JP3426833B2 - オゾン漂白システムの酸素回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、パルプ等の被漂白
材をオゾンを用いて漂白するオゾン漂白システムに係わ
り、特に、漂白システム内のオゾン漂白装置から排出さ
れた排オゾンから酸素を回収してオゾン発生器へ原料酸
素ガスとして供給するオゾン漂白システムの酸素回収装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば紙の原料となるパルプを漂白する
漂白プラント技術においては、周囲の環境に対する影響
が大きいので、従来から、環境にやさしく、かつ、漂白
効率のよい技術の開発が望まれている。具体的には、近
年、古来より大量に使用されてきた塩素系漂白剤を低減
させる技術が実用化されている。さらに、この塩素系漂
白剤を全く使用しない（ＴＣＦ）技術も確立されつつあ
る。 【０００３】第７図はクラフトパルプ漂白における塩素
系漂白剤の代りにオゾン漂白技術を採用したオゾン漂白
システムの概略構成図である。木材チップはアルカリ蒸
解装置１でリグニンその他の繊維結合物質が除去され、
未さらしパルプになる。未さらしパルプは次の酸素漂白
装置３及びオゾン漂白装置４で漂白され、さらに、後段
漂白装置５で最終的な仕上げ漂白が実施され、製品とし
ての漂白パルブとなる。 【０００４】次に各部の具体的処理の詳細を説明する。 (1) アルカリ蒸解装置１ 木材チップからリグニンその他の繊維結合物質を除去す
るアルカリ蒸解装置１で使用するアルカリ液（ＮａＯ
Ｈ，Ｎａ₂ Ｓ等）は化学薬品回収装置２から供給され
る。化学薬品回収装置２では、アルカリ蒸解装置１から
の廃液が黒液として回収される。黒液には残留アルカリ
中にリグニン等の繊維離脱物質が含まれる。この繊維離
脱物質を濃縮→ばい焼→カセイ化処理して蒸解用再生ア
ルカリ液が回収される。 【０００５】ばい焼きでは外部から供給された芒硝（Ｎ
ａ₂ ＳＯ₄ ）か加えられ、損失アルカリ液の補充成分と
なる。さらに、硫化ナトリウム（Ｎａ₂ Ｓ）が主体成分
である炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ ＣＯ₃ ）とともに生成さ
れる。そして、ばい焼灰を水に溶解し、Ｎａ₂ Ｓから水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と硫化水素ナトリウム（Ｎ
ａＳＨ）を生成させ、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）を加え
てカセイ化することによりＮａ₂ ＣＯ₃ からアルカリ液
（ＮａＯＨ）（再生アルカリ液）が生成される。 (2) 各漂白装置４，５，６ アルカリ蒸解装置１で処理された未さらしパルプは、酸
素漂白装置３及びオゾン漂白装置４で残留リグニンが除
去され、後段漂白５で最終仕上げ漂白がされる。 【０００６】酸素漂白装置３では、酸素発生装置６から
送られる酸素と被処理パルプ（未さらしパルプ）とを接
触反応させる。また、オゾン漂白装置４では、オゾン発
生器７で発生させたオゾン化酸素（酸素ガス主成分中に
オゾンガスが混入している）と被処理パルプ（未さらし
パルプ）とを接触反応させる。 【０００７】後段漂白装置５において、被処理パルプ
（未さらしパルプ）はアルカリ洗浄された後に二酸化塩
素（ＣｌＯ₂ ）で漂白される。なお、塩素系漂白剤を使
用しないＴＣＦ技術ではこの二酸化塩素ＣｌＯ₂ に代え
て過酸化水素（Ｈ2 Ｏ₂ ）を用いる。なお、最終の製品
パルプの種別や装置形態により上述した２つの手法以外
にも種々の形態が実用化されている。 (3) 酸素回収装置 以上説明したオゾン漂白システムには、漂白システム内
のオゾン漂白装置から排出された排オゾンから酸素を回
収する排オゾン処理装置８とオゾン発生器７とからなる
酸素回収装置が組込まれている。 【０００８】オゾン発生器７で発生したオゾン化酸素は
オゾン漂白装置４の反応器内で被処理パルプ（未さらし
パルプ）と接触反応した後、排オゾンとして排オゾン処
理装置８に回収される。 【０００９】排オゾン処理装置８、は図示するように、
ドライヤ９、オゾン分解装置１０、温度スイング吸着装
