JP2005179785A - クラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収工程において、石灰泥の沈降分離を促進させて、薬品回収工程における効率化を図ること。
【解決手段】 蒸解工程と、黒液を濃縮焼成して得られるスメルトから緑液を得る緑液清澄工程と、緑液と生石灰との消和・苛性化反応により白液と石灰泥の混合液である乳液を得る消和・苛性化工程と、乳液から石灰泥を沈降分離させて白液と石灰泥を分離する白液清澄工程と、分離された石灰泥とその洗浄水との混合液から石灰泥を沈降分離させて弱液と石灰泥を分離する弱液清澄工程と、石灰泥を脱水する石灰泥脱水工程と、脱水石灰泥を焼成して生石灰を得る石灰焼成工程とを有するクラフトパルプ製造プラントにおいて、消和・苛性化工程において緑液を二段階に分けて添加することにより、石灰泥の粒子径を増大させる。白液清澄装置、弱液清澄装置としては、加圧濾過型のものを使用できる。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、細砕リグノセルロース物質を白液と称する蒸解薬液で蒸解してセルロース成分を分離する蒸解工程と、上記白液中にリグニン成分を溶解させて生成される黒液を濃縮焼成して得られるスメルトを稀釈精製して緑液を得る緑液清澄工程と、上記緑液と生石灰との消和・苛性化反応により白液と石灰泥の混合液である乳液を得る消和・苛性化工程と、上記乳液から石灰泥を沈降分離させて白液と石灰泥を分離する白液清澄工程と、上記分離された石灰泥とその洗浄水との混合液から洗浄された石灰泥を沈降分離させて石灰泥洗浄後の洗浄液である弱液と石灰泥を分離する弱液清澄工程と、上記洗浄石灰泥を脱水する石灰泥脱水工程と、上記脱水石灰泥を焼成して生石灰を得る石灰焼成工程とを有するクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法の改良に関するものである。

クラフトパルプ製造プラントにおいては、蒸解釜において白液と称する蒸解薬液により細砕リグノセルロース物質の蒸解が行われ、リグニン成分が蒸解液中に溶解してセルロース成分の分離が行われる。蒸解薬液中にリグニン成分が溶解したものは黒液となり、黒液は蒸解釜から抽出されたあと、濃縮され、さらに回収炉において燃焼せしめられる。黒液中の無機薬品は回収炉で還元され、熔融物であるスメルトとして取り出され、図３（後述の非特許文献１）に示すような薬品回収工程に送られる。スメルトは、図３に示すスメルトディゾルビングタンク１において弱液（後述）Ｌ５と混合されて粗緑液Ｌ１となり、さらに粗緑液Ｌ１からドレッグスＤ１を分離することにより清澄緑液（以下、単に「緑液」という。）Ｌ２が精製される。

この緑液Ｌ２は、スレーカー５に送られて生石灰Ｃ３を加えられ、該スレーカー５とそれに続く苛性化槽６において消和反応と苛性化反応が行われる。この反応液からグリットと呼ばれる未反応粗粒を除去した乳液Ｌ３はスレーカー５から苛性化槽６を通り、白液清澄装置７へ送られる。白液清澄装置７では、乳液中の炭酸カルシウムスラッジ、通称石灰泥が分離され、上澄みの液は清澄白液Ｌ４として白液タンク８に貯蔵される一方、石灰泥は白液清澄装置７の底部に沈降する。

このように、白液清澄装置７内では、白液からの石灰泥の沈降分離が行われるのであるが、この石灰泥の沈降分離は石灰泥の粒子径が大きい程短時間で行われる。また、石灰泥の粒子径が大きい程、後工程において行われる石灰泥の脱水工程においても短時間で行うことができる。

