JPH0123596B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 緑液中の水と酸化カルシウムとを反応させる
消和工程およびかくして生成した水酸化カルシウ
ムと緑液中の炭酸ナトリウムとを反応させて水酸
化ナトリウムおよび炭酸カルシウムを含む白液を
得る苛性化工程からなり、これらの両工程の反応
が常圧より高い圧力下で行なわれることを特徴と
する白液の製造方法。

２ 反応を常圧より1MPa高い圧力までの圧力で
行うことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の
製造方法。

３ 反応を常圧より200〜500kPa高い圧力で行う
ことを特徴とする、請求の範囲第１項または第２
項記載の製造方法。

４ 反応を105〜170℃、好ましくは105〜110℃の
温度で行うことを特徴とする、請求の範囲第１項
〜第３項記載のいずれか一項記載の製造方法。

明細書 本発明は硫酸塩法によるパルプ製造用白液の製
造方法に関する。本発明では密閉装置内で常圧を
越えた圧力で製造を行う。この方法で多数の利益
が得られる。

硫酸塩法によるパルプ製造においては、満足な
プロセス経済のため蒸煮薬品（digestion
chemicals）の回収が必要である。これはパルプ
蒸煮から得られた黒液を蒸発させ且つソーダ回収
ボイラー中で燃焼させて得られるが、黒液中の無
機成分は融解物の形で得られる。融解物を水に溶
解すると緑液が得られる。この緑液は特に炭酸ナ
トリウムを含むが、蒸煮法において活性ではな
い。従つて、できるだけ大きな部分の炭酸塩を蒸
煮液中の活性成分として含まれる水酸化ナトリウ
ムに変えることが望ましい。従つて、水酸化カル
シウムによる緑液の苛性化が行われる。

石灰消和装置中で緑液に生石灰（酸化カルシウ
ム）を添加するとき、焼石灰（burnt lime）は
緑液中に存在する水と発熱反応して次の反応 CaO＋H₂O→Ca（OH）₂＋熱 によつて消石灰（水酸化カルシウム）が得られ
る。

消石灰はある程度水に可溶であり、石灰乳とな
る。この石灰乳を苛性化槽に導き、石灰乳中のカ
ルシウムを緑液中の炭酸塩と反応させ次式 Ca（OH）₂＋Na₂CO₃→CaCO₃（Ｓ）＋2NaOH によつて所望の水酸化ナトリウムと石灰泥（炭酸
カルシウム）とを得る。

石灰泥は過し、洗浄し、後に焼成して生石灰
としてプロセスへ再循環させるために貯蔵する。
得られた白液は蒸煮へ送られる。

今まで、白液の製造は常に多かれ少なかれ開放
系で、連続操作装置中で常圧で行われて来た。し
かし、本発明では、石灰消和装置から最終白液の
貯蔵まで常圧よりも高い圧力に加圧された装置中
で方法を実施する。このことは従来公知の白液製
造法からの本質的な逸脱を構成し、以下詳細に説
明するように非常な利益がある。

以下、本発明の方法の装置および方法の実施方
法の概略を示す添付図面について本発明をさらに
詳細に説明する。

図面に示すように、緑液４をポンプ１により石
灰消和装置２へ送る。正圧（Positive Pressure）
下で石灰を供給するようになつている供給装置に
より生石灰３を石灰消和装置２へ導入する。かか
る供給装置は当業者には公知である。緑液用のポ
ンプ１は全装置を通して緑液、石灰乳ならびに白
液と石灰泥との混合物の輸送用ポンプとして働
き、白液の貯蔵タンク１５まで常圧より高い圧力
に保つ。

石灰消和装置２は大体において公知の型の消和
装置として作動する。生石灰３と緑液４とは撹拌
機５で激しく撹拌しながら供給され、熱を発生し
つつ互いに反応する。生成した石灰砂（lime
gravel）は底部撹拌機６でホモジナイズされ、排
出口へ向つて掻き取られ、７から装置外へ不連続
的に排出される。

石灰乳は苛性化槽８（１つまたは２つ以上の）
へ導かれ、そこで撹拌機９で激しく撹拌されなが
ら緑液の炭酸ナトリウムと反応して水酸化ナトリ
ウムと炭酸カルシウム（石灰泥）とを生成する。

この混合物はさらに、その自体公知のフイルタ
ーインサート１１を含む白液過槽１０へ送られ
る。ここで石灰泥が分離され、槽の下部円筒部に
沈降し、底部に向かつて落下し、そこで撹拌機１
２でホモジナイズされ、洗浄のため槽１３へ送ら
れ、その後、石灰泥はサイロ１４中に貯蔵され
る。白液は白液タンク１５中に集められる。サイ
ロ１４およびタンク１５中では常圧への圧力放出
が行われる。ここではそれ自体公知の方法で圧力
減少において放出される熱エネルギーを利用する
ことができる。