置１１で構成され、排オゾンに含まれる各種の不純物を
除去する機能を有する。この排オゾン処理装置８で浄化
処理された排オゾンはオゾン発生器７の原料酸素ガスと
してオゾン発生器７に供給され循環利用される。 【００１０】また、循環利用される酸素は排オゾン処理
装置８、オゾン発生器７、オゾン漂白装置４、排オゾン
処理装置８と循環していく過程で微小量づつ減少する
が、酸素発生装置１２はその酸素の減少量をオゾン発生
器７へ補う。 【００１１】オゾン漂白装置４から排出される排オゾン
の成分は、供給オゾン化酸素の酸素（未反応オゾン）が
主成分である。排オゾンには、この未反応オゾンの他
に、被処理パルプとの反応で生成するメタノールなどの
アルコール類、酢酸・ギ酸などの有機酸、アセトンなど
のケトン類等の有機物質や炭酸ガスが含まれ、かつ、被
処理パルプの導入に伴って混入される窒素や水分も含ま
れる。これらの酸素以外の不純物はオゾン発生器７のオ
ゾン発生効率に悪影響を与えるため、排オゾン処理装置
８で浄化される。 (4) 排オゾン処理装置８ 排オゾン処理装置８のドライヤ９は、電気冷却式などの
ドライヤが用いられ、導入された排オゾンを加熱、冷却
することによって、この排オゾンに含まれる大部分の水
分と水溶性不純物を除去する。 【００１２】オゾン分解装置１０は、マンガン系触媒や
活性炭が用いられ、未反応オゾンを分解する。なお、活
性炭を用いる場合、ガス中に含まれる有機物の除去は短
時間で吸着飽和するので、効率のよいオゾン分解は期待
できない。 【００１３】温度スイング吸着装置１１は、モレキュラ
シーブなど有機物や水分を吸着する吸着材を充填した複
数の吸着筒を温度スイングにより切換え使用できるよう
に構成されている。そして、低温で吸着させた吸着筒を
高温にして脱着再生する。この温度スイング吸着装置１
１により有機物と水分が効果的に除去される。 (5) パーシ配管１３ しかし、排オゾン処理装置８では炭酸ガスや窒素の除去
ができないので、上述した酸素回収装置の運転通過とと
もに、炭酸ガスや窒素の温度上昇が許容値を超えないよ
うに常時あるいは間欠的に排オゾンの配管に設けられた
パージ配管１３から所定量の排オゾンを系外にパージ
し、酸素発生装置１２から酸素を補給する必要がある。 【００１４】窒素、炭酸ガスとも、これらの混入が大き
くなるほどオゾン発生器７におけるオゾン発生効率が低
下する。一般に、窒素濃度は１０容量％程度まで許容さ
れる。また、二酸化炭素は、オゾン化酸素のオゾン濃度
が高いほど、その混入濃度の許容上限値が小さくなる傾
向にあり、酸素原料ガスにおける標準的なオゾン発生器
７のオゾン濃度６０ｇ／ｍ³ 程度で２容量％程度以下で
ある。 【００１５】これらの窒素や炭酸ガス濃度はオゾン発生
器７の原料側のガス計測点１４のガス濃度を計測し、こ
の濃度が許容値になるようにパージ配管１３からのパー
ジ量を自動的にあるいは手動で調節する。 【００１６】酸素発生装置１２は液体酸素や圧力スイン
グ吸着式酸素発生装置あるいは深冷分離酸素発生装置な
どで構成され、上述した酸素回収装置の運転立上げ時や
運転時の酸素補給に用いる。この酸素補給もガス計測点
１４の酸素濃度を計測して自動的にあるいは手動で調節
する。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たオゾン漂白システムの酸素回収装置においても、まだ
解消すべき次のような課題があった。オゾン発生器７の
オゾン発生効率に悪影響を与える窒素や炭酸ガスの濃度
を所定値に維持するため、排オゾンの一部をパージ配管
１３を通して外部に排出している。しかし、この排出に
より、窒素や炭酸ガス以外の貴重な酸素も放出してしま
う問題がある。 【００１８】すなわち、オゾン漂白装置４に導入される
被処理パルプの濃度は低濃度（数％）から中濃度（１０
％前後）、高濃度（３０％前後）へと反応の効率化を求
めて濃度を高く設定する傾向にあり、オゾン化酸素のオ
ゾン濃度も可能な限り上昇させる傾向がある。今後のこ
のような高濃度化にともない、発生する炭酸ガス量も増
大するため、酸素回収装置から外気へのパージ量が増大
し、酸素の損失がより大きくなる問題がある。 【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、窒素や炭酸ガスの濃度を所定値に維持する
