JP2007289817A - Washing method of process water system - Google Patents

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Hirokazu Tanabe
寛和 田邊
Tetsuo Ibaya
哲夫 井波谷
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Hakuto Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a washing method of a process water system which can exhibit a sufficient washing effect against deposit containing barium sulfate and calcium sulfate in a short time. <P>SOLUTION: In the washing method of a process water system, a first washing liquid containing at least one of a carbonate, a phosphate, and a phosphonate, and having a pH of 8 or higher is circulated into the process water system in which the deposit containing barium sulfate and/or calcium sulfate exists (a first washing process), and then a second washing liquid containing hydrochloric acid, nitric acid, sulfamic acid, organic acids, etc. is circulated into the process water system (a second washing process). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含んだデポジットが存在する工程水系の洗浄方法に関する。   The present invention relates to a process water-based cleaning method in which a deposit containing barium sulfate or calcium sulfate is present.

工程水系において硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含んだデポジットが付着して問題となる場合がある。例えば、紙・パルプ製造工程水系において付着、堆積する汚れは、木材由来のバリウムやカルシウムと製紙工程で使用される硫酸とによって生じる硫酸バリウムや硫酸カルシウム、パルプのピッチ成分、微細繊維、印刷インキ、サイズ剤等々からなる複雑な組成を有している。最近では、紙・パルプ製造工程のクローズド化や抄紙速度の上昇に伴い、これらの汚れ成分による製品品質の低下や生産効率の低下等の重大な障害を引き起こし、深刻化している。これらの中でも、硫酸バリウムや硫酸カルシウムはデポジットとして硬い塊状の付着物となり、酸やアルカリにも不溶であるため除去しにくく、さまざまな障害を引き起こす原因となっている。
また、石膏ボード等の石膏を用いた外壁材の製造工程水系においては、原料である石膏(すなわち硫酸カルシウム)が配管や製造装置に付着して問題となる。
さらには、製塩業における製造工程水系においても、硫酸カルシウムが配管や濃縮釜に付着して問題となる。
In process water systems, deposits containing barium sulfate or calcium sulfate may become a problem due to adhesion. For example, dirt that adheres and accumulates in the paper / pulp manufacturing process water system is barium sulfate or calcium sulfate generated by barium or calcium derived from wood and sulfuric acid used in the papermaking process, pitch component of pulp, fine fibers, printing ink, It has a complicated composition consisting of sizing agents and the like. Recently, as the paper / pulp manufacturing process is closed and the paper making speed is increased, serious problems such as a decrease in product quality and a decrease in production efficiency due to these soil components are caused and become serious. Among these, barium sulfate and calcium sulfate are hard lump deposits as deposits, are insoluble in acids and alkalis, are difficult to remove, and cause various obstacles.
Further, in the manufacturing process water system of the outer wall material using gypsum such as gypsum board, the raw material gypsum (that is, calcium sulfate) adheres to the piping and the manufacturing apparatus, which causes a problem.
Furthermore, even in the manufacturing process water system in the salt industry, calcium sulfate adheres to the piping and the concentration kettle, which causes a problem.

従来から、工程水系の洗浄液としては、苛性ソーダやソーダ灰等のアルカリ洗浄剤やエチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩(EDTA−Na塩)等のアミノカルボン酸キレート剤等が用いられてきたが、上記の硫酸バリウムや硫酸カルシウムからなるデポジットに対してはあまり効果がなく、問題となっていた。   Conventionally, as process water-based cleaning liquids, alkali cleaning agents such as caustic soda and soda ash and aminocarboxylic acid chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid sodium salt (EDTA-Na salt) have been used. And deposits made of calcium sulfate are not effective and have been problematic.

このため、さらに洗浄効果を高めた洗浄液として、クエン酸、りんご酸、酒石酸等の有機酸を含有する洗浄液(特許文献1)や、ジホスホン酸と過酸化水素を併用した洗浄液(特許文献2)や、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸やその塩を含有する洗浄液(特許文献3)が紙・パルプ製造工程用として提案されている。   For this reason, as cleaning liquids with further improved cleaning effects, cleaning liquids containing organic acids such as citric acid, malic acid, tartaric acid (Patent Document 1), cleaning liquids using diphosphonic acid and hydrogen peroxide in combination (Patent Document 2), A cleaning liquid (Patent Document 3) containing 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid or a salt thereof has been proposed for a paper / pulp manufacturing process.

特開昭62−141187号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-141187 特許第2543214号Japanese Patent No. 2543214 特許第2746563号Japanese Patent No. 2746563

しかし、上記特許文献の洗浄液を用いたとしても、硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含んだデポジットについては、充分な洗浄効果を発揮できなかったり、長時間の洗浄を必要としたりして問題となっていた。   However, even when using the cleaning solution of the above-mentioned patent document, a deposit containing barium sulfate or calcium sulfate has a problem that it cannot exhibit a sufficient cleaning effect or requires long-time cleaning. .