一方、白液清澄装置７で分離された石灰泥Ｍ１は、石灰泥ウォッシャー９へ送られて洗浄水で洗浄され、石灰泥中に含んでいるソーダ分を分離する。そして、この石灰泥ウォッシャー９に続く弱液清澄装置１０でも石灰泥と洗浄液（ソーダ分を含んだ状態のもので、弱液と呼ばれる）の分離が行われるが、その方法は白液清澄装置と同様、石灰泥の沈降分離による。したがって、この弱液清澄装置１０においても、石灰泥の粒子径が大きい程、石灰泥の沈降分離が短時間で行われる。

そのあと、弱液清澄装置１０で分離された石灰泥Ｍ２は、さらに洗浄されたあと、石灰泥脱水装置１３において脱水処理され、石灰焼成ロータリーキルン１４によって焼成される。

なお、緑液清澄工程から消和・苛性化工程、白液清澄工程、弱液清澄工程、石灰泥脱水工程を経て石灰焼成工程に至る従来公知の一連の処理フロー（図３）は、紙パルプ技術協会 １９９６年４月２５日初版発行の「紙パルプ製造技術シリーズ クラフトパルプ」第２２７ページ図６．２「薬品回収工程フロー」に示されている。

紙パルプ技術協会 １９９６年４月２５日初版発行の「紙パルプ製造技術シリーズ クラフトパルプ」第２２７頁 図６．２

本願発明は、上記した白液清澄工程又は弱液清澄工程において、白液又は弱液と石灰泥の混合液からの石灰泥の沈降分離を速めることにより、薬品回収工程全体の効率向上を図ることを課題とするものである。

本願発明は、上記課題を達成するために、次のような手段を組合わせて構成されている。

すなわち、本願発明の対象とするクラフトパルプ製造プラントは、細砕リグノセルロース物質を白液と称する蒸解薬液で蒸解してセルロース成分を分離する蒸解工程と、上記白液中にリグニン成分を溶解させて生成される黒液を濃縮焼成して得られるスメルトを稀釈精製して緑液を得る緑液清澄工程と、上記緑液と生石灰との消和・苛性化反応により白液と石灰泥の混合液である乳液を得る消和・苛性化工程と、上記乳液から石灰泥を沈降分離させて白液と石灰泥を分離する白液清澄工程と、上記分離された石灰泥とその洗浄水との混合液から洗浄された石灰泥を沈降分離させて石灰泥洗浄後の洗浄液である弱液と石灰泥を分離する弱液清澄工程と、上記洗浄石灰泥を脱水する石灰泥脱水工程と、上記脱水石灰泥を焼成して生石灰を得る石灰焼成工程とを有するクラフトパルプ製造プラントであって、請求項１の発明においては、上記消和・苛性化工程において上記緑液を二段階以上に分けて添加して上記石灰泥の粒子径を増大させることを特徴とするものである。

そして、本願発明を実施するにあたっては、上記白液清澄工程において、上記乳液を受容する加圧槽体内の上部に上記乳液中の石灰泥と白液分を分離する濾過フィルターをそなえ該濾過フィルターにおいて分離された石灰泥を下方に沈降させて濃縮するようにした加圧濾過型白液清澄装置を使用することが推奨され、また上記弱液清澄工程において、白液清澄工程において分離された石灰泥と該石灰泥を洗浄する洗浄水との混合液を受容する加圧槽体内の上部に上記混合液中の石灰泥と弱液分を分離する濾過フィルターをそなえ該濾過フィルターにおいて分離された石灰泥を下方に沈降させて濃縮するようにした加圧濾過型弱液清澄装置を使用することが推奨される。

なお、消和・苛性化工程において緑液を二段階以上に分けて添加すると石灰泥の粒子径が増大するのは次のような理由によるものと考えられる。

すなわち、消和・苛性化工程において緑液を二段階以上に分けて添加すると、前段階の緑液添加によって生成した石灰泥粒子を種晶として、後段階の緑液添加により生成される石灰泥粒子が大粒子化するものと考えられる。