ために外部へ排気するパージ量を極力低下もしくは防止
し、排オゾンからの酸素の回収効率を向上でき、漂白シ
ステム全体の稼働費用を節減でき、効率的に稼働できる
オゾン漂白システムの酸素回収装置を提供することを目
的とする。 【００２０】 【００２１】さらに、排オゾンに対して酸素漂白装置の
排酸素を混合させることによって、酸素の循環過程で失
われる酸素を自動補給でき、外部からの酸素補給を極力
低下または停止することができ、システム全体の稼働費
用をさらに低減できるオゾン漂白システムの酸素回収装
置を提供することを目的とする。 【００２２】 【課題を解決するための手段】本発明は、被漂白材の繊
維結合物質をアルカリ蒸解装置で除去したのち、酸素漂
白装置及びオゾン漂白装置で漂白するオゾン漂白システ
ムを構成する前記オゾン漂白装置にオゾン化酸素を供給
するオゾン発生器と、前記オゾン漂白装置から排出され
る排オゾンを浄化して前記オゾン発生器に原料酸素ガス
として供給する排オゾン処理装置とを備えたオゾン漂白
システムの酸素回収装置に適用される。 【００２３】 【００２４】そして上記課題を解消するために、本発明
のオゾン漂白システムの酸素回収装置においては、排オ
ゾン処理装置を、排オゾン中に含まれる水分と水溶性不
純物とを除去するドライヤと、水分と水溶性不純物とが
除去されたガス中に含まれるオゾンを分解するオゾン分
解装置と、オゾン分解されたガスにおける酸素の分離濃
縮を行う圧力スイング吸着装置とで構成し、かつ、オゾ
ン漂白装置から排出され排オゾン処理装置へ流入される
排オゾンの排オゾン配管に対して、酸素漂白装置から排
出される排酸素の排酸素配管を結合し、排オゾンに排酸
素を混合させて排オゾン処理装置に導入させている。 【００２５】 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【００３２】 【００３３】このように構成されたオゾン漂白システム
の酸素回収装置においては、排オゾン処理装置は、ドラ
イヤとオゾン分解装置と圧力スイング吸着装置とで構成
されているので、従来装置と同様に、排オゾンに含まれ
る水分や水溶性不純物が除去され、オゾン分解がなされ
る。さらに、圧力スイング吸着装置によって、オゾン分
解されたガスにおける酸素の分離濃縮が行われる。 【００３４】また、酸素漂白装置から排出される排酸素
を排オゾンに混合させて排オゾン処理装置に導入させて
いるので、この排酸素が排オゾン処理装置で浄化されて
回収利用できるため、酸素発生コストの高い酸素発生装
置からのオゾン発生器への酸素補給量を低減できる。 【００３５】さらに、酸素漂白装置からの排酸素が排オ
ゾンに補給されるため、排オゾン処理装置の圧力スイン
グ吸着装置に十分の風量と高富化酸素が供給され効率的
な圧力スイング吸着装置の運用が可能になり、圧力スイ
ング吸着装置により炭酸ガスだけでなく窒素を含む他の
不純物の選択的パージ除去も可能となる。 【００３６】 【００３７】 【００３８】 【００３９】 【００４０】 【００４１】 【００４２】 【００４３】 【発明の実施の形態】以下本発明の各実施形態を図面を
用いて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態の酸素回
収装置が組込まれたオゾン漂白システムを示すブロック
図である。なお、図７に示す従来の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムと同一部分には同一符号が付
してある。したがって、重複する部分の詳細説明は省略
する。 【００４４】オゾン漂白装置４から排気される排オゾン
は排オゾン配管２２を介して排オゾン処理装置２０へ流
入する。排オゾン配管２２には、パージ配管１３が接続
されている。排オゾン処理装置２０へ流入した排オゾン
はアルカリ吸収装置２１、ドライヤ９及び温度スイング
吸着装置１１を通過する過程で浄化されて、排オゾン処
理装置２０を出て、ガス計量計１４を介して原料酸素ガ
スとしてオゾン発生器７へ供給される。 【００４５】なお、オゾン発生器７には起動時や循環酸
素ガスが不足した場合に酸素発生器１２から新しい酸素
