この循環系に添加される。米国
特許第５，４８９，３６３号、第５，５４７，０１２
号、および第５，５３６，３６６号に記載され、アール
ストローム マシーナリー社で販売のローソリッド（登
録商標「Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ」）蒸解が、槽２０で行わ
れる場合は、導管７３経由で取り出された液の一部を薬
剤回収システムに送り、これを、溶解有機物の濃度の小
さい液と置き換えて、例えば、蒸解液と希釈液（または
希釈水）との組み合わせとしても差し支えない。循環系
７０で蒸解温度まで加熱後は、スラリーを蒸解すること
ができるが、更にスクリーン７２の下で処理することも
できる。

【００５０】図３は、本発明の好ましい態様の一つを行
う蒸解カン３０を示す。蒸解カン３０は蒸解カン１０を
改造することによって構成される。その際、センサ素子
２６，２６’を除去するか、または動かさないように
し、回転羽根６８を追加し、更に加熱器７４を追加し、
そして恐らく「トリム循環系」を再配置することにな
る。普通、ＤＰセル２７は、位置も変えず、取り外しも
しない。別法としては、蒸解カン３０を全く新設しても
よい。

【００５１】図１のシステムで用いる場合と同じよう
に、導管３１とアールストローム社販売の従来の反転式
トップセパレーター３２とを経由して気相蒸解カン３０
の頂部にチップと液のスラリーが供給される。このスラ
リーは、普通、温度９０〜１３０℃で蒸解カン３０へ導
入される。この温度は、蒸解カン３０の前の供給装置で
チップを処理する仕方に依存する。例えば、供給装置
が、ニューヨーク州グレンス フォールスのアールスト
ローム マシーナリー社から販売され、米国特許第５，
５４７６，５７２号、および１９９５年４月２５日出願
の同時係属米国出願第０８／４２８，３０２号に記載さ
れるローレベル（登録商標「Ｌｏ−Ｌｅｖｅｌ」）供給
装置である場合は、スラリーは、約９５〜１００℃で蒸
解カンに入る。チップが、従来の供給装置、例えば、水
平設置の加圧スチーム処理槽で供給される場合は、スラ
リーは、１１５〜１２０℃で蒸解カンに入る。従来のよ
うに、トップセパレーター３２は、スラリーが上向きに
送られるにつれて、過剰の液をスラリーから取り除き、
チップと液とを矢印３３で示すように排出する。除かれ
た液は、導管３４を経て上流工程、例えば、アールスト
ローム マシーナリー社販売の高圧フィーダーまたは浸
透槽へ戻される。

【００５２】チップ３３は、ガス雰囲気３５に曝され、
その後液面３６の所に入り、落下してチップ山３７へ到
る。液面３６の上のガス雰囲気３５は、普通、空気また
はチップと液のスラリーと一緒に蒸解カン３０へ同伴さ
れるガスで構成される。必要でもあり、望むならば、こ
の空気を他のガス、例えば、スチーム、窒素で、あるい
は処理や所望の圧力を維持するのに使うことができる他
の好適なガスで補充することができる。サルファイトパ
ルプ製造装置では、ガス空間３５は、普通、二酸化硫黄
（ＳＯ２）ガスが充満している。雰囲気３５は、温度１
６０℃未満、普通は１４０℃未満、好ましくは１３０℃
未満（１２０℃未満のこともある）で圧力は３．４５〜
１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（５０〜２００ｐｓｉｇ）、好ま
しくは５．５１〜１３．８×１０ ⁵ Ｐａ（８０〜２００
ｐｓｉｇ）、例えば、５．５１〜１０．３×１０ ⁵ Ｐａ
（８０〜１５０ｐｓｉｇ）に維持される。空間３５の圧
力を維持するためには、従来技術に普通なように、圧縮
されたガスを源３９から導管３８を経て導入してよい。
また、技術に既知のように、過剰な圧力は、従来の圧力
逃がしデバイス８０を用いて逃がすことができる。蒸解
カン３０の頂部では、矢印４２で示されるチップは、２
重線矢印４３で示される液と並流に流れる。

