JPH06136678A - 連続蒸解釜温度分布制御装置 - Google Patents

連続蒸解釜温度分布制御装置

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JPH06136678A
JPH06136678A JP4291025A JP29102592A JPH06136678A JP H06136678 A JPH06136678 A JP H06136678A JP 4291025 A JP4291025 A JP 4291025A JP 29102592 A JP29102592 A JP 29102592A JP H06136678 A JPH06136678 A JP H06136678A
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JP
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temperature
digester
temperature distribution
reference point
value
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JP4291025A
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English (en)
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Hiroshi Egi
博志 江木
Kazuhisa Toyama
和久 外山
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C7/00Digesters
    • D21C7/12Devices for regulating or controlling

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、固定温度計によって計測された固
定点温度値によって変換器から出力された固定ポイント
に対応する電気信号を校正し、光ファイバー温度計の基
準点温度を設定する基準点温度校正回路と、この基準点
温度校正回路から出力された基準点温度および変換器か
ら出力された電気信号とから蒸解釜の全釜温度分布を演
算して校正する全温度校正演算器と、パルプの目標生産
量および蒸解釜の温度勾配制限から全釜温度分布目標値
を演算する温度パターン演算回路と、全釜温度分布測定
値と全釜温度分布目標値との差が予め定めた温度差設定
値以内になるように制御弁を調整するコントローラとを
具備してなる連続蒸解釜温度分布制御装置である。 【効果】 本発明により、連続蒸解釜の作業効率を向上
させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続蒸解釜温度分布制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、木材を細分化したチップから紙の
原料であるパルプを連続的に製造する連続蒸解釜で用い
る技術では、チップをアルカリ液で煮て木材の中のリグ
ニン質とセルロース質に分解し、このセルロース質を洗
浄したパルプで、紙の原料としている。そして、パルプ
はリグニンを含まない純粋のセルロースのみで構成され
なければならない。また、高温で長時間煮れば煮るほど
リグニンは分解できるが、セルロース分も失われ原料の
損失となる。従って適度な温度で適度な時間煮る必要が
ある。この煮具合を蒸解状態と呼び、Hファクターで表
現している。
【0003】チップは連続蒸解釜の上部から供給され、
内部にぎっしり詰まった状態でアルカリ液と反応しなが
ら下部へ移動し、最下部から供給される洗浄液で洗浄さ
れ釜底部からひきぬかれる。図2に連続蒸解釜の構造及
び温度分布(温度検出器の設置状況)を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、チップの流
れを妨げないように釜内の温度分布を検出し、釜内の流
路方向の温度分布を目的のHファクターになるように制
御する連続蒸解釜温度分布制御装置を提供することを目
的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、チップからパ
ルプを連続して製造する蒸解釜に設置され、ラマン散乱
効果を応用してチップの温度分布を計測する光ファイバ
ー温度計と、この光ファイバー温度計から出力された光
信号を電気信号に変換する変換器と、蒸解釜の予め定め
た固定ポイントに埋め込まれた固定温度計と、この固定
温度計によって計測された固定点温度値によって変換器
から出力された固定ポイントに対応する電気信号を校正
し、光ファイバー温度計の基準点温度を設定する基準点
温度校正回路と、この基準点温度校正回路から出力され
た基準点温度および変換器から出力された電気信号とか
ら蒸解釜の全釜温度分布を演算して校正する全温度校正
演算器と、この全温度校正演算器によって演算された全
釜温度分布測定値を表示する温度パターン測定値表示回
路と、パルプの目標生産量および蒸解釜の温度勾配制限
から全釜温度分布目標値を演算する温度パターン演算回