が補給される。オゾン発生器７で発生されたオゾン化酸
素は前記オゾン漂白装置４へ供給される。 【００４６】酸素漂白装置３には酸素発生器６から酸素
が供給され、使用済みの排酸素は排酸素配管２３から大
気中に排気される。また、化学薬品回収装置２はアルカ
リ蒸解装置１に対してアルカリ液を供給すると共に、ア
ルカリ蒸解装置１から排出された使用済みの黒液を回収
して、硝石灰や芒硝等を用いてアルカリ液に再生して再
度アルカリ蒸解装置１へ供給する。このアルカリ蒸解装
置１から化学薬品回収装置２へ還流する黒液の一部は配
管２４を介して排オゾン処理装置２０内のアルカリ吸着
装置２１へ供給される。そして、このアルカリ吸着装置
２１内を通流した黒液は配管２５を介して化学薬品回収
装置２へ流入する。 【００４７】なお、図１の実施形態においては、化学薬
品回収装置２へ還流する黒液の一部を配管２４を介して
排オゾン処理装置２０内のアルカリ吸着装置２１へ供給
しているが、例えば図中破線で示すように、化学薬品回
収装置２からアルカリ蒸解装置１へ供給するアルカリ液
（再生アルカリ液）の一部を配管２４を介して排オゾン
装置２０内のアルカリ吸着装置２１へ供給してもよい。 【００４８】次に、排オゾン処理装置２０を構成する各
部２１〜１１の詳細構成及び処理動作を順番に説明す
る。アルカリ吸収装置２１は、アルカリ蒸解装置１から
供給された黒液としてのアルカリ液とオゾン漂白装置４
から導入された排オゾンとを気液接触させ、排オゾン中
の不純物をアルカリ液に吸収除去させる機能を有する。
また、このアルカリ吸収装置２１は排オゾン中の炭酸ガ
スもアルカリ液に吸着させて除去させる機能を有する。 【００４９】具体的には、例えば、アルカリ液をアルカ
リ吸収装置２１の頂部より散布し、アルカリ吸収装置２
１の下部より排オゾンを導入し上部より排出するように
構成されている。また、アルカリ吸収装置２１の気液接
触部に気液接触充填物や気液接触棚を設けている。な
お、アルカリ液は水酸化ナトリウム水溶液などのアルカ
リ液を調合使用してもよいが、パルプ工場で常時使用し
ている物を利用する方が便利である。したがって、本実
施形態においては、前述したように、化学薬品回収装置
２で常時稼働している回収黒液をアルカリ吸収装置２１
のアルカリ液として利用し、排オゾン中の不純物を吸収
した排アルカリ液は化学薬品回収装置２にもどして循環
利用する。 【００５０】なお、排オゾン処理装置２０を構成するア
ルカリ吸収装置２１以外のドライヤ９及び温度スイング
吸着装置１１の構成及び動作は図７に示した従来装置と
ほぼ同じであるので説明を省略する。 【００５１】次に、この第１実施形態の作用・効果を説
明する。アルカリ吸収装置２１により排オゾンに含まれ
る炭酸ガスがアルカリに吸収除去され、アルカリ液によ
るオゾンの分解ができる他に、アルカリ液による有機酸
などの不純物も除去される。したがって、排オゾン処理
装置２０で処理される排オゾンに含まれる炭酸ガス濃度
の上昇防止が酸素損失を伴うパージ配管１３を用いる系
外パージによらず実施できる。 【００５２】また、オゾンの分解と有機酸の除去もアル
カリ吸収装置２１で行われるため、図７に示した従来装
置のオゾン分解装置１０が不要であるだけでなく、温度
スイング吸着装置１１の有機物除去負荷が軽減され、従
来装置に比較してより安定で効率的な作動が可能にな
る。 【００５３】なお、第１実施形態の排オゾン処理装置２
０を用いても、酸素回収装置全体での窒素除去はパージ
配管１３による排オゾンのパージによることになる。し
たがって、排オゾンへの窒素の混入を防止するために
は、被処理パルプのオゾン漂白装置４への導入前の空気
混入を極力抑制することが重要である。 【００５４】しかし、炭酸ガス濃度は、今後の被処理パ
ルプとオゾンの高濃度化反応に伴い、増々大きくなる傾
向にあり、炭酸ガスの除去を系外へのパージに頼ってい
る図７に示した従来の排オゾン処理装置８を用いた酸素
回収装置では、酸素回収率が増々悪化し、酸素回収装置
の存在すら危なくなる傾向にある。 【００５５】これに対して、第１実施形態のアルカリ吸
収装置２１が組込まれた排オゾン処理装置２０は、簡単
な構成で安価、容易に炭酸ガスなどの不純物を除去して
排オゾン中の酸素濃度を規定値に回復させてオゾン発生