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含んだデポジットに対して短時間で充分な洗浄効果を発揮することができる紙・パルプ製造工程用洗浄液系の洗浄方法を提供することを解決すべき課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is a cleaning liquid for paper / pulp manufacturing process capable of exhibiting a sufficient cleaning effect in a short time for a deposit containing barium sulfate or calcium sulfate. Providing a system cleaning method is a problem to be solved.

本発明の工程水系の洗浄方法は、炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の少なくとも1種を含み、pHが8以上とされた第1洗浄液を硫酸バリウム及び/又は硫酸カルシウムを含んだデポジットが存在する工程水系に流通させる第1洗浄工程と、該第1洗浄工程終了後、該工程水系に硫酸以外の酸を含む第2洗浄液を流通させる第2洗浄工程と、を備えることを特徴とする。   In the process water-based cleaning method of the present invention, the first cleaning solution containing at least one of carbonate, phosphate and phosphonate and having a pH of 8 or more is used as a deposit containing barium sulfate and / or calcium sulfate. A first cleaning step for circulating in the existing process water system; and a second cleaning step for circulating a second cleaning liquid containing an acid other than sulfuric acid in the process water system after the completion of the first cleaning process. .

本発明における第1洗浄液及び第2洗浄液の作用は次のように考えられる。すなわち、まず、第1洗浄液に含まれている炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩が難溶解性の硫酸カルシウムや硫酸バリウムの表面において置換反応を行い、炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩となる(第1洗浄工程)。そして、さらに置換反応によって生じたカルシウムやバリウムの塩が、第2洗浄液に含まれている硫酸以外の酸によって溶解除去される(第2洗浄工程)。発明者らの試験結果によれば、第1洗浄液のpHが8以上であれば優れた洗浄効果が得られる。特に好ましいpHは9以上である。これによりデポジット中の硫酸カルシウムや硫酸バリウムは、短時間に溶解除去されることとなる。   The actions of the first cleaning liquid and the second cleaning liquid in the present invention are considered as follows. That is, first, the carbonate, phosphate and phosphonate contained in the first cleaning solution undergo a substitution reaction on the surface of the sparingly soluble calcium sulfate or barium sulfate, and then the carbonate, phosphate and phosphonate. (First cleaning step). Further, calcium or barium salts generated by the substitution reaction are dissolved and removed by an acid other than sulfuric acid contained in the second cleaning liquid (second cleaning step). According to the test results of the inventors, an excellent cleaning effect can be obtained if the pH of the first cleaning liquid is 8 or more. Particularly preferred pH is 9 or more. Thereby, calcium sulfate and barium sulfate in the deposit are dissolved and removed in a short time.

したがって、本発明の工程水系の洗浄方法によれば、硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含んだデポジットに対して短時間で充分な洗浄効果を発揮することができる。   Therefore, according to the process water-based cleaning method of the present invention, a sufficient cleaning effect can be exhibited in a short time with respect to a deposit containing barium sulfate or calcium sulfate.

第1洗浄液の調製方法としては、(1)炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の少なくとも1種を溶かした濃厚液(例えば10重量%〜50重量%)を工程水に添加する方法や、(2)炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の少なくとも1種をそのまま工程水に添加して溶解させる方法があるが、場所による濃度差の違いが生じ難い前者の方法が、洗浄効果も均一化されるため、より好ましい。pHの調整は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び塩酸等を用いて行うことができる。洗浄が進むにつれて第1洗浄液のpHは低下するため、洗浄中のpHを測定し、pHが8以下になれば第1洗浄液の追加添加あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを添加してpH調製を行う。第1洗浄液中の有効成分となる炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の濃度は、用いる炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の種類や洗浄対象のデポジットの種類などに応じて適宜選択すればよいが、通常、0.1重量%〜5重量%である。
また、第1洗浄剤の作用効果を妨げない範囲で、界面活性剤等の湿潤浸透剤、消泡剤、キレート剤、腐食防止剤などを併用してもよい。
As a method for preparing the first cleaning liquid, (1) a method of adding a concentrated liquid (for example, 10 wt% to 50 wt%) in which at least one of carbonate, phosphate and phosphonate is dissolved, to the process water, (2) There is a method in which at least one of carbonate, phosphate and phosphonate is added and dissolved in the process water as it is, but the former method, which does not easily cause a difference in concentration depending on the location, has a uniform cleaning effect. This is more preferable. The pH can be adjusted using sodium hydroxide, potassium hydroxide, hydrochloric acid or the like. Since the pH of the first cleaning solution decreases as the cleaning progresses, measure the pH during the cleaning, and if the pH falls below 8, adjust the pH by adding the first cleaning solution or adding sodium hydroxide or potassium hydroxide. Do. The concentration of carbonate, phosphate and phosphonate as active ingredients in the first cleaning liquid is appropriately selected according to the type of carbonate, phosphate and phosphonate used, the type of deposit to be cleaned, etc. Usually, it is 0.1 wt% to 5 wt%.
In addition, a wet penetrant such as a surfactant, an antifoaming agent, a chelating agent, a corrosion inhibitor and the like may be used in combination as long as the effect of the first cleaning agent is not hindered.

