JP2980926B2 - パルプ製造工程におけるスケール付着防止方法 - Google Patents

パルプ製造工程におけるスケール付着防止方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パルプ製造工程におけるスケール付着防止
方法に関し、さらに詳しくは、パルプの製造工程におい
て主として蒸解設備或いはブロータンクのスケーリング
現象を効果的に防止するパルプ製造工程におけるスケー
ル付着防止方法に関する。
[従来の技術および発明が解決する課題] パルプの製造工程は概略次の通りである。
すなわち、パルプは、蒸解釜内でチップを蒸解するこ
とにより製造される。この蒸解釜は、縦長の反応塔であ
り、その内部は、その塔頂部から下方に向って一定領域
が浸透ゾーンであり、その浸透ゾーンからさらに下方の
一定領域が蒸解ゾーンになっている。
先ず、蒸解釜の塔頂部に白液(苛性ソーダと硫化ソー
ダとの混合物)が供給され、また予め加熱されたチップ
も供給される。供給された白液とチップとは、塔頂部内
で混合され、チップに白液が浸透しつゝ塔内を下降す
る。そして、蒸解ゾーンに至ったチップは、高温高圧下
で蒸煮され、リグニンや樹脂成分が分解や鹸化等の複雑
な反応を受け、繊維細胞から溶出する。
このような複雑な反応を経て生成した繊維混合物はさ
らに下降して蒸解釜出口に設けられたブローラインにお
いて急激な圧力の解放により、木質繊維が解繊され、同
時に溶出した非木質繊維素物質を含有する黒液とともに
ブロータンク内へ放出される。最近、圧力を解放する前
に繊維と黒液とを置換洗浄する場合が増加しているが、
一般には繊維と黒液とは分離され、さらに洗浄、精選さ
れてパルプが得られる。
このようなパルプの製造工程、特に、蒸解釜における
浸透及び蒸解ゾーンのストレーナー部、液循環系のパイ
プ内部、ポンプのケーシング、羽根部或いはブロータン
ク内部の接液部にスケールの付着が発生し、液の流れを
妨げ、或いは最悪の場合ポンプの回転を不能にするなど
操業上重大な支障を惹起している。
このスケールの主成分は、炭酸カルシウムであり、ス
ケールを除去するには蒸解釜を空にして塩酸、スルファ
ミン酸などの酸で洗浄することが一般に実施されている
が、一方、スケールの付着を防止するため、スケール付
着防止剤を用いる方法も通常実施される。
このようなスケール付着防止に有効な薬品としてポリ
マレイン酸、ポリカルボン酸及びこれらの塩並びにこれ
らの共重合物が開発されている(特開昭60−134092
号)。
このスケール付着防止剤は前記蒸解釜の塔頂部から白
液及び木材チップと一緒に蒸解釜内へ供給され、釜内で
のスケール付着防止が実施されている。
因みに、スケール防止剤を使用しないで前記蒸解釜を
運転した場合の操業期間が50〜60日程度であったが、前
記スケール付着防止剤を蒸解釜の入口で白液及び木材チ
ップと一緒に蒸解釜内へ添加すると蒸解釜の運転期間が
80日に延長されると言う目覚ましい効果が確認された。
しかしながら、一般には連続操業は長期間、例えば6
ヶ月以上連続的に運転される如く計画されるのが普通で
あり、わずか20日間の運転延長期間でも非常に著しい進
歩ではあったが、可及的に長期間の連続運転が強く望ま
れている。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者等はかゝる現状に鑑み、スケール付着防止剤
の有効な添加方法を鋭意研究した結果、スケール付着防
止剤と蒸解液とが充分に混合し、かつ木材チップと該混
合液との接触が少なくなる如くスケール付着防止剤を添
加させることによってスケールの付着がさらに大幅に防
止できることを見い出し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の目的は前記問題点を解決し、パルプ製
造工程における蒸解釜の連続運転期間を大幅に延長する
ことができるスケール付着防止方法を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は白液とチップとを混合する頭頂部、チップに
白液を浸透させる浸透ゾーン、および該混合物を蒸解す
る蒸解ゾーンを設けた蒸解釜において、前記頭頂部と前