器７へ供給できるため、酸素発生装置１２からの酸素補
給も従来より小さくでき、高濃度反応化にも十分に対応
できる酸素回収装置が提供できる。 【００５６】化学薬品回収装置２からアルカリ吸収装置
２１に供給されるアルカリ液として用いる黒液と再生さ
れたアルカリ液とも、その作用効果は相違ないので、も
ともと廃液である黒液を利用すれば費用を低減できる。
しかし、この黒液には狭雑物が含まれるため、アルカリ
吸収装置２１内で目づまりしないように装置設計上の配
慮が必要である。 【００５７】なお、再生アルカリ液を採用した場合はこ
の狭雑物による配慮が不要であるが、再生コストが黒液
より上昇する。しかし、黒液又は再生アルカリ液のいず
れのアルカリ液を使用しても、パルプ製造上で不可欠な
化学薬品回収装置２にアルカリ液の取出しと戻りとの配
管２４，２５を敷設するだけで済み、再生アルカリ液の
費用が小さいため、アルカリ吸収装置２１を排オゾン処
理装置内に組込むことによって、オゾン漂白システム全
体の稼働費用を大幅に抑制できる。 【００５８】（第２実施形態）図２は本発明の第２実施
形態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムを
示すブロック図である。なお、図１に示した第１実施形
態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムと同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明は省略する。 【００５９】この第２実施形態においては、酸素漂白装
置３から排出される排酸素の排酸素配管２３の一部を分
岐し、オソン漂白装置４から排出された排オゾンの排オ
ゾン配管２２に結合して、排オゾンに排酸素を混合させ
て排オゾン処理装置２０のアルリ吸収装置２１へ導入し
ている。なお、実際には排酸素の圧力と流量を自動もし
くは手動で調節する汎用部品からなる調節機構が排酸素
配管２３に組込まれているが図２では省略されている。
その他の構成は図１に示した第１実施例体の酸素回収装
置と同じである。 【００６０】このような構成の酸素回収装置の作用・効
果を説明する。酸素漂白装置３の機能は基本的に後段の
オゾン漂白装置４と同様に被処理パルプに含まれるリグ
ニンを除去する機能を有し、漂白能力がオゾンより劣る
酸化力を昇圧、昇温でカバーしている。酸素漂白装置３
から排出される排酸素の不純物成分はオゾンなしの排オ
ゾンの成分と同様であるが、その濃度が排オゾンに比較
して高いため、図７に示す従来の酸素回収装置で採用で
きなかった。 【００６１】これに対して、第２実施形態では、酸素損
失なしに不純物の主成分である炭酸ガスがアルカリ吸収
装置２１で完全に除去できる等の前述した第１実施形態
における作用・効果が発揮できる。 【００６２】また、排酸素も酸素回収装置の酸素源とし
てオゾン発生器７でオゾンに転化し、オゾン漂白装置４
と排オゾン分解で消費されるオゾンとともに酸素回収装
置の酸素が消費され、排オゾンのパージでも酸素が消費
されるため、この実施形態装置においても、酸素補給が
高コストの酸素発生装置１２から行われるが、酸素漂白
装置３からの排酸素を用いることによって、この酸素発
生装置１２からの酸素補給を極力低減でき、低い製造費
で、かつ稼働費用を節減できる酸素回収装置を構築する
ことができる。 【００６３】（第３実施形態）図３は本発明の第３実施
形態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムを
示すブロック図である。なお、図７に示した従来の酸素
回収装置が組込まれたオゾン漂白システムと同一部分に
は同一符号が付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略する。 【００６４】この第３実施形態の排オゾン処理装置３０
は、ドライヤ９とオゾン分解装置１０と圧力スイング吸
着装置３１とで構成されている。さらに、図２に示した
第２実施形態と同様に、酸素漂白装置３からの排酸素配
管２３をオゾン漂白装置４からの排オゾン配管２２に結
合している。そして、図７の従来装置で採用していたパ