また、第2洗浄液の調製方法としては、(1)第1洗浄液を排出した後に硫酸以外の酸の濃厚液(例えば20重量%〜50重量%)を清水で希釈して調製する方法、(2)第1洗浄液による洗浄を行った後、第1洗浄液を排出することなく硫酸以外の酸の濃厚液(例えば20重量%〜50重量%)をそのまま第1洗浄液に添加して酸性とし、第2洗浄液を調製する方法がある。
第2洗浄液中の有効成分となる硫酸以外の酸の濃度は、用いる酸の種類、第1洗浄液の種類、洗浄対象となるデポジットの種類、要求される洗浄程度及び第1洗浄液による洗浄程度等を考慮して適宜選択すればよいが、通常は0.1重量%〜5重量%である。
また、第2洗浄剤の作用効果を妨げない範囲で界面活性剤等の湿潤浸透剤、消泡剤、キレート剤、腐食防止剤などを併用してもよい。
In addition, as a method for preparing the second cleaning liquid, (1) a method of preparing a concentrated liquid of acid other than sulfuric acid (for example, 20% by weight to 50% by weight) with fresh water after discharging the first cleaning liquid, (2 ) After cleaning with the first cleaning liquid, without discharging the first cleaning liquid, a concentrated liquid of acid other than sulfuric acid (for example, 20 wt% to 50 wt%) is added to the first cleaning liquid as it is to make it acidic. There is a method for preparing a cleaning solution.
The concentration of the acid other than sulfuric acid as the active ingredient in the second cleaning liquid is determined based on the type of acid used, the type of the first cleaning liquid, the type of deposit to be cleaned, the required cleaning level, and the cleaning level with the first cleaning liquid. Although it may be selected as appropriate in consideration, it is usually 0.1% by weight to 5% by weight.
Moreover, you may use together wet penetrants, such as surfactant, an antifoamer, a chelating agent, a corrosion inhibitor, etc. in the range which does not prevent the effect of a 2nd cleaning agent.

本発明の工程水系の洗浄方法では、第1洗浄工程終了後、第1洗浄液を工程水系から排出させた後第2洗浄工程を行うことが好ましい。第1洗浄液はアルカリ性であるため、第2洗浄工程において第1洗浄液が残っていると、中和に要する分だけ酸の消費量が増加するからである。特に、第1洗浄液に炭酸塩が含まれる場合には、第1洗浄液を工程水系に残したまま酸を加えた場合、二酸化炭素による多量の発泡が生じ、溢れ出たりするおそれがある。   In the process water-based cleaning method of the present invention, it is preferable that after the first cleaning process is completed, the first cleaning liquid is discharged from the process water system and then the second cleaning process is performed. This is because, since the first cleaning liquid is alkaline, if the first cleaning liquid remains in the second cleaning step, the amount of acid consumed increases by the amount required for neutralization. In particular, when carbonate is contained in the first cleaning liquid, if an acid is added while leaving the first cleaning liquid in the process water system, a large amount of foaming may occur due to carbon dioxide, which may overflow.

また、第1洗浄液は炭酸塩水溶液であることも好ましい。第1洗浄液に炭酸塩が含まれている場合には、第2洗浄工程において流通された硫酸以外の酸によって二酸化炭素の泡が発生し、その発泡作用によってデポジットが物理的に除去される効果も奏されるからである。   The first cleaning liquid is preferably an aqueous carbonate solution. When carbonate is contained in the first cleaning liquid, carbon dioxide bubbles are generated by an acid other than sulfuric acid circulated in the second cleaning step, and the deposit is physically removed by the foaming action. Because it is played.

さらに、第2洗浄液はスルファミン酸、クエン酸及びリンゴ酸の少なくとも1種を含む水溶液であることも好ましい。これらの酸は、取り扱いにおいて比較的安全な酸であり、作業の安全性を確保しやすい。また、クエン酸及びリンゴ酸はバリウムやカルシウムと錯体を形成して溶解力を増す効果があるため、洗浄力が高くなる。   Furthermore, the second cleaning liquid is preferably an aqueous solution containing at least one of sulfamic acid, citric acid, and malic acid. These acids are relatively safe acids in handling, and it is easy to ensure work safety. Moreover, since citric acid and malic acid have the effect of forming a complex with barium and calcium to increase the dissolving power, the detergency is increased.