【００５３】液面３６は、普通、従来の液面指示計、例
えば、「ＤＰセル」２７で監視される。もっとも、他の
デバイスも用いることができる。液面は蒸解カン３０へ
の液の出入りを調節することによって、例えば、導管５
１または蒸解カン３０への液を増減する他の導管の流出
量を調節することによって変えることができる。チップ
レベル３７も、チップレベル３７の近くの蒸解カン３０
壁に取り付けられた１基または複数基数の従来の機械式
回転羽根とストレインゲージ装置との組み合わせ６８を
用いて独立に監視される。従来のように、チップのレベ
ル３７は、蒸解カン３０へ流入するチップの流れを増加
または減少することによって、または蒸解カン３０から
流出するパルプの流れを増加または減少することによっ
て調節することができる。

【００５４】流入するチップは、ガス雰囲気３５中では
スチームに曝されないのが好ましいので、チップの蒸解
温度への加熱は、満液式に、例えば、一つまたはそれ以
上の液循環系を用いて行うのが好ましい。チップを処理
する好ましい方法の一つは、スクリーンアセンブリ４０
と４１とを用いることである。液は、スクリーンアセン
ブリ４１を経て導管４４を経て、普通は、従来のポンプ
５３を用いて取り出される。取り出された液は、間接熱
交換器４５を経て（例えば、少なくとも１３０℃へ）加
熱され、その後で導管４６を経てスクリーン４１の近く
に戻される。普通は、蒸解液、例えば、クラフト白液ま
たは黒液が導管４７から導管４４へ添加される。好まし
くは、米国特許第５，４８９，３６３号、第５，５４
７，０１２号、および第５，５３６，３６６号に記載さ
れ、アールストローム マシーナリー社で販売されてい
るローソリッド（登録商標「Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ」）蒸
解も、蒸解カン３０で行われる。この場合は、希釈液、
例えば、洗滌濾過液、漂白プラント濾液、または弱黒液
のような溶解有機物の濃度の小さい液を、導管４８経由
で導管４４へ添加することができる。

【００５５】導管４６経由で蒸解カン３０へ再挿入され
る加熱された液は、矢印５０にて示される下向き流のチ
ップに対し、２重線矢印４９で示されるように向流に流
れるのが好ましい。液４９は、液がスクリーン４０経由
で導管５１へ取り出された結果、向流的に誘発される。
液の流れ４９は、普通、下向き流のチップ５０を１４０
〜１８０℃の蒸解温度まで加熱する。図３に示される液
の流れは、向流であるけれども、加熱された並流の液
も、向流液の代わりに、または向流液と一緒に用いるこ
とができる。導管５１の液は、薬剤回収系に送ることも
できるし、蒸解カン３０の処理前もしくは処理中にチッ
プを前処理するのに用いることができる。選択肢として
は、戻し循環系５２も設けることができる。

【００５６】スクリーン４１を通過した後、加熱された
チップスラリーは、普通、パルプ製造プロセスを続行す
る温度に維持されるが、蒸解カン３０の後半のゾーンで
更に何らかの処理を施し、その後で排出することも差し
支えない。

【００５７】雰囲気３５の温度は低いから（好ましくは
１３０℃以下）、収率および／または強度向上剤（例え
ば、アントラキノンとその誘導体、および／またはポリ
サルファイドとその誘導体または同等品）を用いて、こ
れら添加剤を損なうことなく、パルプを処理し、その後
でパルプを槽３０へ導入することができる。雰囲気３５
の温度は、アントラキノンまたはその誘導体での処理
（または連続処理）が行われるならば、９０〜１１０℃
に維持すべきであるし、ポリサルファイドまたはその誘
導体または同等品での処理（または連続処理）が行われ
るならば、９０〜１４０℃に維持すべきである。雰囲気
３５での処理の時間は、５分から２時間であるが、好ま
しくは約１０分から６０分であり、所望の条件は、図３
の３８の箇所に導入されるスチームの温度、圧力を調節
することによって維持される。

【００５８】図４は、本発明の別の態様１００を示すも
ので、図３に示される態様と同じようである。図４に示
されるものの多くは、図３に示されるものと同一でない
にしても似たものであるので、図３の番号の頭に「１」
を付けて示すものとする。例えば、図４の反転式トップ
セパレーター１３２は図３の反転式トップセパレーター
３２と同じようなものである。

【００５９】図４のシステムは、チップと液のスラリー
を蒸解カン１３０へ供給する導管１３１を備える。スラ
リーは、セパレーター１３２へ導入され、セパレーター
はスクリューコンベヤーでスラリーを上方へ持ち上げ、
一方、スラリー中の液は、従来のように円筒スクリー
ン、小空間、導管１３４を経て除かれる。チップと未除
去の液とは、矢印１３３で示されるようにセパレーター
から排出され、スチーム（またはガス）雰囲気１３５に
曝される。スチーム（またはガス）は源１３９から導管
１３８経由で導入される。チップと過剰の液とは、液面
１３６として記された液の所へ落下し、チップはチップ
山１３７の所に堆積する。液とチップとのレベルは、普
通、図１、図２、および図３に示される態様に関して記
載のように調節される。