路と、この温度パターン演算回路によって演算された全
釜温度分布目標値を表示する温度パターン目標表示回路
と蒸解釜の予め定めた各部に設けられて流通する熱交換
器との蒸気量を制御する制御弁と、全釜温度分布測定値
と全釜温度分布目標値との差が予め定めた温度差設定値
以内になるように制御弁を調整するコントローラとを具
備してなる連続蒸解釜温度分布制御装置である。
【0006】
【作用】本発明の連続蒸解釜温度分布制御装置において
は、チップからパルプを連続して製造し、ラマン散乱効
果を応用してチップの温度分布を計測し、光ファイバー
温度計から出力された光信号を電気信号に変換し、蒸解
釜の予め定めた固定ポイントに固定温度計を埋め込み、
固定温度計によって計測された固定温度値によって変換
器から出力された固定ポイントに対応する電気信号を校
正し、光ファイバー温度計の基準点温度を設定し、基準
点温度校正回路から出力された基準点温度および変換器
から出力された電気信号とから蒸解釜の全釜温度分布を
演算して校正し、全温度校正演算器によって演算された
全釜温度分布測定値を表示し、パルプの目標生産量およ
び蒸解釜の温度勾配制限から全釜温度分布目標値を演算
し、温度パターン演算回路によって演算された全釜温度
分布目標値を表示し、蒸解釜の予め定めた各部に制御弁
を設けて流通する熱交換器との蒸気量を制御し、全釜温
度分布測定値と全釜温度分布目標値との差が予め定めた
温度差設定値以内になるように制御弁を調整する。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例を説明する。図1にお
いて、1はチップからパルプを連続して製造する蒸解釜
に設置され、ラマン散乱効果を応用してチップの温度分
布を計測する光ファイバー温度計、2は光ファイバー温
度計1から出力された光信号を電気信号に変換する変換
器、3は蒸解釜の予め定めた固定ポイントに埋め込まれ
た固定温度計、4は固定温度計3によって計測された固
定点温度値によって変換器2から出力された固定ポイン
トに対応する電気信号を校正し、光ファイバー温度計1
の基準点温度を設定する基準点温度校正回路、5は基準
点温度校正回路4から出力された基準点温度および変換
器2から出力された電気信号とから蒸解釜の全釜温度分
布を演算して校正する全温度校正演算器、6は全温度校
正演算器5によって演算された全釜温度分布測定値を表
示する温度パターン測定値表示回路、7はパルプの目標
生産量および蒸解釜の温度勾配制限から全釜温度分布目
標を演算する温度パターン演算回路、8は温度パターン
演算回路7によって演算された全釜温度分布目標値を表
示する温度パターン目標値表示回路、9は蒸解釜の予め
定めた各部に設けられて流通する熱交換器との蒸気量を
制御する制御弁、10は全釜温度分布測定値と全釜温度
分布目標値との差が予め定めた温度差設定値以内になる
ように制御弁9を調整するコントローラであり、チップ
からパルプを製造する連続蒸解釜設備で、ラマン散乱効
果を応用した光ファイバー温度計1を用いて連続蒸解釜
内のチップの温度分布を計測してチップの蒸解状態(H
ファクター)を所定の値に保つ事を目的として、光ファ
イバー温度計1の釜の上部から釜内部へ複数本垂らす
か、釜の外壁または内壁にコイル状に巻き付けるか、釜
の内筒部へコイル状に巻き付けるか、これらを併用する
かしてチップの進行方向の平均温度分布パターンを検出
し、固定ポイントに埋め込まれている測温抵抗体もしく
は熱伝対の温度検出信号により補正して釜内のチップの
進行方向距離に対する平均温度のカーブを演算して、パ
ルプ生産量から釜内のパルプの流速を求め必要な蒸解状
態を実現するための釜内のチップの進行方向距離に対す
る平均温度基準値カーブを演算して、両者が等しくなる
ように制御する連続蒸解釜温度分布制御装置である。
【0008】今、チップの蒸解度を示すHファクターが
以下の関数であるとする。
【0009】H= exp(B−A/T)dt 但し、Tは蒸解温度、A、Bはブルームの定数である。
【0010】一方、蒸解時間は、内部のチップの移動ス
ピードで変換される。
【0011】t=f(L) 但し、Lは釜の入口から距離の関数である。
【0012】H=K exp(B−A/T)dL 図2の右側グラフで温度(T)及び距離(L)の関数に
囲まれた部分の面積に比例する。
【0013】次に、温度の検出点は釜の中はチップが充
満して流下しているため釜の中には突起物挿入場所を最
小に抑える必要がある。一般には50m程度の高さの釜
で4カ所程度である。これ以上増やすと挿入場所にチッ
プが詰まるハンギング現象を引き起こす事になる。ま
た、チップが釜の上部から入り底部から出てくる時間チ
ップの生産量にも依るが、大体8〜10時間かかる。す
なわち温度のパターンが崩れるとこれを回復するのに同
等以上の時間がかかる。また内部的に温度が崩れてもそ
れを検出できるのは温度検出器の設置位置のみのため数
時間オーダーかかる。
【0014】即ち、光ファイバー温度計1は光ファイバ
ーのラマン散乱効果を応用した物である。光ファイバー
に高速の光パルスを入射させると、光ファイバーの各点
から散乱光が反射される。この散乱光は低周波成分と高
周波成分の2つに分けられる。一方はファイバーの物性
に関するもので、もう一方は物性及び反射面の温度に関
するものである。従って、この2つの周波数成分の強さ