本発明の工程水系の洗浄方法は、紙・パルプ製造工程水系に好適に用いることができる。紙パルプ産業では、近年の環境に配慮した無塩素漂白(ECF)パルプの拡大に伴って、塩素に代えて二酸化塩素を使用し、酸性条件下で漂白を行うために硫酸が使用される。紙・パルプ製造工程水系には、木材由来のバリウムやカルシウムが含まれるため、漂白工程で使用される硫酸と反応して硫酸バリウムや硫酸カルシウムが生じやすい。具体的には、ECF漂白工程の前段の酸加水分解塔及びECF漂白工程の二酸化塩素塔の周辺の設備、配管、ファンポンプ、フィルタ(ドラムウォッシャーやディフューザーを含む)及びスクリーン等、更に調成工程の精選スクリーン、配管やファンポンプ、抄紙工程のインレット内のディストリビューターやスライスリップ、白水サイロやピット壁面、配管及びファンポンプにデポジットが形成されやすく、これらの箇所の洗浄に適用される。また、パルプ蒸解後のフィルタ(ドラムウォッシャーやディフューザーを含む)での硫酸バリウムや硫酸カルシウムを含むデポジットの洗浄除去に適用される。   The process water-based cleaning method of the present invention can be suitably used for a paper / pulp production process water system. In the pulp and paper industry, with the recent expansion of environment-friendly bleach-free (ECF) pulp, chlorine dioxide is used instead of chlorine, and sulfuric acid is used for bleaching under acidic conditions. Since the paper / pulp production process water system contains barium and calcium derived from wood, it tends to react with sulfuric acid used in the bleaching process to generate barium sulfate and calcium sulfate. Specifically, the preparation process, including equipment, piping, fan pumps, filters (including drum washers and diffusers) and screens around the acid hydrolysis tower in the previous stage of the ECF bleaching process and the chlorine dioxide tower in the ECF bleaching process It is easy to form deposits on screens, pipes and fan pumps, distributors and slice lips, white water silos and pit walls, pipes and fan pumps in the papermaking process, and they are applied to cleaning these parts. Further, the present invention is applied to washing and removing deposits containing barium sulfate and calcium sulfate in filters after pulp cooking (including drum washers and diffusers).

本発明の工程水系の洗浄方法における第1洗浄液に含まれる炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸2水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸2水素カリウム、1−ヒドロキシエチリデン−1、1−ジホスホン酸(HEDP)の1〜4ナトリウム塩(HEDP・1〜4Na)、1−ヒドロキシエチリデン−1、1−ジホスホン酸(HEDP)の1〜4カリウム塩(HEDP・1〜4K)、2−ホスホノブタン−1、2、4−トリカルボン酸(PBTC)の1〜5ナトリウム塩(PBTC・1〜5Na)、2−ホスホノブタン−1、2、4−トリカルボン酸(PBTC)の1〜5カリウム塩(PBTC・1〜5K)、ニトリロトリスメチレンホスホン酸(NTP)の1〜6ナトリウム塩(NTP・1〜6Na)、ニトリロトリスメチレンホスホン酸(NTP)の1〜6カリウム塩(NTP・1〜6K)、N、N、N’、N’−テトラキス(ホスホノメチル)エチレンジアミン(EDTMP)の1〜8ナトリウム塩(EDTMP・1〜8Na)、N、N、N’、N’−テトラキス(ホスホノメチル)エチレンジアミン(EDTMP)の1〜8カリウム塩(EDTMP・1〜8K)等が挙げられる。中でも炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、1−ヒドロキシエチリデン−1、1−ジホスホン酸(HEDP)の3〜4ナトリウム塩(HEDP・3〜4Na)、2−ホスホノブタン−1、2、4−トリカルボン酸(PBTC)の3〜4ナトリウム塩(PBTC・3〜4Na)が好ましい。これらの1種あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、第2洗浄液に含まれる酸としては、硫酸以外に酸として、例えばスルファミン酸、有機酸(クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコール酸等)、メタンスルホン酸、塩酸、硝酸、等が挙げられ、中でもスルファミン酸、クエン酸、リンゴ酸が好ましい。これらの1種あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the carbonate, phosphate and phosphonate contained in the first cleaning liquid in the process water-based cleaning method of the present invention include sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, sodium phosphate, and hydrogen phosphate 2 Sodium salt of sodium, sodium dihydrogen phosphate, potassium phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid (HEDP) 1-4 salt (HEDP · 1-4Na ), 1 to 4 potassium salt of 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid (HEDP) (HEDP 1 to 4K), 1 to 5 sodium of 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) 1 to 5 salts of salt (PBTC · 1-5Na), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) Um salt (PBTC · 1-5K), 1-6 sodium salt of nitrilotrismethylenephosphonic acid (NTP) (NTP · 1-6Na), 1-6 potassium salt of nitrilotrismethylenephosphonic acid (NTP) (NTP · 1 ˜6K), N, N, N ′, N′-tetrakis (phosphonomethyl) ethylenediamine (EDTMP) 1-8 sodium salt (EDTMP · 1-8Na), N, N, N ′, N′-tetrakis (phosphonomethyl) 1-8 potassium salt (EDTMP * 1-8K) etc. of ethylenediamine (EDTMP) etc. are mentioned. Among them, sodium carbonate, potassium carbonate, 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid (HEDP) 3-4 sodium salt (HEDP-3-4Na), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) 3-4 sodium salt (PBTC · 3-4Na) is preferred. You may use these 1 type or in combination of 2 or more types.
Examples of the acid contained in the second cleaning liquid include acids other than sulfuric acid such as sulfamic acid, organic acids (citric acid, malic acid, tartaric acid, glycolic acid, etc.), methanesulfonic acid, hydrochloric acid, nitric acid, and the like. Of these, sulfamic acid, citric acid and malic acid are preferred. You may use these 1 type or in combination of 2 or more types.