【００６０】蒸解カンシステム１００と図３のシステム
との相違は、図４のシステムが第一直径部分（入口部）
９５を有する蒸解カン１３０を備え、この部分が第二直
径部分（主ボディ）９８より小さい直径であるというこ
とである。第二直径部分９８は第一直径部分９５よりも
少なくとも２０％大きい（例えば、約１００％〜３００
％大きい）。この部分９５は、大規模の蒸解カン、例え
ば、日量１，０００米トン以上生産する蒸解カン１３０
でセルロース材を処理するときに好ましい。この部分９
５は、普通は、約３〜５メートルしかない直径を有する
が、一方、蒸解カン１３０の主槽（第二直径部分）は約
７〜１２メートル以上の直径を有することもある。この
態様は、主槽の直径とは異なる入口部直径を有する蒸解
カンに限定されるわけでなく、部分９５と部分９８との
直径が大体同じでも本発明は依然として有効である。部
分９５と部分９８との直径の差は、如何に本発明を既存
のシステムに導入することができるか、特に既存の二槽
式満液蒸解カンシステムに導入できるかについて特に示
唆的である。そのような設備の場合は、主な改造項目と
して、既存の入口またはトップセパレーターを、図４に
示される反転式トップセパレーター１３２と入口１３１
とに置き換えればよいのである。

【００６１】図４の態様はトップセパレーター１３２か
らの液出口８６を備え、導管１３４経由で抜き出される
液の他にトップセパレーターからも液を取り出す。出口
１３４，８６は、（設けられる他の出口と同様に）円周
上に互いに約３０〜１２０°間隔で配置されるのが好ま
しい。この新しく設けられた液出口８６があると、導管
１３４経由で普通取り出されるよりもたくさんの液をセ
パレーター１３２から取りだし、供給装置、例えば、ニ
ューヨーク州グレンス フォールスのアールストローム
マシーナリー社から販売されている高圧フィーダーま
たはローレベル（登録商標「Ｌｏ−Ｌｅｖｅｌ」）供給
装置へのスラリー液、または前処理槽の底部へのスラリ
ー液、例えば、浸透槽に対するスルース液を供給するこ
とができる。導管８６の流出量は、生産パルプトン当た
り０．５〜５立方メートル（すなわち、ｍ³／ｔｐ）の
範囲であるが、普通は約１〜３ｍ³／ｔｐである。

【００６２】導入されたチップスラリーから自由液の実
質的全部を取り出すために他の方法も用いることができ
る。例えば、セパレーター１３２自体の構造を変えて、
例えば、セパレーター１３２のスクリューと抽出スクリ
ーン部分を従来よりも長くして、あるいは、実質的にプ
ラグフィーダーとして機能する先細スクリュー型プレス
構造を持たせて、殆ど自由液を含まない（例えば、普通
は自由液の最初の量の１０％未満、好ましくは約５％未
満）か、あるいは全く含まないスラリーを排出すること
も可能である。あるいは、単純に、図４に見られる追加
導管８６’を設けることによって、より多くの液をＢＣ
戻り導管１３４自体から抜き出すことができる。

【００６３】反転式トップセパレーター１３２から液を
取り出す上記の方法は、導管１３１に導入され前の処理
で用いられた処理液を、液面１３６として示されるセパ
レーター１３２下存在の液から隔離するのに特に適用し
得る。例えば、槽１３０に先立つ処理が、冷却液による
処理（１９９６年８月７日出願の米国特許出願第０８／
１１，３６６号に記載のような）の場合、導管１３４で
は過剰な冷却液が除けなかったにしても、導管８６から
は除けるので、液面１３６で示される熱い液には、冷た
い液はほんの僅かしか、あるいは全く導入されないで済
む。また、このシステムが有利なのは、槽１３０に存在
している液から他の前処理液、例えば、アントラキノン
またはポリサルファイドまたは硫化水素およびこれらの
同等品と誘導体のような強度または収率向上添加剤含有
の液を隔離する時である。導管８６から除かれた液は、
薬剤回収系へ送ることもできるし、必要に応じて、漂白
プラントを含めてパルプミルの何処でも用いることがで
きる。

