JPH05295686A

JPH05295686A - パルプ蒸解釜のスケール付着防止剤およびスケール付着防止方法

Info

Publication number: JPH05295686A
Application number: JP9540092A
Authority: JP
Inventors: Akira Togo; 章藤後; Hiroshi Uchiyama; 宏内山
Original assignee: Hakuto Co Ltd
Current assignee: Hakuto Co Ltd
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】紙・パルプ工業のクラフトパルプ製造工程の蒸
解釜内やその周辺の配管、設備等に付着するスケールを
連続的に防止する防止剤及び防止方法を提供する。【構成】イタコン酸成分及びマレイン酸成分を含有し、
上記イタコン酸成分含有量10〜90モル％、且つ重合度８
〜250の共重合体を有効成分として含有するスケール付
着防止剤であることを特徴とする。クラフトパルプ製造
工程の蒸解釜内の蒸解液中に存在するカルシウムイオン
１ppmに対して、上記スケール付着防止剤を0.01〜10ppm
添加することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙、パルプ工業のクラ
フトパルプ製造工程において蒸解釜内やその周辺の配
管、設備等にスケールが付着するのを連続的に防止する
防止剤及び防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クラフトパルプは、原料である木材チッ
プを、苛性ソーダと硫化ソーダを主成分とする蒸解液中
高温、高圧下で蒸煮することによって、木材中に含まれ
るリグニンを溶出せしめパルプ化することによって製造
される。蒸解液は白液を、場合によっては一部黒液で希
釈して使用され、蒸解温度は約170℃である。白液は、
概略苛性ソーダ55〜100g/l、硫化ソーダ18〜45g/l、炭
酸ソーダ10〜30g/l（いずれもＮa₂Ｏ換算）を含む水溶
液である。

【０００３】しかしながらこの蒸解工程中において、木
材チップからカルシウムイオンが溶出し、蒸解液中の炭
酸イオンと反応し系内で炭酸カルシウムが生成、析出し
て、蒸解釜及び後続タンク配管内に付着しスケールとな
ることがある。スケールが蒸解釜の加熱部、ストレーナ
ー部等に付着すると、熱交換率の低下、液及びチップ流
れの阻害、生産性の低下、パルプ品質の不均一等の障害
となり、運転上大きな障害となる。

【０００４】そこで定期的に運転を停止して酸洗浄等に
より付着スケールを取り除く作業が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スケー
ル除去はそれ自体労力の要る作業であり、更に運転の一
時的停止に伴う生産損失、エネルギーの損失など生産効
率の面から極めて好ましくない。

【０００６】そこで連続的にスケールの付着を防止する
ことにより、スケール除去作業を極力減らす方法が切望
されている。例えば、マレイン酸重合体をスケール付着
防止剤とする方法は既に報告されている（特公平２−53
551号公報）が、スケールを完全に防止するには至ら
ず、一層より効果の高いものが望まれている。

【０００７】本発明の目的は、前記未解決の問題を解決
し、クラフトパルプ製造工程の蒸解釜における、より効
果の高いスケール付着防止剤及び防止方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、クラフト
パルプ製造工程の蒸解釜におけるスケールの付着を連続
的に防止する方法を確立することを意図し、蒸解液中で
のスケール生成防止効果を鋭意検討した結果、イタコン
酸を含む共重合体が、イタコン酸ホモ重合体やマレイン
酸ホモ重合体等の単独重合体よりスケール防止効果が格
段に大きくなり、卓越したスケール防止効果を発揮する
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、イタコン酸成分及びマ
レイン酸成分を含有し、該イタコン酸成分含有量10〜90
モル％、且つ重合度８〜250の共重合体を有効成分とし
て含有することを特徴とするクラフトパルプ製造工程の
蒸解釜および周辺設備のスケール付着防止剤、を提供す
る。本発明は更に、クラフトパルプ製造工程の蒸解釜内
の蒸解液中に存在するカルシウムイオン１ppmに対し
て、上記スケール付着防止剤を0.01〜10ppm添加するこ
とを特徴とするクラフトパルプ製造工程の蒸解釜及び周
辺設備のスケール付着防止方法、も提供する。