この場合、緑液を添加する個所としては、たとえばスレーカーと苛性化槽があり（二段階添加の場合）、その添加比率はスレーカーにおいて６０％以上、苛性化槽において４０％以下（好ましくは２０〜３０％）とすることが好適である。

本願発明によれば、上記のように、石灰泥と白液との混合液である乳液及び／又は石灰泥と洗浄水との混合液において、石灰泥の粒子径が増大しており、その結果、白液清澄装置及び／又は弱液清澄装置において石灰泥粒子の沈降分離が促進され、白液清澄工程及び／又は弱液清澄工程の効率化と、その後の脱水工程の効率化が図られる。

そして、その結果として、クラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収工程（苛性化工程）全体の効率化が増進する効果がある。

図１は、本願発明の実施例にかかるクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収工程を説明するためのフロー図であるが、同図１のうち、従来公知の部分は、さきに示した図３の記載内容と同様であり、ついては、図１に示す実施例フロー図のうち、先ず従来公知の部分について説明する。なお、図１において※ ※間は、緑液Ｌ２″の供給ラインが連続していることを示している。

先ず、薬品回収工程の前段階である蒸解工程について説明すると、同蒸解工程においては、細砕リグノセルロース物質を白液と称する蒸解薬液で蒸解してセルロース成分を分離するとともに、上記白液中にリグニン成分を溶解させた黒液が生成される。そして、その黒液を濃縮して回収ボイラーで焼成するとスメルトと称する無機溶解物質が生成される。このスメルトは図１に示すスメルトディゾルビングタンク１に供給されて、同タンク１において弱液（後述）Ｌ５と混合して希釈され、粗緑液Ｌ１となって緑液クラリファイヤー２に至り、そこでドレッグスＤ１を分離することにより清澄緑液（以下単に「緑液」という。）Ｌ２が精製される。

図１の実施例では、この緑液Ｌ２の一部Ｌ２′は、直接スレーカー５に送られ、そこで生石灰Ｃ３（補給石灰Ｃ１＋ロータリーキルンよりの回収石灰Ｃ２）の供給をうけて消和・苛性化反応を開始する。この消和・苛性化反応は次工程の苛性化槽６で緑液Ｌ２の他の一部Ｌ２″の供給をうけてさらに進行し、その反応により白液と石灰泥の混合液である乳液Ｌ３が生成される。この乳液Ｌ３は、次工程の白液清澄工程において白液クラリファイヤー（加圧濾過型白液清澄装置）７によって石灰泥分が沈降分離され、白液Ｌ４と石灰泥Ｍ１が分離され、白液Ｌ４は白液タンク８へ送られ、石灰泥Ｍ１は次工程の石灰泥洗浄・弱液清澄工程へ送られる。石灰泥洗浄・弱液清澄工程においては、石灰泥ウォッシャー９において石灰泥Ｍ１に洗浄水が加えられ、石灰泥中に含まれているソーダ分を分離する。そしてこの石灰泥ウォッシャー９に続く弱液清澄装置（加圧濾過型弱液清澄装置）１０で石灰泥と洗浄液（ソーダ分を含んだもので、「弱液」と呼ばれる）の分離が行われる（分離された弱液Ｌ５は弱液タンク１１へ送られ、石灰泥Ｍ２は、石灰泥タンク１２に送られる）。石灰泥タンク１２の石灰泥Ｍ２は、石灰泥脱水フィルター１３で脱水処理され、石灰焼成ロータリーキルン１４において焼成されて生石灰となる。一方、弱液タンク１１へ送られた弱液Ｌ５は、スメルトディゾルビングタンク１へ送られてスメルトの希釈に使用される。なお、弱液タンク１１には、ドレッグスフィルター４からの洗浄液Ｌ６も加えられる。

本願発明は、上記説明において例示するように、緑液Ｌ２を消和・苛性化工程において二段階以上に分けて（たとえば、緑液Ｌ２′とＬ２″）、生石灰に添加するものであり、それにより石灰泥の粒子径を増大させようとするものである。