第1洗浄工程及び第2洗浄工程の具体的な方法としては、例えば、以下のとおりである。
第1洗浄工程
清水に炭酸ナトリウムを撹拌溶解させて10重量%炭酸ナトリウム水溶液を調製し、洗浄対象の工程水を循環させながら10重量%炭酸ナトリウム水溶液を添加して、工程水中の炭酸ナトリウム濃度が0.1重量%〜5重量%の範囲内の所定濃度にし、第1洗浄液とする。ポンプ等で第1洗浄液を循環させながら工程水系にスチーム等を吹き込み、第1洗浄液を加温する。第1洗浄液の加温目標温度は、通常、30℃〜80℃を目安とし、対象とする工程により適宜決定する。例えば、無塩素漂白工程のディフューザーの洗浄では70℃〜80℃に加温し、調製工程のスクリーンや抄紙工程のインレットでは30〜50℃に加温する。第1洗浄液の循環による洗浄時間は、洗浄対象の硫酸バリウム・硫酸カルシウム含有デポジットの種類と要求される洗浄程度を考慮して適宜決定されるが、通常は、1時間〜3時間である。第1洗浄液による洗浄中、適宜、当該洗浄液のpHを測定してpHが8以下になれば、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液や10重量%程度の炭酸ナトリウム水溶液を添加して当該洗浄液のpHを8以上に維持する。
Specific methods of the first cleaning process and the second cleaning process are, for example, as follows.
First washing step Sodium carbonate is stirred and dissolved in fresh water to prepare a 10% by weight aqueous sodium carbonate solution, and 10% by weight aqueous sodium carbonate solution is added while circulating the process water to be washed. A predetermined concentration in the range of 0.1 wt% to 5 wt% is used as the first cleaning liquid. Steam or the like is blown into the process water system while circulating the first cleaning liquid with a pump or the like, and the first cleaning liquid is heated. The heating target temperature of the first cleaning liquid is usually determined appropriately according to the target process, with 30 to 80 ° C. as a guide. For example, in the cleaning of the diffuser in the chlorine-free bleaching process, the temperature is increased to 70 ° C. to 80 ° C., and in the screen of the preparation process or the inlet of the paper making process, the temperature is increased to 30 to 50 ° C. The cleaning time by circulation of the first cleaning liquid is appropriately determined in consideration of the type of barium sulfate / calcium sulfate-containing deposit to be cleaned and the required cleaning level, but it is usually 1 hour to 3 hours. During the cleaning with the first cleaning liquid, the pH of the cleaning liquid is appropriately measured, and when the pH is 8 or less, an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, or about 10% by weight sodium carbonate aqueous solution is added to the cleaning liquid. The pH is maintained at 8 or higher.