の比より反射面の温度が計測できる。またファイバーの
距離方向の分布は、光の反射光が戻ってくる時間にて演
算できる。すなわち光ファイバーの各点の温度を測定す
る事が可能である。
【0015】また、光ファイバー温度計1は1〜2mm
の外径の線で、光ファイバーを金属で被覆した物であ
る。従ってメリットは以下の点がある。
【0016】 (1)流路にいれても流れのじゃまになりにくい (2)塔に巻き付けると塔の水平断面方向の温度分布に
ばらつきがあっても検出可能である 一方、現状の光ファイバー温度計1の検出温度精度は、
測温抵抗体または熱電対等の1点の温度を検出する物よ
り低い。検出ポイントAは光ファイバー温度計1と測温
抵抗体で検出している。従って光ファイバー温度計1の
信号に検出ポイントAの信号だけ補正すれば校正でき
る。測温抵抗体が複数存在すればより良い検出ができ
る。
【0017】図3乃至図8に設置の方法の変化を示す。
複数本設置する場合は、水平断面方向の温度の分布パタ
ーンを計測する。またコイル上に巻き付ける場合も同様
である。塔の外壁に巻き付ける場合は、1点温度検出セ
ンサを用いた校正方法により伝熱による誤差を補正す
る。
【0018】そして、パルプの生産量、目標とするHフ
ァクター及び安定操業できる流路方向の温度勾配変化制
限から塔内を流れるパルプの最適温度パタンは決定でき
る。
【0019】この温度パタンになるように熱交換器に供
給する熱媒の蒸気の量を制御する。制御の実施例を図1
に示す。制御できるのは実際に熱交換器が付いている
(測温抵抗体または熱伝対が付いている)ところだけな
ので、以下の補正を行う。これらの補正は必要に応じて
複数組み合わせて使用する。
【0020】(1)温度の最高点の位置が一定になるよ
うに制御ポイントの温度を制御する。
【0021】(2)制御点より前の温度パタンが目標と
異なる場合は、演算Hファクターに対応する温度を修正
する。
【0022】(3)同様の補正は水平断面方向の温度分
布も考慮する。
【0023】(4)目標とする温度パタンとの差を補正
する方法は、その流路以降の制御点で重みを付けて配分
する。
【0024】
【発明の効果】本発明により、連続蒸解釜の温度分布を
効果的にすることができ、作業効率を高めることが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す温度分布制御装置の構
成図である。
【図2】蒸解釜の温度分布説明図である。
【図3】温度計をチップ内へ挿入した場合の説明図であ
る。
【図4】温度計をチップ内へ多数挿入した場合の説明図
である。
【図5】温度計を内壁に巻き付けた場合の説明図であ
る。
【図6】温度計を外壁に巻き付けた場合の説明図であ
る。
【図7】温度計を内筒に巻き付けた場合の説明図であ
る。
【図8】複合形の説明図である。
【符号の説明】
1…光ファイバー温度計 2…変換器 3…固定温度計 4…基準点温度校正回路 5…全温度校正演算器 7…温度パターン演算回路 10…コントローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップからパルプを連続して製造する蒸
    解釜に設置され、ラマン散乱効果を応用して前記チップ
    の温度分布を計測する光ファイバー温度計から出力され
    た光信号を電気信号に変換する変換器と、この前記蒸解
    釜の予め定めた固定ポイントに埋め込まれた固定温度計
    と、固定温度計によって計測された固定点温度値によっ
    て前記変換器から出力された前記固定ポイントに対応す
    る電気信号を校正し、前記光ファイバー温度計の基準点
    温度を設定する基準点温度校正回路と、この基準点温度
    校正回路から出力された前記基準点温度および前記変換
    器から出力された前記電気信号とから前記蒸解釜の全釜
    温度分布を演算して校正する全温度校正演算器と、この
    全温度校正演算器によって演算された全釜温度分布測定
    値を表示する温度パターン測定値表示回路と、前記パル
    プの目標生産量および前記蒸解釜の温度勾配制限から全
    釜温度分布目標値を演算する温度パターン演算回路と、
    この温度パターン演算回路によって演算された前記全釜
    温度分布目標値を表示する温度パターン目標値表示回路
    と、前記蒸解釜の予め定めた各部に設けられて流通する
    熱交換器との蒸気量を制御する制御弁と、前記全釜温度
    分布測定値と前記全釜温度分布目標値との差が予め定め
    た温度差設定値以内になるように前記制御弁を調整する
    コントローラとを具備してなる連続蒸解釜温度分布制御
    装置。
JP4291025A 1992-10-29 1992-10-29 連続蒸解釜温度分布制御装置 Pending JPH06136678A (ja)

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US08/233,986 US5547545A (en) 1992-10-29 1994-04-28 Digester temperature distribution control system
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