JP2018502231A - プラントレイアウトおよび脱墨方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、古紙を処理するためのレイアウトおよび方法であって、直列に接続された少なくとも２つの脱墨処理サイクルを有し、少なくとも、第１のサイクル内にプレフローテーション；分散機；および第２のサイクル内に、前記分散機の後に接続されたポストフローテーションを有するレイアウトおよび方法に関する。このポストフローテーションにより、分散したインク、填料、微粒子および繊維を含むリジェクト画分が分離される。本発明において、ポストフローテーションのリジェクトの流れの少なくとも１つは、先行する第１のサイクルのプレフローテーションよりも前もしくはプレフローテーションに、または並行する別の脱墨処理ラインのフローテーションに戻される。

Description

本発明は、古紙を処理するための、請求項１の前提部に記載の脱墨処理プラントレイアウト、および請求項４の前提部に記載の脱墨方法であって、直列に接続された少なくとも２つの脱墨処理サイクルを有し、少なくとも、第１のサイクル内にプレフローテーション；分散機；および第２のサイクル内に、前記分散機の後に接続されたポストフローテーションを有し、該ポストフローテーションにより、分散したインク、填料、微粒子および繊維を含むリジェクト画分を、例えばカナダ特許第１３３５１４７号で公知の方法と同様にして、分離することができる、脱墨処理プラントレイアウトおよび脱墨方法に関する。

ドイツ特許公開公報第３３０５１３１号（Ａ１）には、脱水した水を脱墨処理ライン内の上流の処理段階に戻すことが開示されている。

本発明において、前記分散機を用いて行われる分散の前または後に設けられるフローテーション工程の数は重要ではない。本明細書で用いられる「プレフローテーション」は、分散よりも前に設けられているものであれば、１つのサイクルにおける２つのフローテーションステージを意味することもあり、また分散の前に設けられた複数のサイクル（ループとしても知られる）における複数のフローテーションステージを意味することもある。また、分散機の後に２つのポストフローテーションを設けることも可能である。このような分散には、第１のサイクルの終わりに行われる分散と、第２のサイクルの始めに行われる分散が含まれる。

脱墨プロセスについては、より経済的で環境負荷の少ないものとなるよう、常に改良が行われている。

上記の目的は、それぞれ特徴的な構成要素を含む、請求項１に記載のレイアウトおよび請求項４に記載の脱墨方法により達成される。また、請求項１および請求項４のそれぞれの従属請求項に、有利な実施形態を記載する。

本発明において、分散機と直列に接続されたポストフローテーションで生じたリジェクトの流れの少なくとも１つは、先行する第１のサイクルのプレフローテーションよりも前および／またはプレフローテーションに戻される。これにより、フローテーション段階毎ではなく、レイアウト毎に１つの排出シンクを用意すれば事足りることになる。従来、分散機は常に、サイクル間にある種の分断をもたらすものであった。これまで、分散したインクを含むリジェクトを再利用することは、望ましくないどころか、有害な可能性すらあると考えられていた。さらに、分散工程には多大な費用が掛かるため、生じたリジェクトの流れを、もう一度分散工程の上流に戻すことは嫌厭される。したがって、本発明は、リジェクトの再利用を提案するという点およびこれまでに最大８％もの収率向上を達成している点で、驚くべきものである。したがって、原料として加える古紙が少なくて済み、ポストフローテーションにおける分散されたリジェクトも同様に低減されることから、本発明は成功と見なすべきであろう。

分散機の後に設けられたポストフローテーションで生じたリジェクトは、分散したインク、填料、微粒子および繊維からなる混合物であり、分散機の影響を受けてこのような形態で生じるため、分散機リジェクトとも呼ばれる。予想外のことであるが、プレフローテーションにおいて、ポストフローテーションのリジェクト中に分散している、例えばインク（これは、分散によりすべて浮揚した状態になっている）を、それよりも前の段階であるプレフローテーションのリジェクトとともに分離および排出に供することは、問題とはならないようである。既に分散しているインクは、再度分散機に到達することはないようなので、懸念されていたような、分散したインクを再度かなりの程度まで分散させる必要はないと思われる。これは、非常に素晴らしい点である。

これまで、公知の脱墨処理レイアウトにおいては、２つのフローテーション段階で生じたリジェクトは、いずれも焼却などの汚泥処理工程に送られていた。本発明においては、一般的な既存の焼却炉を利用しても、その容量において系外の物質を受け入れる余裕が生まれるため、発電設備に新しい付加価値が創出される。また、本発明の結果、同品質の紙１トンを製造するのに必要な特定原料の量は従来より減少するため、生じるリジェクトは、該原料を処理する最初の段階から既に低減されることになり、例えば、ドラムリジェクトが低減される。また、溶解に必要な薬剤も減少する。