第2洗浄工程
第1洗浄液による洗浄後、第1洗浄液を排出し、新たに清水を入れて洗浄対象の工程水系が循環できるようにしながら、20重量%スルファミン酸水溶液を徐々に添加し、スルファミン酸の濃度が0.1重量%〜5重量%の範囲内の所定濃度に達するようにして第2洗浄液を調製する。スルファミン酸の濃度方法としては、日本薬局方のジアゾ化滴定法がある。スルファミン酸水溶液を徐々に添加することで、第1洗浄液の残液を含む工程中の清水は徐々に酸性になり、工程内に残存する炭酸ナトリウムがスルファミン酸によって分解されて微細な気泡が発生うる。この気泡により、硫酸バリウム及び/又は硫酸カルシウム含有デポジットに亀裂が入ったり、当該デポジットが付着表面から部分的に剥離する。第2洗浄液の循環を継続して行い、硫酸バリウム及び/又は硫酸カルシウム含有デポジットの剥離・溶解洗浄を行う。第2洗浄液での洗浄中、適宜、当該洗浄液のpHを測定してpHが6.5以上の中性付近になれば、スルファミン酸水溶液を添加して第2洗浄液のpHを酸性に維持する。第2洗浄液での洗浄時間は通常、1時間〜3時間である。洗浄が終了した後、第2洗浄液を排出させ、洗浄を終了する。
また、第1洗浄液がリン酸塩及び/又はホスホン酸塩の水溶液である場合、第1洗浄液を排出することなく、第1洗浄液を循環しながら、20重量%スルファミン酸水溶液を徐々に添加し、スルファミン酸による第1洗浄液の中和を行いながら第2洗浄液の調製を行うこともできる。通常、洗浄処理を行った第1洗浄液は排出されて、塩酸あるいは硫酸により中和された後、排水処理を受けて河川に放流されるが、スルファミン酸による第1洗浄液の中和を行いながら第2洗浄液の調製を行うことで、塩酸あるいは硫酸により中和処理費が軽減される。
Second washing step After washing with the first washing solution, the first washing solution is discharged, fresh water is added and the process water system to be washed is circulated while gradually adding a 20 wt% aqueous sulfamic acid solution. The second cleaning liquid is prepared so that the concentration of the liquid reaches a predetermined concentration within the range of 0.1 wt% to 5 wt%. As a concentration method of sulfamic acid, there is a diazotization titration method of the Japanese Pharmacopoeia. By gradually adding the sulfamic acid aqueous solution, the fresh water in the process including the remaining liquid of the first cleaning liquid becomes gradually acidic, and the sodium carbonate remaining in the process can be decomposed by the sulfamic acid to generate fine bubbles. . Due to the bubbles, the barium sulfate and / or calcium sulfate-containing deposit is cracked or the deposit is partially peeled off from the adhesion surface. The second cleaning liquid is continuously circulated, and the barium sulfate and / or calcium sulfate-containing deposit is peeled and dissolved and cleaned. During the cleaning with the second cleaning liquid, the pH of the cleaning liquid is appropriately measured, and when the pH is near neutral of 6.5 or more, an aqueous sulfamic acid solution is added to keep the pH of the second cleaning liquid acidic. The cleaning time with the second cleaning liquid is usually 1 hour to 3 hours. After the cleaning is finished, the second cleaning liquid is discharged and the cleaning is finished.
Further, when the first cleaning liquid is an aqueous solution of phosphate and / or phosphonate, the 20% by weight sulfamic acid aqueous solution is gradually added while circulating the first cleaning liquid without discharging the first cleaning liquid, The second cleaning liquid can be prepared while neutralizing the first cleaning liquid with sulfamic acid. Usually, the first cleaning liquid that has been subjected to the cleaning treatment is discharged, neutralized with hydrochloric acid or sulfuric acid, and then discharged into a river after being subjected to drainage treatment. The first cleaning liquid is neutralized with sulfamic acid while the first cleaning liquid is being neutralized. 2. By preparing the cleaning solution, neutralization treatment costs are reduced by hydrochloric acid or sulfuric acid.

以下、本発明をさらに具体化した実施例を比較例と比較しつつ説明する。
実施例1〜9及び比較例1〜6
<第1洗浄液及び第2洗浄液の調製>
実施例1〜9及び比較例1〜6では、表1に示すように、第1洗浄液として1%の炭酸ナトリウム水溶液、1%のリン酸ナトリウム水溶液及び0.9%の2−ホスホノブタン−1、2、4−トリカルボン酸四ナトリウム水溶液から選択し、塩酸で各種のpH(実施例1〜9ではpH8以上、比較例1〜6ではpH6以下)に調整した。また、第2洗浄液として、塩酸、リンゴ酸、スルファミン酸、クエン酸の中から選択し、濃度は全て1質量%とした。

Figure 2007289817
Examples in which the present invention is further embodied will be described below in comparison with comparative examples.
Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6
<Preparation of first cleaning liquid and second cleaning liquid>
In Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6, as shown in Table 1, 1% sodium carbonate aqueous solution, 1% sodium phosphate aqueous solution and 0.9% 2-phosphonobutane-1 as the first cleaning liquid, It was selected from tetrasodium 2,4-tricarboxylate aqueous solution and adjusted to various pH with hydrochloric acid (pH 8 or more in Examples 1 to 9, pH 6 or less in Comparative Examples 1 to 6). The second cleaning liquid was selected from hydrochloric acid, malic acid, sulfamic acid, and citric acid, and the concentration was 1% by mass.
Figure 2007289817