【００６４】図４には、加熱循環系８５が示され、これ
に関連するものとして、肩９９の直下に配置された抜き
出しスクリーン８７、導管８８、ポンプ８９、導管９
０、間接スチーム加熱器９１、戻り導管９２、液分散ヘ
ッダー９３、および複数の入口ノズル９４がある。この
循環は、トップセパレーター１３２の下にある液を抜き
出し、加熱し、所望に応じて、新規液を添加するのに用
いられる。例えば、クラフト白液または黒液、または蒸
解添加剤を含む他の液、またはスクリーン８７の所にあ
る液よりも溶解固形物濃度が小さい希釈液を、導管９６
経由で循環８５へ導入することができる。液を導管９６
経由で導入すると同時に、または導入する代わりに、液
を導管９７から抜き出すこともできる。例えば、蒸解カ
ン１３０の上部で液の向流の流れが望ましい時には、導
管９６から液を導入するのではなく、導管９７から液を
抜き出すこともできる。図４に示されるシステムは、既
存の二槽式満液蒸解カンシステムを改造するのに特に適
用できる。この場合、既存の頂部循環スクリーンが液抜
き出しスクリーン８７として用いられる。一槽式蒸解カ
ンと気相蒸解カンも本発明を実施できるように改造でき
る。

【００６５】図３の蒸解カンの運転と同じように、蒸解
カン１３０の運転では、供給装置からまたは前の処理か
ら、例えば、浸透槽から送られてきた細砕セルロース繊
維材、例えば、針葉樹チップのスラリーは、導管１３１
経由で反転式トップセパレーター１３２へ導入され、液
がセパレーターから除かれ、前のシステムまたは槽へ導
管１３４経由で戻される。これらは従来と同じである。
また従来のように、セパレーター１３２のスクリューコ
ンベヤーがスラリーを上方へ持ち上げ、液は除かれるか
ら、その結果、チップと残っていた液は、矢印１３３で
示されるように、セパレーター１３２の堰の頂部から滝
のように落下する。セパレーター１３２から排出された
チップはガス／スチーム雰囲気１３５から下に落ちて、
槽１３０にある液に入って、液面１３６が形成される。
次にチップはチップ山１３７に沈積し、その後所望のよ
うに処理される。例えば、処理できる方法としては、次
の米国特許第５，４８９，３６３号、第５，５３６，３
６６号、第５，５４７，０１２号、第５，５７５，８９
０号、第５，６２０，５６２号、および第５，６６２，
７７５号などに記載のローソリッド（登録商標「Ｌｏ−
Ｓｏｌｉｄｓ」）蒸解プロセス、または米国特許第５，
６３５，０２６号に記載のＥＡＰＣＴＭ蒸解プロセスが
挙げられる。

【００６６】しかし、本発明では、導管８６経由でセパ
レーター１３２から更に液を抜き出すことができる。こ
の付加的に液を抜き出すことは、導管１３１から導入さ
れた自由液（すなわち、チップと結合していない）が液
面１３６で示される内部液へ流れるのを制約し、あるい
は実質的に無くして（つまり、自由液の約１０％以下し
か残らない）しまうのに好ましいことである。また、更
に加熱したり液を添加することも、例えば、液面１３６
の液面センサで制御されるライン９６中の弁を用いて、
上記のように循環８５で行うことができる。１３９の所
で導入される圧縮されたガス／スチームは、図３の態様
と同じ方法で導入し、同じ条件を確立することが好まし
い。

【００６７】

【発明の効果】図３と図４に関して記載された本発明
は、細砕セルロース繊維材を処理して、木材パルプを製
造する方法、または既存の気相蒸解カンを改造してクラ
フトパルプを製造する方法を提供するものであり、この
方法を用いると、チップの加熱や処理が、より均一とな
り、チップレベル変動に対して変化が敏感でなくなり、
チャネリングが起き難くなり、チップレベルを検出する
のに放射線源の手当をする必要がなくなり、結果として
運転のし易い蒸解カンが提供される。

【００６８】なお、本発明については、最も実際的かつ
好ましい態様であると現在考えられたものについて本明
細書に示し、かつ説明したものであるので、本発明の範
囲内で多くの部分的改変を行い得ることは当業者には明
白であろう。従って、本発明の特許請求の範囲について
は、すべての等価の構造および方法を含むように最も広
く解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の気相蒸解カンの典型的な入口部と上部
の概略側面図で、一部断面、一部立面を示す図である。