さらに、本発明に係る実験により、予想に反して、同品質の脱墨パルプを製造した場合の収率は従来より大幅に改善されることが確認された。得られた脱墨パルプの組成を調べたところ、その填料や微粒子の含有量が大幅に増えており、その結果、特定の光学的性質がさらに改善されていることが分かった。ポストフローテーションのリジェクトは、填料、微粒子および繊維のみならずインクや粘着物も、プレフローテーション工程で供給されたこれらの成分とは異なる性質のものを含んでいる。「異なる性質」とは、例えば、分散機を経たことで、インクが繊維および微粒子から剥離された状態にあることを意味する。溶解したインク粒子は、微粒子や填料と同様にポストフローテーションにおいて排出される。

さらに本発明は、脱墨パルプの製造プロセスであって、少なくとも２系統のフローテーションライン、例えば、２つの別個の脱墨パルプを並行して製造する第１および第２のフローテーションライン、を含む製造プロセスに関する。この発明は、第１のフローテーションラインにおいてフローテーションと分散とを経て実施されるフローテーションで生じたリジェクトが、第２のフローテーションラインのフローテーションステップに（またはフローテーションステップよりも前に）戻されることを特徴とする。

この発明は、収率および効率が向上するという利点を有する。上述の別々のラインで製造されたパルプは、例えば、それぞれ異なる品質のパルプであってもよく、異なる要件、例えば白色度に関してそれぞれ異なる要件を満たすパルプであってもよい。したがって、より高い品質要件を満たすラインで生じたフローテーションリジェクトを品質要件の低いほうのラインに戻すことにより、高効率を実現できる。

第１および第２のフローテーションラインはそれぞれ、プレフローテーションおよびポストフローテーションを含む複数のフローテーションステップを含むことが好ましく、第１のフローテーションラインのポストフローテーションステップのリジェクトが、第２のフローテーションラインのプレフローテーションステップに（またはプレフローテーションステップよりも前に）戻されることが好ましい。

さらなる利点は、新水を節約でき、かつ廃水を減らせることである。これは、ポストフローテーションの処理水を、ポストフローテーションリジェクトから生じる汚泥として直接汚水処理施設に送る必要がなくなることによる。ポストフローテーションリジェクトを含むろ液は、第１の水循環サイクルに送られ、マルチループ式脱墨処理レイアウトにおいてリジェクトを逆向きに流すという原理が、さらに一層有利に用いられる。その結果、マルチループ式脱墨処理レイアウト全体として捉えた場合の固形物の流れおよびろ液の流れにおける特定の夾雑物の含有量は、分散機リジェクトを再利用しない従来の運転方法と比べて低くなる。この水は、今や、製造サイクルで見られるような抄紙機に近い場所での利用が可能となっており、その品質が極めて高いこと、すなわち夾雑物が少ないことにより、もはや不都合なもの（リジェクトの利用には脱水が必要）ではなく、新たな使用箇所、すなわち固形物の溶解工程に向かってさらに上流へと遡った箇所での水質にとっては、むしろ貢献するものとなっている。話を簡単にするため、本明細書における「夾雑物含有量」は、溶解している固形分量を意味することとし、ＣＳＢ、カチオン要求量、導電率などの集合的パラメータにより表すこととする。本発明においては、溶解している夾雑物が少ないことから、必要な薬剤量は少なくなる。

また、ポストフローテーションリジェクトを介して、これまで反応に利用されなかった石鹸の大部分を再利用できることから、プレフローテーションで投入される石鹸の量を減らすことができる。

また、ポストフローテーションで生じる汚泥の低減により、脱水を要する汚泥も減る。
これにより、脱水剤を節約することができる。

有利な実施形態において、本発明に係るリジェクトの再利用は、溶解工程の溶解水に加えること、フローテーションよりも前に位置する任意のろ液もしくは固形物の流れに加えること、または第１のサイクルの第１および／もしくは第２のプレフローテーションの注入口に加えることにより行われる。

以下、図１および図２に示すフローチャートにより、本発明について説明する。

脱墨のプロセスは、公知のように、パルパーまたはドラムの中で古紙を溶解させることから始まる。溶解後、古紙の固形分が分散した懸濁液をスクリーンバスケットおよびサイクロンを通すことで異物を除去し、さらに（特に印刷された紙の場合には）脱墨剤の添加およびプレフローテーションによって特異的にインクを除去することで、予備的に浄化されたパルプの流れが得られる。