【００１０】本発明のスケール付着防止剤に用いる共重
合体は、イタコン酸成分が10〜90モル％、好ましくは30
〜70モル％含まれる。上記イタコン酸成分としては、イ
タコン酸それ自身、その中和塩、およびこれらの混合物
等が挙げられる。上記中和塩としては、例えばアルカリ
金属塩（具体的にはカリウム塩、ナトリウム塩等）、及
びアンモニウム塩等が挙げられ、これらの１種以上使用
してよい。イタコン酸成分含量が上記範囲外の共重合体
や、又はイタコン酸のホモ重合体、マレイン酸のホモ重
合体、マレイン酸とアクリル酸の二元共重合体などはそ
れぞれそれなりに効果はあるが、本発明の範囲にある共
重合体の方が、よりスケール付着防止効果が大きい。

【００１１】上記共重合体には更に、マレイン酸成分を
含有する。マレイン酸成分としては、マレイン酸それ自
身、その中和塩、無水マレイン酸、及びこれらの混合物
等が挙げられる。中和塩としては、上記イタコン酸成分
で例示したもの等が挙げられる。マレイン酸成分の含有
量は、10〜90モル％、好ましくは30〜70モル％である。

【００１２】上記共重合体には更に、アクリル酸成分を
加えてもよい。アクリル酸成分としては、アクリル酸そ
れ自身、その中和塩、及びこれらの混合物等が挙げられ
る。中和塩としては、前記イタコン酸成分において例示
したもの等が挙げられる。アクリル酸成分の共重合体中
の含有量は上記マレイン酸成分含有モル量以下が好まし
く、より好ましくはマレイン酸成分含有モル量の半分以
下である。

【００１３】共重合体には更にその他のモノマーを、本
発明効果を損なわない範囲で含有してもよい。上記その
他のモノマーとしては、例えばメタクリル酸、アクリル
アミド等が挙げられる。共重合体の重合度は、８〜25
0、好ましくは８〜150である。重合度が８より小さいも
のはスケール付着防止効果が充分でなく、また250より
大きいものは分散性が低下し、やはり本発明効果が小さ
くなる。従って上記範囲外の重合度の共重合体では添加
量を大幅に増やさなくては所要の効果が出ず、経済的で
ない。尚、共重合体はブロック又はランダム共重合体の
何れであってもよい。

【００１４】本発明におけるイタコン酸成分とマレイン
酸成分、又はイタコン酸成分、マレイン酸成分、アクリ
ル酸成分の共重合体の調製方法は特に限定されるもので
なく、これら不飽和カルボン酸の重合方法として一般に
用いられている方法、すなわちモノマーである不飽和カ
ルボン酸類を水溶液中、又はトルエンなどの有機溶媒中
で、過酸化ベンゾイル、過硫酸ナトリウム、ジ-t-ブチ
ルパーオキサイドなどの重合開始剤の存在下、必要に応
じて重合調製剤を加えて加熱する方法が採用される。重
合度の調製は重合開始剤の量、重合温度、重合時間、モ
ノマー濃度等を適性にすることがで達成できる。

【００１５】本発明のスケール付着防止方法において上
記スケール付着防止剤を、蒸解釜内の液中に存在するカ
ルシウムイオン１ppmに対して0.01〜10ppm、好ましくは
0.05〜５ppmで添加する。0.01ppm未満では本発明効果が
充分でなく、また10ppmを越えた添加ではそれ以上の効
果の向上は認められず、経済的見地から好ましくない。
本発明のスケール付着防止剤の蒸解釜への添加方法は特
に限定されるものではないが、蒸解釜に供給される白
液、又は循環蒸解液のいずれか一方、または両方に添加
することによるのが実際の操作上便利である。なお、ス
ケール付着防止剤の投入時期は特に限定されないが、例
えば黒液（蒸解廃液）中のカルシウム量から蒸解釜中の
カルシウム量を推定し、相当するスケール付着防止剤を
白液中に連続注入する方法が採られる。

【００１６】

【作用】蒸解釜において生成した炭酸カルシウムは、濃
度が高くなると析出してスケールとなる。本発明のスケ
ール付着防止剤は、炭酸カルシウムが結晶成長する段階
で結晶成長の核に吸着、結晶格子に浸透していき、結晶
の成長を阻害し、結晶に歪みを与え、結晶を細かくする
作用をもっていると考えられる。この結果、炭酸カルシ
ウムは析出し難くなり、また析出しても結晶が細かくな
るので、スケールとなり難くなるものと考えられる。