<硫酸バリウム溶解試験>
第1洗浄工程
上記実施例1〜9及び比較例1〜6で調製した第1洗浄液を200mlとり、300mlの三角フラスコに入れ、さらに試薬の硫酸バリウム0.2gを加える。そして、ロータリーシェーカーにセットした後、150rpmで90分間振とうした。
第2洗浄工程
そして、5分間静置後、デカンテーションによって上澄み液を捨てた後、第2洗浄液を200mlを加え、同様の操作を行う。そして、重量既知のNo.5Cのろ紙でろ過し、水洗後乾燥して重量を測定し、残留物の重量を求めた。その結果、表1に示すように、実施例1〜9では、硫酸バリウムの溶解が観察されたのに対し、比較例1〜6では、溶解が認められなかった。特にpHが10以上では、硫酸バリウムが迅速に溶解した。これらのことから、第1洗浄液のpHは8以上が必要であることが分かった。
<Barium sulfate dissolution test>
1st washing | cleaning process 200 ml of 1st washing | cleaning liquid prepared in the said Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6 is taken, and it puts into a 300 ml Erlenmeyer flask, and also adds 0.2 g of reagent barium sulfate. And after setting to a rotary shaker, it was shaken at 150 rpm for 90 minutes.
Second Washing Step After standing for 5 minutes, the supernatant liquid is discarded by decantation, 200 ml of the second washing liquid is added, and the same operation is performed. And No. of known weight. The mixture was filtered with 5C filter paper, washed with water, dried and weighed to determine the weight of the residue. As a result, as shown in Table 1, in Examples 1 to 9, dissolution of barium sulfate was observed, whereas in Comparative Examples 1 to 6, dissolution was not recognized. In particular, when the pH was 10 or more, barium sulfate was rapidly dissolved. From these facts, it was found that the pH of the first cleaning liquid needs to be 8 or more.

硫酸バリウムを炭酸カリウム水溶液に浸漬した場合の変化
本発明における炭酸塩の役割を調べるため、1%及び5%の炭酸カリウムを調製し、上述した溶解試験と同様、炭酸カリウム水溶液を200mlとり、300mlの三角フラスコに入れ、さらに試薬の硫酸バリウム0.2gを加える。そして、ロータリーシェーカーにセットした後、150rpmで1時間振とうした。そして、No.5Cのろ紙でろ過し、水洗及び遠心分離の操作を4回繰り返してから乾燥し、IR測定を行った。その結果、図1に示すように、炭酸カリウム水溶液で振とうすることにより、硫酸バリウムに起因する吸収が小さくなり、炭酸カリウムのカルボニル基に起因する吸収が大きくなった。そして、その効果は1%よりも5%の場合のほうが大きかった。
以上の結果から、本発明の工程水系の洗浄方法における第1洗浄工程、及び第2洗浄工程の作用効果は以下のように考えられる。すなわち、第1洗浄工程において、第1洗浄液に含まれていた炭酸カリウムは硫酸バリウムに対して硫酸根と置換反応を起こし、炭酸カリウムに変化するこ。そして、第2洗浄工程にいおいて、置換反応によって生じたバリウムの炭酸塩が第2洗浄液の酸によって溶解すると推測される。また、硫酸カルシウムについても同様の作用から、溶解除去されると推測される。
Changes when barium sulfate is immersed in an aqueous potassium carbonate solution In order to investigate the role of carbonates in the present invention, 1% and 5% potassium carbonates are prepared. And add 0.2 g of reagent barium sulfate. And after setting to a rotary shaker, it was shaken at 150 rpm for 1 hour. And No. The mixture was filtered with 5C filter paper, washed with water and centrifuged four times, dried, and then subjected to IR measurement. As a result, as shown in FIG. 1, by shaking with an aqueous potassium carbonate solution, the absorption due to barium sulfate was reduced and the absorption due to the carbonyl group of potassium carbonate was increased. The effect was greater at 5% than at 1%.
From the above results, the effects of the first cleaning step and the second cleaning step in the process water-based cleaning method of the present invention are considered as follows. That is, in the first cleaning step, the potassium carbonate contained in the first cleaning liquid undergoes a substitution reaction with the sulfate radical for barium sulfate and changes to potassium carbonate. In the second cleaning step, it is presumed that the barium carbonate produced by the substitution reaction is dissolved by the acid of the second cleaning solution. In addition, it is estimated that calcium sulfate is dissolved and removed from the same action.