ージ配管１３及び酸素発生装置１２は除去されている。 【００６５】このように構成された第３実施形態の酸素
回収装置の作用・効果を説明する。先ず、酸素漂白装置
３から排出された排酸素を利用する場合の作用・効果は
第２実施形態で説明した通りである。 【００６６】従来装置で採用した温度スイング吸着装置
１１は有機物と水分の吸着除去を主目的に設計される。
これに対し、第３実施形態で採用した圧力スイング吸着
装置３１は酸素の分離濃縮を目的に設計されるため、酸
素の分離濃縮の過程で酸素以外の成分は系外に排出除去
される。そのために、従来装置や第１実施形態，第２実
施形態では、不可能であった窒素の分離除去が可能にな
る。 【００６７】第３実施形態では圧力スイング吸着装置３
１に排オゾンと排酸素からなる高濃度酸素が十分の量だ
け供給されるため、この圧力スイング吸着装置３１をよ
り一層効率的に運転できる。したがって、オゾン発生器
７を従来装置や第１実施形態，第２実施形態で採用した
空気を原料とする酸素発生装置１２のから酸素が供給さ
れるオゾン発生器に比較してより効率的に運転できる。 【００６８】さらに、従来装置や第１実施形態，第２実
施形態では必ず必要であった酸素回収装置からの排オゾ
ンの系外パージと酸素発生装置１２からの酸素補給が不
要となる経済的効果が生じる。 【００６９】なお、圧力スイング吸着装置３１の運転費
用は温度スイング吸着装置１１の運転費用より一般的に
高くなる。しかし、両スイング吸着装置３１，１１の機
能に差があり、かつ第３実施形態は上述した効果を有す
るので、オゾン漂白システムの規模や運転条件にもよる
が、パージ配管１３からパージされる酸素の損失量が大
きいオゾン漂白システム等においては、十分に経済的効
果を発揮することができる。 【００７０】（第４実施形態）図４は本発明の第４実施
形態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムを
示すブロック図である。なお、図１に示した第１実施形
態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムと同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明は省略する。 【００７１】この第４実施形態の排オゾン処理装置４０
は、アルカリ吸収装置２１とドライヤ９と圧力スイング
吸着装置３１とで構成されている。さらに、第２実施形
態と同様に、酸素漂白装置３からの排酸素配管２３をオ
ゾン漂白装置４からの排オゾン配管２２に結合してい
る。 【００７２】また、第１実施形態と同様に、アルカリ蒸
解装置１から化学薬品回収装置２へ還流する黒液の一部
は配管２４を介して排オゾン装置２０内のアルカリ吸収
装置２１へ供給される。そして、このアルカリ吸収装置
２１内を通流した黒液は配管２５を介して化学薬品回収
装置２へ流入する。 【００７３】なお、図１の実施形態と同様に、図中破線
で示すように、化学薬品回収装置２からアルカリ蒸解装
置１へ供給するアルカリ液の一部を配管２４を介して排
オゾン装置２０内のアルカリ吸収装置２１へ供給しても
よい。 【００７４】そして、図７の従来装置で採用していたパ
ージ配管１３及び酸素発生装置１２は除去されている。
このように構成された第４実施形態の酸素回収装置の作
用・効果を説明する。 【００７５】先ず、酸素漂白装置３から排出された排酸
素を利用する場合の作用・効果は第２実施形態で説明し
た通りである。また、アルカリ吸収装置２１に化学薬品
回収装置２からの黒液または再生アルカリ液を利用する
場合の作用・効果も第１実施形態で説明した通りであ
る。 【００７６】本実施例では、第３実施形態と基本的作用
・効果は変わらないが、第１実施形態で説明したアルカ
リ吸収装置２１が付加されるため、その作用・効果が付
加される。すなわち、アルカリ吸収装置２１で炭酸ガ
ス、有機酸などの不純物が除去されて、排オゾンと排酸
素が圧力スイング吸着装置３１に供給される。したがっ
て、前述した第３実施形態に比較して圧力スイング吸着
装置３１の吸着処理負荷が低減し、酸素の分離濃縮の運
転条件が緩和され、圧力スイング吸着装置３１の性能が
より安定して効率的になる効果を生じる。 【００７７】（第５実施形態）図５は本発明の第５実施