本願発明者の知見によれば、本願発明の薬品回収方法を採用することにより、苛性化率が０〜３％アップ、スレーカー投入緑液温度が３〜５％ダウン、キルン投入石灰泥含水率が２０〜４５％ダウン、加圧濾過型白液清澄装置及び弱液清澄装置での得率がそれぞれ５％程度アップ、等の成果がみられた。

図２は、本願発明の実施に際して使用可能な加圧濾過型白液清澄装置の一例を示しており、同図において符号２１は液体受容槽、２２は濾過フィルターを示している。白液と石灰泥の混合液である乳液は、加圧状態で槽体２１内に挿入され、白液分は濾過フィルター２２で濾過される一方、石灰泥分は槽体２１の底部へ沈降分離されるようになっている。なお、本願発明の実施に際しては、弱液清澄装置もこれと同構造のものを使用することができる。

本願発明の実施例にかかるクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法のフロー図である。 本願発明の実施例において使用可能な白液清澄装置の構造図である。 従来公知のクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法のフロー図である。

符号の説明

１はスメルトディゾルビングタンク、２は緑液清澄装置、３はドレッグスタンク、４はドレッグスフィルター、５はスレーカー、６は苛性化槽、７は白液清澄装置、８は白液タンク、９は石灰泥ウォッシャー、１０は弱液清澄装置、１１は弱液タンク、１２は石灰泥タンク、１３は石灰泥フィルター、１４は石灰焼成ロータリーキルン、２１は乳液受容槽、２２は濾過フィルター、Ｌ１は粗緑液、Ｌ２，Ｌ２′，Ｌ２″は清澄緑液、Ｌ３は乳液、Ｌ４は白液、Ｌ５は弱液、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は生石灰、Ｄ１はドレッグス、Ｍ１，Ｍ２は石灰泥である。

Claims (3)

1. 細砕リグノセルロース物質を白液と称する蒸解薬液で蒸解してセルロース成分を分離する蒸解工程と、上記白液中にリグニン成分を溶解させて生成される黒液を濃縮焼成して得られるスメルトを稀釈精製して緑液を得る緑液清澄工程と、上記緑液と生石灰との消和・苛性化反応により白液と石灰泥の混合液である乳液を得る消和・苛性化工程と、上記乳液から石灰泥を沈降分離させて白液と石灰泥を分離する白液清澄工程と、上記分離された石灰泥とその洗浄水との混合液から洗浄された石灰泥を沈降分離させて石灰泥洗浄後の洗浄液である弱液と石灰泥を分離する弱液清澄工程と、上記洗浄石灰泥を脱水する石灰泥脱水工程と、上記脱水石灰泥を焼成して生石灰を得る石灰焼成工程とを有するクラフトパルプ製造プラントにおいて、上記消和・苛性化工程において上記緑液を二段階以上に分けて添加して上記石灰泥の粒子径を増大させることを特徴とするクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法。
2. 上記白液清澄工程において、上記乳液を受容する加圧槽体内の上部に上記乳液中の石灰泥と白液分を分離する濾過フィルターをそなえ該濾過フィルターにおいて分離された石灰泥を下方に沈降させて濃縮するようにした加圧濾過型白液清澄装置を使用することを特徴とする請求項１記載のクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法。
3. 上記弱液清澄工程において、白液清澄工程において分離された石灰泥と該石灰泥を洗浄する洗浄水との混合液を受容する加圧槽体内の上部に上記混合液中の石灰泥と弱液分を分離する濾過フィルターをそなえ該濾過フィルターにおいて分離された石灰泥を下方に沈降させて濃縮するようにした加圧濾過型弱液清澄装置を使用することを特徴とする請求項１又は２記載のクラフトパルプ製造プラントにおける薬品回収方法。
   

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