記浸透ゾーンとの間に設けられたストレーナから抜き出
された液を前記ストレーナに戻す液循環ライン、及び/
又は前記浸透ゾーンと前記蒸解ゾーンとの間に設けられ
たストレーナから抜き出された液を前記ストレーナに戻
す別の液循環ラインにスケール付着防止剤を添加するこ
とを特徴とするパルプ製造工程におけるスケール付着防
止方法であり、特に前記スケール付着防止剤が、式
(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリマレイン
酸、 (但し、式中XはH、Na、KまたはNH4を表わす。) 式(2)で表わされる繰り返し単位を有するポリカル
ボン酸、 (但し、式中RはH又はCH3、YはH、Na、KまたはNH4
を表わす。) 前記式(1)及び式(2)で表わされる繰り返し単位
を有する共重合体及びこれらの塩の少なくとも一種を含
有するパルプ製造工程における前記スケール付着防止方
法であり、特に前記スケール付着防止剤を含有する液の
pHが7以上であるパルプ製造工程における前記スケール
付着防止方法である。
本発明では、蒸解釜内の液循環ラインにスケール付着
防止剤が添加されるが、蒸解釜の入口で白液およびチッ
プにスケール付着防止剤を添加する従来公知法よりも、
ストレーナー及び循環ライン内におけるスケールの発生
が大幅に抑制される。このスケール発生を防止する作用
機構は未だ明確ではないが、以下のように推定される。
即ち、従来法において、釜入口において白液及びチッ
プにスケール付着防止剤を添加するが、その場合、通常
白液ラインで該スケール付着防止剤がまず添加されて、
混合溶解される。しかしながら、チップは高圧フィーダ
ーで釜内へ送り込まれ、その途中でスケール付着防止剤
を含有する白液が送り込まれ、釜内へと導入される為、
釜の頂部から浸透ゾーン、さらには蒸解ゾーンへと下降
する間に、スケール付着防止剤がチップに吸着されてし
まい、スケールの発生し易い条件(温度、液の流速、p
H)が整う浸透及び蒸解ゾーンにおいては白液中に含有
されているカルシウム成分とスケール付着防止剤とが充
分に反応しなかったものと考えられる。これに対し、本
発明では蒸解釜内の液循環ラインにスケール付着防止剤
を含有する液が導入される。即ち、既に所期温度及びpH
に到達し、スケールの発生条件が整ったゾーンの循環液
にスケール付着防止剤が導入添加されるため極めて効率
良く、カルシウム成分とスケール付着防止剤との混合が
行なわれ、しかも釜内において、該混合循環液がチップ
と接触するのはセントラルパイプを通して該循環液が釜
内へ導入され同じく釜内壁に設けられたストレーナーを
介して再び循環液として再使用される間の極めて短時間
であるため、スケール付着防止剤がチップに吸着される
機会が極めて少ないので、本発明では効果的なスケール
付着防止効果が奏されるものと推定される。
[実施例] 次に本発明の実施例を詳述して、本発明を具体的に説
明する。
連続蒸解釜として液循環により昇温するタイプ(液相
釜)を用いたが、二塔式の蒸解釜、一塔式の気相液相
釜、さらには釜内に洗浄ゾーンを設けたタイプのものに
も本発明法が適用できるのはいうまでもない。
例えば第1図は針葉樹未晒クラフトパルプを600ADt/
日で製造するための釜内にハイヒート洗浄ゾーンを有し
ないカミヤ式液相連続蒸解釜を示し、蒸解釜1は縦長の
反応塔であり、塔頂部2から下方に向って順に浸透ゾー
ン3、蒸解ゾーン4が形成されている。塔頂部2には、
白液供給パイプ5及びチップ供給パイプ6が設けられ、
前記白液供給パイプ5から塔頂部内に白液が供給され、
またチップ供給パイプ6から塔頂部内にチップが供給さ
れるようになっている。
ここで白液は、従来公知の方法により製造されている
のであるが、従来公知の方法により製造される白液中に
は、極微量のカルシウム成分が含まれている。
また、白液中の苛性ソーダの濃度は、通常60〜100g/
as Na2Oであり、特に好ましくは75〜90g/as Na2Oで
ある。
硫化ソーダの濃度は、通常20〜40g/as Na2Oであ
り、特に好ましくは30〜35g/as Na2Oある。
塔頂部2における内部加熱温度は、通常100〜140℃の
範囲に、特に好ましくは115〜125℃に調節され、また、
