JP2010235698A - ペーパースラッジを原料とする固形燃料の製造方法及びペーパースラッジを原料とする固形燃料を用いた衛生薄葉紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジを再利用する。
【解決手段】衛生薄葉紙を製造する過程で排出される填料を含まないパルプ繊維１００％を固形分とするペーパースラッジを圧搾処理して６０重量％以下の水分率とし、さらに、これをペレタイザーにて水分率を４０重量％以下とするとともに成型して固形化した固形燃料により解決される。
【選択図】なし

Description

本発明は、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの再利用方法に関する。

ティシュペーパー、トイレットペーパー、キッチンペーパー等の衛生薄葉紙製造業界においては、抄紙過程において多量のペーパースラッジが排出される。

他方、上記各衛生薄葉紙の主たる抄紙原料はパルプ繊維であり、一般的には填料などが含有されない。また、このパルプ繊維についても、古紙パルプを原料とする場合もあるが、主流となるのはバージンパルプ、特に、ＬＢＫＰ、ＮＢＬＰといったリグニンを含有しないパルプが原料とされる。
従って、上記ペーパースラッジは、ほぼその１００％が抄紙過程において、紙とならなかった微細なパルプ繊維からなる。

他方、近年、バイオマス廃棄物の再利用がなされるようになってきている。製紙業界においても、バイオマス成分を含むスラッジの利用が試みられているが、その技術として確立されているものは、主に板紙、印刷用紙、新聞紙等の炭酸カルシウムなどの無機填料を含有する紙について、スラッジ脱水後に焼却処理してその無機填料を取り出してこれを再利用しようとするものである。しかし、これらの方法は、本質的にはバイオマスとしての木質部分ではなく、単にその無機填料を部分を分離回収しているだけであり、バイオマスの再利用といえるものではない。

他方、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジについては、再利用方法としては、基本的に脱水処理されたのちそのまま製鉄所における溶鉱炉の鎮静材として用いられてきた。
しかしながら、近年、溶鉱炉の可動率の低下等により、必要とされる鎮静材の需要が低下しており、結果的に衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジについては、単に廃棄処分されることが多くなってきており、処理コスト、環境保護面での悪影響が生じはじめている。

特表平１０−５０５６６２

そこで、本発明の主たる課題は、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの性質に鑑みて、特にこれを燃料として使用することができる再利用システムを構築することにあり、特に、かかるペーパースラッジを衛生薄葉紙の製造工程における燃料として利用する循環システムを構築することにある。

上記課題を解決した本発明及び作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
衛生薄葉紙を製造する過程で排出される填料を含まないパルプ繊維１００％を固形分とするペーパースラッジを圧搾処理して６０重量％以下の水分率とし、さらに、これをペレタイザーにて水分率を４０重量％以下とするとともに成型して固形化することを特徴とするペーパースラッジを原料とする固形燃料の製造方法。

＜請求項２記載の発明＞
前記ペーパースラッジにおけるパルプ繊維は、リグニンを含まない、広葉樹クラフトパルプ及び針葉樹クラフトパルプからなる請求項１記載のペーパースラッジを原料とする固形燃料の製造方法。

＜請求項３記載の発明＞
衛生薄葉紙を製造する過程で排出される填料を含まないパルプ繊維１００％を固形分とするペーパースラッジを脱水処理して６０重量％以下の水分率とし、さらに、これをペレタイザーにて水分率を２０重量％以下とするとともに固形化し、
この固形化されたペーパースラッジを原料とする固形燃料をバイオマスボイラー設備により燃焼させ、
この燃焼により得られる熱源を前記衛生薄葉紙の製造工程において利用することを特徴とするペーパースラッジを原料とする固形燃料を用いた衛生薄葉紙の製造方法。

以上の本発明によれば、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの性質に鑑みた固形燃料が製造され、しかも、かかるペーパースラッジを衛生薄葉紙の製造工程における燃料として利用する循環システムが構築される。

次いで、本発明の実施の形態について、以下に詳述する。
本発明は、これまで単に焼却処分されるか、埋め立て処理されるか或いはそのままの簡単な脱水処理された状態で溶鉱炉の沈静材として用いられてきた衛生薄葉紙の製造工程にて排出されるペーパースラッジについて、その成分に着目し、これをバイオマス燃料として利用可能であることを鋭意研究の結果知見したものである。

すなわち、衛生薄葉紙の原料となるパルプ繊維は、衛生薄葉紙の利用目的に鑑みて極めて衛生的に管理されたものであり、その原材料は、概ね、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰとったリグニンを実質的に含有しないパルプ繊維であり、しかも抄紙網に載らないフィブリル化された微細な繊維である。

このように、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジは、微細な繊維であって、しかもリグニンをほとんど含まない木質成分であるという特殊性がある。本発明は、この衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの特質に着目したという点が大きく、このような発想はこれまで無かったのである。

特に、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジは、繊維長が極めて短い木質成分であるとともに、適度な叩解がなされており、したがってリグニン等の含有がなくとも固形化に適する。しかも、衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジは、填料などを含有しないために、燃焼処理した場合の灰分が極めて少量となる。

そして、本発明は、かかる衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの性質を着目したうえで、そのカロリー収支、ＣＯ₂排出量等について鋭意研究の結果、極めて有効な高付加価値物質としての特質を知見し、本発明に至ったのである。

まず、本発明では、衛生薄葉紙のペーパースラッジを圧搾処理して、６０重量％以下の水分率とする。このましくは、４０〜６０重量％の水分率とする。この水分率は、既存の圧搾機器により達成できる。これは、例えば、フィルタープレスにより達成できる。