形態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムを
示すブロック図である。なお、図２に示した第２実施形
態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムと同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明は省略する。 【００７８】この第５実施形態の排オゾン処理装置５０
は、アルカリ吸収装置２１とドライヤ９と温度スイング
吸着装置１１とこの温度スイング吸着装置１１に対して
並列接続された圧力スイング吸着装置３１とで構成され
ている。そして、図７の従来装置で採用していたパージ
配管１３及び酸素発生装置１２は除去されている。 【００７９】このように構成された第５実施形態の酸素
回収装置の作用・効果を説明する。この第５実施形態の
作用・効果は第２実施形態と第４実施形態のそれぞれの
性能を補完する機能を有する。すなわち、温度スイング
吸着装置１１（吸着Ａ）と圧力スイング吸着装置３１
（吸着Ｂ）を次のように稼働させる。経済性から温度ス
イング吸着装置１１を主体的に稼働させ、炭酸ガス、窒
素などオゾン発生器７へ悪影響を与える成分の許容上限
値を超えないようにかつ、オゾン発生器７へ供給される
酸素濃度の許容下限値を超えないように圧力スイング吸
着装置３１を稼働する。 【００８０】具体的にはガス計測点１４での各ガスの許
容値を超えないための制御設定値を決め、この制御設定
値と等しい計測値、あるいは設定値と計測値の偏差など
から圧力スイング吸着装置３１を間欠作動させ、これに
関連する［排酸素流動／排オゾン流量］も変化させる。
これらの制御要素については図示していないが、汎用品
で構成でき、自動的にもあるいは手動でも可能である。 【００８１】このように、通常状態においては、運転費
用が安価な温度スイング吸着装置１１のみを稼働して、
出力されるガスの酸素濃度が許容範囲を外れた場合のみ
に運転費用が比較的高価な圧力スイング吸着装置３１を
稼働させることによって、高い酸素回収効率を維持した
ままで、システム全体の平均的な運転維持費を節減でき
る。 【００８２】（第６実施形態）図６は本発明の第６実施
形態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムを
示すブロック図である。なお、図５に示した第５実施形
態の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白システムと同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明は省略する。 【００８３】この第５実施形態の排オゾン処理装置６０
は、アルカリ吸収装置２１とドライヤ９と温度スイング
吸着装置１１と圧力スイング吸着装置３１とこの圧力ス
イング吸着装置３１を選択的にバイパスするバイパス配
管３２が設けられている。そしてこのバイパス配管３２
に設けられたパルブ３３は図示しない制御部からの指令
によって開閉されるる。 【００８４】このように構成された酸素回収装置におい
て、通常状態においては、バイパス配管３２に設けられ
たパルブ３３は解放されており、かつ圧力スイング吸着
装置３１は運転を停止している。したがって、通常状態
においては、被処理ガス（排オゾン）は温度スイング吸
着装置１１で有機物が除去されたのち、バイパス配管３
２を介して直接オゾン発生器７へ流入する。しかし、出
力されるガスの酸素濃度が許容範囲を外れた場合にはバ
ルブ３２を閉じ、かつ圧力スイング吸着装置３１を稼働
させて、ガスの酸素濃度を制御する。 【００８５】この場合、通常状態には、被処理ガス（排
オゾン）は圧力スイング吸着装置３１内を通流すること
はないので、この圧力スイング吸着装置３１内の吸着剤
の長寿命化（劣化防止）を図ることができる。 【００８６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のオゾン漂
白システムの酸素回収装置においては、窒素や炭酸ガス
の濃度を所定値に維持するために外部へ排気するパージ
量を極力低下もしくは防止しでき、排オゾンからの酸素