石灰泥はサイロ１４から洗浄過器１８へ送ら
れて濃縮され且つ再燃焼工程および周囲の環境に
悪影響を与える不純物が除去される。最後に、石
灰泥は過器から石灰泥再燃焼炉へ送られ、その
後生石灰として石灰消和装置へ戻される。

仕上り（firished）白液１７はポンプ１６で蒸
解液としてダイジエスターハウスへ送られる。

上述したように、本発明の本質的特徴は白液の
製造を常圧を越えた圧力で行うことである。使用
圧力の上限は臨界的ではなく、主として装置およ
びプロセス技術に関する考慮によつて決定され
る。極めて高い圧力に耐えねばならない装置は勿
論、堅固な構造および材料が要求されるので、よ
り複雑で且つより高価となるであろう。実際、常
圧よりも約1MPa高い圧力までの圧力を有利に使
用することができ、200〜500kPaの過剰圧力が特
に適当であることがわかつた。

石灰の消和で発生する熱によつて緑液の温度は
沸点以上になる。常圧での通常型の苛性化装置で
は水が蒸発し、かかる消和装置中の通常の温度は
102〜103℃である。正圧の密閉装置中では、水蒸
気が逃げられないので温度は一層高くなり、この
場合、温度は通常約105〜110℃になる。熱は白液
と消石灰との混合物中に、これらの両成分がそれ
ぞれの常圧下での貯蔵容器へ送られるまで貯えら
れる。

ある場合には、さらにもつと高い温度で操業す
るのが適当であることもあり得る。この場合、上
限温度は水の臨界温度（374.2℃）で制限される
だけである。適当な温度範囲は105〜170℃である
ことがわかつた。しかし、本発明にとつては温度
が沸点より高いことは必ずしも必要ではなく、最
も重要な特徴は既に述べたように圧力が常圧より
高いということである。

苛性化工程では、炭酸カルシウムが生成し、石
灰泥として沈殿する。一層高温では、反応時間が
変わらなくても沈殿する結晶は一層大きい。これ
は温度を上げると新規の結晶核の生成が遅くなり
且つ小さい結晶の方が再溶解しやすいという事実
によるためである。このため、既に生成している
大結晶上へ沈殿する確率が増加するので、より大
きい結晶が得られ、石灰泥の分離が容易になる。
実際の作業において、これは苛生化の時間の短縮
を可能にする。かくして、炭酸カルシウムの結晶
の成長のためには、密閉装置中のより高い温度が
絶対的に重要である。

温度が高くなると、炭酸カルシウムの溶解度は
増すが、水酸化カルシウムの溶解度は減少する。
理論的には、白液中の炭酸塩イオンの含量はかく
して温度の上昇と共に増加する。しかし、このこ
とは、平衡が一層高温のためにより速やかに現わ
れるという事実によつて打ち消される。

消和装置、苛性化槽、過器などのような本発
明の方法で使用する装置は正圧で化学反応を行う
ための通常の設計のものであり、当業者が容易に
組立てることができる。種々の装置部品のための
適当な材料も容易に選ばれる。

白液の製造において消和工程および苛性化工程
を常圧より高い圧力で行うので、次の明瞭な利益
が得られる。

１ 重力供給による原理を利用する必要がないの
で、装置をコンパクトに組立てることができ
る。

２ 通常の装置に比べて必要なパイプ系が非常に
ずつと単純化される。

３ 最少の可動部分しか所要でなく、すなわち、
基本設計では、１個の緑液ポンプ、５個の撹拌
機集合体、１個の石灰供給装置および１個の石
灰砂排出装置のみが所要可動部分である。

４ 装置建物の容積を現在所要とされている容積
の約半分に減少することが可能である。

５ 工程を密閉することにより、装置は環境的観
点から有利である。

６ 消和装置中で発出した反応熱を全装置にわた
つてずつと保持することができ且つ白液タンク
および石灰泥サイロにおける圧力放出において
例えば熱湯スクラツバーによつて利用すること
ができる。

以上、本発明を白液製造用の完全な装置中で利
用されるものとして説明した。しかし、注目すべ
きことは本発明は消和装置のみに利用することも
可能であり、かくして消石灰（水酸化カルシウ
ム）の製造法にも利用することが可能であるとい
うことである。かくして、この場合には、消和の
ために緑液中そのものを使用する必要はなく、そ
の代わりに水または他の含水液体を使用してもよ
い。この場合も、常圧より高い圧力で方法を行う
ことにより上記と同様にして上に挙げた利益が得
られる。