【図２】 従来の満液蒸解カンの典型的な入口部と上部
の概略側面図で、図１と同じような図である。

【図３】 本発明の蒸解カンであって、本発明の方法を
行うのに使用される蒸解カンの典型的な入口部と上部の
概略側面図で、図１と図２と同じような図である。

【図４】 本発明の蒸解カンの別の態様を示す図で、図
３と同じような図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カイ オー．ヘンリックソン フィンランド国、ヘルシンキ ＳＦ− 00441、セントネリキ ヤ ２、ピー. オー．ボッックス ５ (56)参考文献 特開 昭54−138602（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−511583（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21C 1/00 - 11/14

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂部と底部、頂部に反転式トップセパレ
   ーター、底部に排出口を備えた、化学セルロースパルプ
   製造用蒸解カンを運転する方法であり、 （ａ）細砕セルロース繊維材とクラフト蒸解液とのスラ
   リーを反転式トップセパレーターから蒸解カンへ導入
   し、 （ｂ）蒸解カン液面を反転式トップセパレーターの下に
   形成し、 （ｃ）蒸解カンセルロース繊維材レベルを蒸解カン液面
   の下に形成し、 （ｄ）前記液面より上にガス充満ゾーンを温度１６０℃
   未満、圧力３．４５〜１３．８×１０⁵Ｐａ（５０〜２
   ００ｐｓｉｇ）において形成し、そして （ｅ）蒸解カンの底部近くからクラフトパルプを抜き出
   す各ステップを含む方法。
2. 【請求項２】 上記ステップ（ｄ）が、ガス充満ゾーン
   の温度１２０℃未満、圧力６．８９〜１０．３×１０⁵
   Ｐａ（１００〜１５０ｐｓｉｇ）を維持するように行わ
   れることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 上記ステップ（ｄ）が、（ｄ１）１１０
   ℃未満で行われ、パルプがガス充満ゾーンに入る前に、
   アントラキノンまたはその誘導体で、あるいはポリサル
   ファイドまたはその誘導体または同等品で、パルプを処
   理する更なる工程を含むことを特徴とする請求項１記載
   の方法。
4. 【請求項４】 上記ステップ（ｄ）が、（ｄ２）１２０
   ℃未満で行われ、パルプがガス充満ゾーンに入る前に、
   ポリサルファイドまたはその誘導体または同等品で、パ
   ルプを処理する更なる工程を含むことを特徴とする請求
   項１記載の方法。
5. 【請求項５】 更に、（ｆ）液面より下のセルロース材
   とこれに接触する高温蒸解液との向流を確立することに
   よって、蒸解カンの頂部近くの蒸解カンセルロース材を
   均一に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項
   １記載の方法。
6. 【請求項６】 ステップ（ｆ）が、溶解有機物を高濃度
   に含有する液を抜き出し、循環ループを確立し、循環ル
   ープに抜き出された液を加熱し、蒸解液と、溶解有機物
   の濃度が低く蒸解液とは異なる補充液とを導入すること
   によって行われることを特徴とする請求項５記載の方
   法。
7. 【請求項７】 更に（ｇ）反転式トップセパレーターの
   少なくとも一つの箇所から液を取り出し、導入された細
   砕セルロース繊維材スラリーから自由液の９０％以上を
   除くことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 セルロースチップから化学セルロースパ
   ルプを製造する連続式蒸解カンシステムであり、 頂部と底部を有する連続式蒸解カン、 蒸解カン頂部のセパレーターであって、チップと液とを
   蒸解カンへ導入し、チップから液をある程度分離するセ
   パレーター、 セパレーターの下に形成された前記蒸解カンの液面、 液面の下に形成された前記蒸解カンのチップレベル、 満液式加熱を行って前記蒸解カンのチップを蒸解温度に
   上げる手段、 液面より上に形成された蒸解カンのガス充満ゾーン、お
   よび前記蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出す手
   段、 を備え、前記蒸解カンでチップを満液式に加熱する前記手段が、
   前記蒸解カン頂部近くに、循環スクリーン、ポンプ、間
   接加熱器、導管を備えた循環ループを備え、前記ポンプ