次いで、このように圧搾処理して、水分率を４０〜６０重量％に調整したならば、次いで、ペレタイザー（ペレット生成機器）により、その水分率が４０重量％未満としつつ、固形化する。その大きさは、径が３〜２０ｍｍ、長さが５〜５０ｍｍ程度とするのが望ましい。
ペレタイザーは、本発明では、限定されず、上記水分率及びペレットの大きさを達成できる範囲で、従来既知のものが利用できる。

かくして、得られた固形燃料は、極めて燃焼性に優れ、バイオマス燃料として適するものとなる。

ここで、本発明により得られる固形燃料については、特に、バイオマスボイラー設備により燃焼し、熱源として利用できる。バイオマスボイラーとしては、従来既知の木材チップを燃料として、重油などの補助的燃料を追加して、熱源を得る従来既知のバイオマスボイラーが利用できる。

特に、本発明においては、薄葉紙製紙製造工程で、かかるペーパースラッジが排出されること及び衛生薄葉紙製造工程においては、所望の熱源を必要とすることから、上記固形燃料をバイオマスボイラーにて燃焼させた熱を、その衛生薄葉紙製造工程において利用することで、従来、ペーパースラッジに要していたコスト及びその輸送等により排出されるＣＯ２ガスが削減される。

ここで、本発明者等においては、従来の衛生薄葉紙製造工程における熱源として利用してきた木材チップをバイオマスボイラーにより燃焼させた場合の熱量と、本件発明にかかるペーパースラッジを原料とする固形燃料を燃焼させた場合の熱量とについて調査したところ、従来の木材チップについては、約４０００ｃａｌ／ｋｇであるのに対して、本発明にかかる固形燃料は約４０００〜５０００ｃａｌ／ｋｇであり、従来木材チップと同等以上の熱量が得られることを知見した。すなわち、本件発明の固形燃料は、従来の木材チップと同等以上の熱量が得られ、この点から高付加価値物質として利用できることが知見された。

これは、木材チップは、その水分率が３０〜４０重量％程度であって本発明の固形燃料と同等でありながら、リグニンによって繊維同士が強固に繋がっているために燃焼効率については、本発明の固形燃料よりも劣るものと考えられる。

本発明の固形燃料は、上述のとおり、叩解によってフィブリル化された極めて微細な繊維でありながら、その繊維同士の繋がりは、前記繊維のフィブリル化によるものと水分によるものだけであるので、安全かつ燃焼効率に優れるのである。

そして、この固形燃料については、従来の木材チップを熱源とするバイオマスボイラーにて問題なく燃焼させることが可能である。

ここで、本発明にかかるペーパースラッジの排出量については、製紙設備及び衛生薄葉紙の生産量によっても相違するが、概ね、熱量の観点から、従来の木材チップを熱源として、日当たり１０００ｔ／月の木材チップを要する衛生薄葉紙の製造工程においては、概ね５０ｔ／月のペーパースラッジが排出される。本発明の方法によれば、この量のペーパースラッジからは、その固形分比率からして、２５ｔ／月の固形燃料が製造できる。

従って、この本発明の固形燃料を、衛生薄葉紙の製造工程における熱源として利用する場合には、製造に要していた木材チップを２５ｔ／月減少させることができる。木材チップは、木材を小片化したものであるから、この固形燃料を用いることによって、森林伐採に関する環境問題の解決の一端を担うことができる。

さらに、そもそも衛生薄葉紙から排出されるペーパースラッジは、上述のとおり衛生的であり、しかも成分上、燃焼させても安全性の高いものであるにも関わらず、廃棄処理する場合にあたっては、産業廃棄物として認定されるため、その処理に関しては、ダイオキシン等の有害物質に対応した処理が求められる。しかし、本発明のように固形燃料とした場合には、産業廃棄物ではなく有価物として認定され、かかる処理にかかるコストを格段に低減できる可能性がある。

さらに、コスト的なことに言及すれば、ペーパースラッジを処理するに要していたコスト、例えば、溶鉱炉の鎮静材として引き取り処理してもらうための引き取り料など廃棄物処理のかかる種々のコストを削減することができ、製造業者における利点もある。

以上、詳述のとおり、本発明によれば、これまで注目されてこなかった衛生薄葉紙の製造工程で排出されるペーパースラッジの特質に鑑みた種々の利点を有する固形燃料を製造することができ、しかも、これを当該ペーパースラッジの排出にかかる衛生薄葉紙の製造工程の熱源として利用することで、廃棄物処理、環境保護等の点における利点がある。

Claims (3)

1. 衛生薄葉紙を製造する過程で排出される填料を含まないパルプ繊維１００％を固形分とするペーパースラッジを圧搾処理して６０重量％以下の水分率とし、さらに、これをペレタイザーにて水分率を４０重量％以下とするとともに成型して固形化することを特徴とするペーパースラッジを原料とする固形燃料の製造方法。
2. 前記ペーパースラッジにおけるパルプ繊維は、リグニンを含まない、広葉樹クラフトパルプ及び針葉樹クラフトパルプからなる請求項１記載のペーパースラッジを原料とする固形燃料の製造方法。
3. 衛生薄葉紙を製造する過程で排出される填料を含まないパルプ繊維１００％を固形分とするペーパースラッジを脱水処理して６０重量％以下の水分率とし、さらに、これをペレタイザーにて水分率を２０重量％以下とするとともに固形化し、
   この固形化されたペーパースラッジを原料とする固形燃料をバイオマスボイラー設備により燃焼させ、
   この燃焼により得られる熱源を前記衛生薄葉紙の製造工程において利用することを特徴とするペーパースラッジを原料とする固形燃料を用いた衛生薄葉紙の製造方法。