内部温度は、塔頂部2から蒸解ゾーン4に向って30〜60
℃の温度勾配が生じている。
浸透ゾーン3における圧力は、通常5〜15kg/cm2の範
囲内に、好ましくは8〜12kg/cm2の範囲内に設定されて
いる。
供給される針葉樹チップの単位量に対する白液の供給
量は、通常、絶乾チップ当たり、通常15〜25%as Na2O
であり、特に好ましくは、16〜20%as Na2Oである。
浸透ゾーン3及び蒸解ゾーン4には釜内壁にそれぞれ
ステンレス製の開口部が5mm程度の幅のストレーナーと
して上段と下段とに分けて設けてあり、このストレーナ
ーを介して蒸解液(白液)とチップとの混合物から液の
みを分離抽出する構成を有している。
浸透ゾーン3のストレーナー部迄下降した蒸解液とチ
ップは上部或いは下降ストレーナーのどちらかにより蒸
解液のみが抽出され循環液としてポンプを経て加熱器12
において加温された後、セントラルパイプ7により再び
釜内部へ戻される。この循環液はチップの加熱を行な
い、薬液がチップ内部へ充分に浸透させる役目を有し、
上部及び下部ストレーナーは交互に使用される。
さらに蒸解ゾーン3のストレーナー部迄下降した蒸解
液とチップとは同様にストレーナー部で液のみが抽出さ
れ、循環液としてポンプを経て加熱器15で蒸解温度迄加
熱されセントラルパイプ8より釜内へ戻される。
この循環液により蒸解温度迄加熱されたチップはさら
に下降する間に蒸解され釜の下部近くで冷たい黒液がラ
イン9よりセントラルパイプを経て釜内へ導入され蒸解
は完了する。この黒液はストレーナーを介してライン11
より抽出黒液として系外へ排出される。一方蒸解済みの
未だチップ形状を有するパルプ繊維はブローライン10よ
り黒液と一緒に系外へ(通常はブロータンク内)、ブロ
ーバルブを経て排出され、急激な圧力低下により繊維状
物質であるパルプになる。
本発明では浸透及び/又は蒸解循環ラインにスケール
付着防止剤が添加される。添加場所は循環ラインのどの
位置でもよいが、好ましくはポンプのサクション部13及
び/又は14である。浸透循環と、蒸解循環のどちらにス
ケール付着防止剤を添加するかはストレーナー部、ポン
プのインペラー及び配管内へのスケールの付着状況によ
り決定すればよく、所望に応じて片方どちらか、或いは
両方に添加することができる。
ここで、スケール付着防止剤としては、式(1) [ただし、式中、XはH、Na、K、またはNH4を表わ
す。] で表わされる繰り返し単位を有するポリマレイン酸、次
式(2) [ただし、式中、RはHまたはCH3、YはH、Na、K、
またはNH4を表わす。] で表わされる繰り返し単位を有するポリカルボン酸、前
記式(1)および(2)で表わされる繰り返し単位を有
する共重合体、およびこれらの塩の少なくとも一種を挙
げることができる。
前記ポリマレイン酸、ポリカルボン酸、前記式(1)
および式(2)で表わされる繰り返し単位を有する共重
合体、およびこれらの塩は、前記式(1)および/また
は式(2)で表わされる繰り返し単位数が、通常200を
超えず、好ましくは10〜100の範囲内にある。
前記繰り返し単位数が200を超えると、前記スケール
防止剤自身が凝集する傾向にあり、かえってスケール発
生を助長することがある。また、繰り返し単位数が10未
満であると、スケール付着防止効果が消失することはな
いが、その効果を充分に奏することができないことがあ
る。
前記各種のスケール付着防止剤は、蒸解ゾーンに添加
するに際し、そのpHを7以上、好ましくは8以上、さら
に好ましくは10以上に調整しておくのが良い。
この発明者等の研究当初においては、浸透及び蒸解ゾ
ーンの内部は高アルカリになっているから、酸性になっ
ている前記スケール付着防止剤を浸透及び/又は蒸気循
環液に添加するのと、アルカリ性に調整したスケール付
着防止剤を循環液に添加するのとで効果に相違はないと
考えていたが、予想外なことに、アルカリ性のスケール
付着防止剤を添加すると、著しいスケール付着防止効果
の奏されることが、今回見出された。
本発明におけるスケール付着防止剤の循環液ラインへ
の添加量は循環液の流量に対し20〜200PPM(容量/容
量、v/v)であり、好ましくは30〜50PPM(v/v)であ
る。
前記スケール付着防止剤は通常水媒体に溶解或いは分