第２の脱墨処理サイクルは、最初に分散機を有しているが、これはプレフローテーション後の処理物になお残存しているインクを浮揚させるためのものである。しかしながら、プレフローテーション後の処理物に対しては、まず脱水を行う。また、薬剤が作用する時間を置くために、貯蔵しておいてもよい。

分散機の後に設けられた、第２のサイクルのポストフローテーションにより、分散したインクを含むリジェクト画分が分離される。本発明の一変形形態において、ポストフローテーションのリジェクトはすべて、先行する第１のサイクルのプレフローテーションよりも前およびプレフローテーションに戻される。

図２に、発明として記載したように分散機リジェクトを戻す場合における、並行する別系統の脱墨処理ラインが代替的または付加的に組み込まれたフローチャートを示す。図中のライン１とライン２の間の矢印は、ライン１のサイクル２の分散後のポストフローテーションリジェクトが分岐して、矢印の終点、すなわち並行する脱墨処理ライン２の目標位置のそれぞれに到達することを示している。脱墨処理ライン２の目標位置とは、プレフローテーションもしくはプレフローテーションの前に行われる浄化、および／または分散前のパルプもしくは分散後フローテーションに入る直前のパルプである。別の図面で示してはいないが、第１の系統の脱墨処理ラインの分散後フローテーションのリジェクトが、同じ脱墨処理ラインには戻されずに、別系統の脱墨処理ラインに送られる場合も、本発明の範囲内であることは明らかであろう。

本発明の脱墨プロセスのフローチャートの一例を示す。 分散機リジェクトを戻す場合における、並行する別系統の脱墨処理ラインが代替的または付加的に組み込まれたフローチャートを示す。

Claims (6)

1. 古紙を処理するためのプラントレイアウトであって、直列に接続された少なくとも２つの脱墨処理サイクルを有し、
   少なくとも
   １．１ 第１のサイクル内にプレフローテーション、
   １．２ 分散機、および
   １．３ 第２のサイクル内に、前記分散機の後に接続されたポストフローテーション
   を有し、
   前記ポストフローテーションにより、分散したインク、填料、微粒子および繊維を含むリジェクト画分を分離することができること
   ならびに
   １．４ 前記ポストフローテーションのリジェクトの流れの少なくとも１つが、先行する第１のサイクルのプレフローテーションよりも前および／もしくはプレフローテーションに、かつ／または別の脱墨パルプの製造用に設けられた並行する脱墨処理ラインのフローテーションよりも前の位置に戻されること
   を特徴とするプラントレイアウト。
2. 再利用される前記リジェクトの流れの少なくとも１つが、プレフローテーションの上流に設けられる浄化工程から来る処理物の流れに直接送られること、および／または、ろ液の流れを通じて間接的にプレフローテーションに送られることを特徴とする、請求項１に記載のプラントレイアウト。
3. 前記リジェクトの流れの少なくとも１つを含むろ液の流れが、先行するサイクルの始めに設けられる固形物の溶解工程に送られることを特徴とする、請求項２に記載のプラントレイアウト。
4. 古紙を処理するための脱墨方法であって、直列に接続された少なくとも２つの脱墨処理サイクルを有し、
   ４．１ 第１のサイクルに設けられるプレフローテーションによって、繊維懸濁液からインクとともに、填料、微粒子および繊維が分離されて、予備浄化されたパルプの流れが得られること、
   ４．２ 分散機によって、前記予備浄化されたパルプの流れがエネルギーの印加により処理されることで、付着しているインクが剥離または細片化されて、遊離した大きなインク粒子になること、
   ４．３ 第２のサイクルに設けられる、前記分散機の後のポストフローテーションにより、分散したインク、填料、微粒子および繊維を含むリジェクト画分が分離されること、
   ならびに
   ４．４ 前記ポストフローテーションのリジェクトの流れの少なくとも１つが、先行する第１のサイクルのプレフローテーションよりも前もしくはプレフローテーションに、かつ／または別の脱墨パルプの製造用に設けられた並行する脱墨処理ラインのフローテーションよりも前の位置に戻されること
   を特徴とする脱墨方法。
5. 再利用される前記リジェクトの流れの少なくとも１つが、プレフローテーションの上流に設けられる浄化工程から来る処理物の流れに直接送られること、および／または、ろ液の流れを通じて間接的にプレフローテーションに送られることを特徴とする、請求項４に記載の脱墨方法。
6. 前記リジェクトの流れの少なくとも１つを含むろ液の流れが、先行するサイクルの始めに設けられる固形物の溶解工程に送られることを特徴とする、請求項５に記載の脱墨方法。

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