【００１７】

【実施例】共重合体の調製（調製例１）500mlの５つ口フラスコにイタコン酸117重
量部、無水マレイン酸9.8重量部、水200重量部を加え、
これに50％水酸化ナトリウム水溶液を加えて溶液のpHを
約６に調製した。フラスコに冷却管、攪拌機、温度計、
窒素導入管、滴下ロートを取付け、窒素を流しつつ溶液
を80℃に加熱した後、過硫酸ナトリウム9.5重量部を水5
0重量部に溶解した液を１時間かけてゆっくり滴下し
た。滴下が終わった後、更に３時間還流加熱し、分子量
3000の共重合体の水溶液を得た。

【００１８】（調製例２〜11および比較調製例１〜３）
イタコン酸、無水マレイン酸、およびアクリル酸を表１
に示す組成となるような量で使用し、重合条件（温度、
時間）等を適宜調製した以外は、概略調製例１と同様に
して各共重合体を調製した。得られた各共重合体の分子
量を表１に併記する。

【００１９】（比較調製例４）アクリル酸とアクリルア
ミドを１：１モル比にして共重合体を調製した。得られ
た共重合体の分子量を表１に示す。

【００２０】（比較調製例５）アクリル酸とスチレンス
ルホン酸を４：１モル比にて共重合体を調製した。得ら
れた共重合体の分子量を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】スケール付着防止効果（実施例１〜11および比較例１〜６）高アルカリの白液
中における炭酸カルシウム析出防止能について、本発明
のスケール付着防止剤と、従来の炭酸カルシウム析出防
止剤との比較試験を実施した。

【００２３】白液（ＮaＯＨ８重量％、Ｎa₂Ｓ４重量
％、Ｎa₂ＣＯ₃3.5重量％を含む水溶液）200mlに、カル
シウムイオンとして100ppmとなるように塩化カルシウム
を添加し、更に上記調製例１〜11若しくは比較調製例１
〜５の各共重合体、または1-ヒドロキシエチリデン-1,1
-ジホスホン酸をスケール付着防止剤としてそれぞれ表
２に示す量で添加した。これらの各溶液をそれぞれ100
℃にて均一に溶解させた後、100℃に２時間静置し、定
量用濾紙No.6で濾過した。各濾紙を乾燥した後、濾紙上
に残った炭酸カルシウムの重量を測定し、析出炭酸カル
シウムとして、次式で析出防止率として算出した。結果
を表２に示す。析出防止率(％)＝｛１−(防止剤添加時析出量／防止剤
無添加時析出量)｝×100

【００２４】（比較例７）スケール付着防止剤を全く添
加しなかった以外は、上記実施例１と同様に行った。

【００２５】

【表２】

【００２６】（実施例12〜19および比較例９〜16）実施
例１と同一の白液を用い、白液100mlに塩化カルシウム
をカルシウムイオンとして100ppm加え、表３に示す各種
スケール付着防止剤をそれぞれ添加後、ステンレス製オ
ートクレーブに入れ、160℃にて２時間静置した。容器
を傾斜して液を取出した後、オートクレーブ内壁へのス
ケール付着状態を目視観察した。その結果を表３に示
す。

【００２７】（比較例17）スケール付着防止剤を全く使
用しなかった以外は、実施例12と同様に行ってスケール
付着状態を目視観察した。その結果を表３に示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】本発明のクラフトパルプ製造工程の蒸解
釜におけるスケール付着防止剤および防止方法を該当工
程に適用すれば、連続的にスケール付着を防止すること
が出来、連続運転期間が延長され、生産性向上、パルプ
品質の均一化、エネルギーロスの低減が達成され、また
スケール付着によるトラブルも激減するため、操業性改
善に寄与する効果が多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イタコン酸成分及びマレイン酸成分を含
有し、該イタコン酸成分含有量10〜90モル％、且つ重合
度８〜250の共重合体を含有することを特徴とするクラ
フトパルプ製造工程の蒸解釜および周辺設備のスケール
付着防止剤。
【請求項２】該共重合体が、アクリル酸成分を該マレ
イン酸成分含有モル量以下で更に含有することを特徴と
する請求項１記載のスケール付着防止剤。
【請求項３】クラフトパルプ製造工程の蒸解釜内の蒸
解液中に存在するカルシウムイオン１ppmに対して、請
求項１又は２記載のスケール付着防止剤を0.01〜10ppm
添加することを特徴とするクラフトパルプ製造工程の蒸
解釜および周辺設備のスケール付着防止方法。