の回収効率を向上でき、漂白システム全体の稼働費用を
節減でき、オゾン漂白システム全体を効率的に稼働でき
る。 【００８７】 【００８８】さらに、排オゾンに対して酸素漂白装置の
排酸素を混合させている。したがって、酸素の循環過程
で失われる酸素を自動補給でき、外部から酸素補給を極
力低下または停止することができ、漂白システム全体の
稼働費用をさらに低減できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の第１実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図２】 本発明の第２実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図３】 本発明の第３実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図４】 本発明の第４実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図５】 本発明の第５実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図６】 本発明の第６実施形態の酸素回収装置が組込
まれたオゾン漂白システムの概略構成を示すブロック図 【図７】 従来の酸素回収装置が組込まれたオゾン漂白
システムの概略構成を示すブロック図 【符号の説明】 １…アルカリ蒸解装置 ２…化学薬品回収装置 ３…酸素漂白装置 ４…オゾン漂白装置 ６，１２…酸素発生装置 ７…オゾン発生器 ８、２０，３０，４０，５０，６０…排オゾン処理装置 ９…ドライヤ １０…オゾン分解装置 １１…温度スイング吸着装置 ２１…アルカリ吸収装置 ３１…圧力スイング吸着装置 ３３…バイパス配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 譲 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 田中 孝二 東京都府中市東芝町１番地 芝府エンジ ニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−209388（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254337（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−257688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−45317（ＪＰ，Ａ) 小林達，高濃度オゾン漂白システムの 操業経験，紙パ技協誌，紙パルプ技術協 会，1995年11月，第49巻11号，第50−59 頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21C 9/10 - 9/16

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被漂白材の繊維結合物質をアルカリ蒸解
   装置で除去したのち、酸素漂白装置及びオゾン漂白装置
   で漂白するオゾン漂白システムを構成する前記オゾン漂
   白装置にオゾン化酸素を供給するオゾン発生器と、前記
   オゾン漂白装置から排出される排オゾンを浄化して前記
   オゾン発生器に原料酸素ガスとして供給する排オゾン処
   理装置とを備えたオゾン漂白システムの酸素回収装置に
   おいて、 前記排オゾン処理装置は、前記排オゾン中に含まれる水
   分と水溶性不純物とを除去するドライヤと、前記水分と
   水溶性不純物とが除去されたガス中に含まれるオゾンを
   分解するオゾン分解装置と、前記オゾン分解されたガス
   における酸素の分離濃縮を行う圧力スイング吸着装置と
   を備え、 かつ、前記オゾン漂白装置から排出され前記排オゾン処
   理装置へ流入される排オゾンの排オゾン配管に対して、
   前記酸素漂白装置から排出される排酸素の排酸素配管を
   結合し、前記排オゾンに前記排酸素を混合させて前記排
   オゾン処理装置に導入することを特徴とするオゾン漂白
   システムの酸素回収装置。