   で前記スクリーンから抜き出された液を前記加熱器で加
   熱し、前記導管で前記蒸解カンへ戻すものであり、 チップを満液式に加熱する前記手段が、更に、前記循環
   スクリーンと前記セパレーターとの間に抜き出しスクリ
   ーンを備え、チップを加熱するために、チップと加熱さ
   れた液との向流の流れを確立するものであることを特徴
   とする 連続式蒸解カンシステム。
9. 【請求項９】 前記セパレーターが反転式トップセパレ
   ーターであることを特徴とする請求項８記載のシステ
   ム。
10. 【請求項１０】 液面より上に形成される蒸解カンのガ
    ス充満ゾーンが、圧縮されたガスを導入することにより
    達成されることを特徴とする請求項９記載のシステム。
11. 【請求項１１】 前記蒸解カンが、その頂部で３〜５メ
    ートルの第一直径部分、前記頂部より下で少なくとも７
    メートルの第二直径部分を有することを特徴とする請求
    項８記載のシステム。
12. 【請求項１２】 頂部と底部を有する連続式化学セルロ
    ースパルプ製造用蒸解カンを運転する方法であって、 （ａ）チップと液とを蒸解カンへ導入し、分離ゾーンで
    チップから液を幾分分離し、 （ｂ）蒸解カンの液面を分離ゾーンの下で形成し、 （ｃ）蒸解カンのチップレベルを蒸解カンの液面の下に
    形成し、 （ｄ）蒸解カンでチップを満液式に加熱し、蒸解温度ま
    で上げ、 （ｅ）液面より上の蒸解カンにガス充満ゾーンを形成
    し、そして （ｆ）蒸解カンの底部近くからパルプを抜き出す各ステ
    ップを含む方法。
13. 【請求項１３】 ステップ（ｅ）が、液面より上の蒸解
    カンの頂部に圧縮されたガスを添加することによって行
    われ、ガス充満ゾーンが温度１４０℃未満、圧力５．５
    １〜１３．８×１０⁵Ｐａ（８０〜２００ｐｓｉｇ）を
    有するように行われることを特徴とする請求項１２記載
    の方法。
14. 【請求項１４】 ステップ（ｄ）が、液面より下のチッ
    プから液を取り出し、取り出された液を加熱し、その温
    度を上げ、その温度が少なくとも１３０℃とし、そして
    加熱された液を、チップレベルより下の再導入ゾーンで
    蒸解カンへ循環するように行われることを特徴とする請
    求項１２記載の方法。
15. 【請求項１５】 ステップ（ｄ）が、更に、再導入ゾー
    ンとチップレベルとの間で蒸解カンから液を抜き出し、
    加熱された液の向流の流れを確立するように行われるこ
    とを特徴とする請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 既存の化学セルロースパルプ製造用気
    相蒸解カンを実質的に満液蒸解カンとして機能するよう
    に改造し、運転する方法であって、前記既存気相蒸解カ
    ンが、頂部と底部、頂部の反転式トップセパレーター、
    蒸解カンの液面より上のチップレベルを検出するデバイ
    ス、反転式トップセパレーターから垂直に第一距離に位
    置する蒸解カンの第一液面、蒸解カンの第一液面を検出
    するデバイス、およびポンプを含むトリム循環系を備え
    ており、前記方法が、 （ａ）チップレベルを検出するデバイスを除去または動
    かさないようにし、 （ｂ）反転式トップセパレーターから垂直に位置する蒸
    解カンの第二液面を、反転式トップセパレーターと第一
    液面レベルとの第一距離よりも短く、かつ反転トップセ
    パレータとチップレベルとの距離よりも短い第二距離に
    設け、そして （ｃ）トリム循環系を改造または取替して循環系の液を
    加熱する加熱装置を組み込むものであることを特徴とす
    る方法。
17. 【請求項１７】 更に、ステップ（ｄ）加熱装置付の循
    環系と反転式トップセパレーターとの間で蒸解カンから
    液を抜き出すスクリーンアセンブリを設けることを特徴
    とする請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 ステップ（ａ）〜（ｄ）の後に、更
    に、ステップ（ｅ）改造された蒸解カンを運転するに際
    し、蒸解カン液面をチップレベルより上であるが反転式
    トップセパレーターより下に確立し、ステップ（ｆ）液
    面より上のガス充満ゾーンを温度１６０℃未満、圧力
    ３．４５〜１３．８×１０⁵Ｐａ（５０〜２００ｐｓｉ
    ｇ）に維持し、そしてステップ（ｇ）蒸解カンの底部近
    くからセルロースパルプを抜き出すのを設けることを特
    徴とする請求項１７記載の方法。