散して、循環液に添加されるが、この水媒体としては
水、苛性ソーダなどのアルカリ水溶液、白液及び希黒液
等が使用できるが通常白液が用いられる。
以下にカミヤ式液相連続蒸解釜での実施例を示す。
(実施例1) 生産量針葉樹材600ADt/日のカミヤ式液相連続蒸解釜
で浸透ゾーン平均155℃、蒸解ゾーン平均165℃において
白液(NaOH78g/as Na2O、Na2S32g/as Na2O、Na2CO3
22g/as Na2O)により針葉樹材(国内50%、外材50
%)を蒸解した。第1図の前記蒸解釜の浸透循環液ライ
ンのポンプサクション部13より白液でpH10に調整された
スケール付着防止剤(タイホー工業株式会社製 商品
名:タイスライムSP−21−2)を浸透循環液流量400m3/
Hに対し30PPMとなる如く12/Hの割合で添加した。
この結果、浸透及び蒸解循環ラインのストレーナー部
でのスケールによる閉塞トラブルが無い状態で125日間
蒸解釜を連続運転することができた。
(比較例) 浸透循環ラインにスケール付着防止剤を添加せず、白
液ラインにスケール付着防止剤を添加して塔頂部に於い
て、チップと混合させた外は実施例1と同様にチップを
蒸解した。その結果、蒸解釜の連続運転日数は80日間で
あった。
[発明の効果] 本発明によれば、連続蒸解釜のストレーナー部、ポン
プのインペラー、及び配管内にスケールの付着を遅延さ
せ、蒸解釜の連続運転日数を大幅に延長させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すカミヤ式液相連続蒸解
釜の模式図である。 各番号はそれぞれ該当する部位を示す。 1……連続蒸解釜本体、2……塔頂部、3……浸透ゾー
ン、4……蒸解ゾーン、5……白液供給パイプ、6……
チップ供給パイプ、7……浸透循環ラインのセントラル
パイプ、8……蒸解循環ラインのセントラルパイプ、9
……黒液供給パイプ、10……ブローパイプ、11……黒液
抽液パイプ、12……ヒーター、13……スケール付着防止
剤の供給パイプ、14……スケール付着防止剤の供給パイ
プ、15……ヒーター。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 重良 愛知県名古屋市中村区椿町21番2号 タ イホー工業株式会社名古屋支店内 (72)発明者 相原 時雄 東京都港区高輪2丁目21番44号 タイホ ー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−134092(JP,A) 特開 平1−148889(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】白液とチップとを混合する頭頂部、チップ
    に白液を浸透させる浸透ゾーン、および該混合物を蒸解
    する蒸解ゾーンを設けた蒸解釜において、前記頭頂部と
    前記浸透ゾーンとの間に設けられたストレーナから抜き
    出された液を前記ストレーナに戻す液循環ライン、及び
    /又は前記浸透ゾーンと前記蒸解ゾーンとの間に設けら
    れたストレーナから抜き出された液を前記ストレーナに
    戻す別の液循環ラインにスケール付着防止剤を添加する
    ことを特徴とするパルプ製造工程におけるスケール付着
    防止方法。
  2. 【請求項2】前記スケール付着防止剤が、式(1)で表
    わされる繰り返し単位を有するポリマレイン酸、 (但し、式中XはH、Na、KまたはNH4を表わす。) 式(2)で表わされる繰り返し単位を有するポリカルボ
    ン酸、 (但し、式中RはH又はCH3、YはH、Na、KまたはNH4
    を表わす。) 前記式(1)及び式(2)で表わされる繰り返し単位を
    有する共重合体、及びこれらの塩の少なくとも一種を含
    有する請求項1に記載のパルプ製造工程におけるスケー
    ル付着防止方法。
  3. 【請求項3】前記スケール付着防止剤を含有する液のpH
    が7以上である請求項1に記載のパルプ製造工程におけ
    るスケール付着防止方法。
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