実機から採取したデポジットに対する溶解試験
実際の紙・パルプ製造工程の二酸化塩素漂白工程段から採取された硫酸バリウム主体のデポジットを用いて、下記表2に示す実施例10〜16及び比較例7〜16の第1洗浄液及び第2洗浄液を用い、上述した硫酸バリウム溶解試験を行った。
実施例10〜16は、第1洗浄液として炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、2−ホスホノブタン−1、2、4−トリカルボン酸四ナトリウム及び1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸四ナトリウムの中から選択した。また、第2洗浄液として、塩酸、リンゴ酸、スルファミン酸、クエン酸の中から選択し、濃度は全て1質量%とした。
一方、比較例7〜16では、表2に示すように、酸性の第1洗浄液と酸性の第2洗浄の組み合わせ(比較例7、14)、アルカリ性の第1洗浄液とアルカリ性の第2洗浄の組み合わせ(比較例8〜11)、酸性の第1洗浄液とアルカリ性の第2洗浄の組み合わせ(比較例12)、アルカリ性の第1洗浄液とアルカリ性の第2洗浄の組み合わせ(比較例13、15、16)とした。

Figure 2007289817
Dissolution test for deposits collected from actual machine Examples 10-16 and Comparative Examples 7-16 shown in Table 2 below using deposits mainly composed of barium sulfate collected from the chlorine dioxide bleaching step of the actual paper and pulp manufacturing process The barium sulfate dissolution test described above was performed using the first and second cleaning solutions.
Examples 10-16 are selected from sodium carbonate, sodium phosphate, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylate tetrasodium and 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonate tetrasodium as the first wash. did. The second cleaning liquid was selected from hydrochloric acid, malic acid, sulfamic acid, and citric acid, and the concentration was 1% by mass.
On the other hand, in Comparative Examples 7 to 16, as shown in Table 2, the combination of the acidic first cleaning liquid and the acidic second cleaning (Comparative Examples 7 and 14), the combination of the alkaline first cleaning liquid and the alkaline second cleaning. (Comparative Examples 8 to 11), a combination of an acidic first cleaning liquid and an alkaline second cleaning (Comparative Example 12), a combination of an alkaline first cleaning liquid and an alkaline second cleaning (Comparative Examples 13, 15, and 16) did.
Figure 2007289817

その結果、上記表2に示すように、実施例10〜16では、デポジットがほとんど溶解したのに対し、比較例8〜12及び比較例14〜16では、溶解率が14%以下と極めて低かった。また、キレート剤としてEDTAナトリウム塩を含む比較例11でも溶解率は49%であり、従来からデポジットの洗浄方法として用いられてきた比較例11の洗浄方法よりも優れていることが分かった。   As a result, as shown in Table 2 above, deposits were almost dissolved in Examples 10 to 16, whereas in Comparative Examples 8 to 12 and Comparative Examples 14 to 16, the dissolution rate was 14% or less, which was extremely low. . Further, Comparative Example 11 containing EDTA sodium salt as a chelating agent had a dissolution rate of 49%, and was found to be superior to the cleaning method of Comparative Example 11 conventionally used as a deposit cleaning method.

硫酸バリウムを炭酸カリウム水溶液へ浸漬した場合におけるIRの変化を示すスペクトルである。It is a spectrum which shows the change of IR when a barium sulfate is immersed in potassium carbonate aqueous solution.

Claims (5)

炭酸塩、リン酸塩及びホスホン酸塩の少なくとも1種を含み、pHが8以上とされた第1洗浄液を硫酸バリウム及び/又は硫酸カルシウムを含んだデポジットが存在する工程水系に流通させる第1洗浄工程と、
該第1洗浄工程終了後、該工程水系に硫酸以外の酸を含む第2洗浄液を流通させる第2洗浄工程と、を備えることを特徴とする工程水系の洗浄方法。
A first cleaning that includes at least one of carbonate, phosphate, and phosphonate and has a pH of 8 or more flowing through a process water system in which a deposit containing barium sulfate and / or calcium sulfate is present. Process,
And a second cleaning step in which a second cleaning liquid containing an acid other than sulfuric acid is circulated in the process water system after the completion of the first cleaning step.
第1洗浄工程終了後、第1洗浄液を工程水系から排出させてから第2洗浄工程を行うことを特徴とする工程水系の洗浄方法。   A process water-based cleaning method, wherein after the first cleaning process, the second cleaning process is performed after the first cleaning liquid is discharged from the process water system. 第1洗浄液は炭酸塩水溶液であることを特徴とする請求項1又は2記載の工程水系の洗浄方法。   3. The process water-based cleaning method according to claim 1, wherein the first cleaning liquid is an aqueous carbonate solution. 第2洗浄液はスルファミン酸、クエン酸及びリンゴ酸の少なくとも1種を含む水溶液であることを特徴とする請求項1又は2記載の工程水系の洗浄方法。   The process water-based cleaning method according to claim 1 or 2, wherein the second cleaning liquid is an aqueous solution containing at least one of sulfamic acid, citric acid, and malic acid. 前記工程水系は紙・パルプ製造工程水系であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の工程水系の洗浄方法。   The process water system cleaning method according to claim 1, wherein the process water system is a paper / pulp manufacturing process water system.
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