JPH05295689A - 悪臭ガスの処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硫酸塩セルロースパルプミルからの悪臭硫黄
含有ガスの放出を少なくし、同時にパルプミルの硫黄／
ナトリウムバランスを維持した、セルロースパルプミル
からの廃ガスを処理する方法及び装置。 【構成】 石鹸及び黒液からなる群から選択された材料
と硫黄含有悪臭ガスとを一緒にして流体を生成させ、そ
の流体を酸化条件下で燃焼し、硫酸ナトリウム及び炭酸
ナトリウムを含有する溶融物を生成させ、その溶融物か
ら化学物質を回収することからなる悪臭ガス分解法。頂
部及び底部を有する燃焼用反応容器、反応容器に悪臭ガ
ス、石鹸及び（又は）黒液、及び燃焼空気を供給する手
段、反応容器中で悪臭ガス、石鹸及び（又は）黒液の燃
焼中に生じた溶融物を反応容器の底から排出する手段、
燃焼中に生じた煙道ガスを反応容器から排出する手段、
及び溶融物排出手段と連通した溶融物溶解用容器、を具
えた装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セルロースパルプミル
からの悪臭ガス及び硫酸塩石鹸を処理するための方法及
び装置に関する。それらのガス及び石鹸（及びそれらの
同様な部分）は、パルプミル中で、その中に含まれてい
る化学物質の回収をミルに従属する他の処理を何等妨害
することなく改良するようなやり方で処理される。

【０００２】

【従来の技術】世界的に硫酸塩パルプミルからの硫黄放
出物をできるだけ少なくする要求が強まっている。その
ためには硫化度を一定に維持する硫黄とナトリウムとの
実質的に一定なバランス（Ｓ／Ｎａ比）を維持する必要
がある。しかし、硫黄が硫酸の形で処理系統に添加さ
れ、二酸化塩素漂白用薬品を使用する結果生ずる廃酸の
ため、適当なバランスを維持することは困難である。

【０００３】硫酸塩ミルに添加される主要な硫酸源は、
石鹸（パルプ製造の副生成物として形成される）をトー
ル油、悪臭発生ロジン混合物、脂肪酸、ステロール類、
及び他の物質へ転化する間に添加されるものである。ト
ール油の商業的重要性は低下しつつある、従って、トー
ル油に従属する処理を除外しても、パルプミルに対する
重要な商業的悪影響はない。しかし、石鹸をトール油へ
転化する過程で通常用いられる硫酸に起因する不均衡な
硫黄を除去することができる。しかし、石鹸は、依然と
して使用するか、又は廃棄しなければならない。

【０００４】従来、ソーダ回収ボイラー中で石鹸を燃焼
することによりトール油従属工程を回避することが可能
であることが示唆されている。しかし、そのような燃焼
は有利ではない。ソーダ回収ボイラー中での石鹸の燃焼
は、溶融溶液爆発の危険を伴っている。また、石鹸の燃
焼はボイラーの容量の一部分（例えば、その容量の約３
〜５％）を占める。また、石鹸の燃焼は、ソーダ回収ボ
イラー中で燃焼される黒液中の乾燥物質の含有量が増大
すると停止しなければならないことがある。ソーダ回収
ボイラーに適用されるこれらと同じ問題は、石灰キルン
中での石鹸の燃焼にも典型的に適用することができ、更
に石灰キルン中での燃焼を技術的に複雑にする。

【０００５】本発明による方法は、従来の方法と比較し
て幾つかの利点をもたらしている。

【０００６】本発明による方法は、ミルのＳ／Ｎａ比の
バランスを取り易くする。更に、本発明の方法は、従来
の方法では添加されていた硫黄含有化合物の添加を必要
としない。本発明では石鹸中でのナトリウムは、ミル工
程の残りの工程、例えば、ソーダ回収ボイラー中での黒
液の燃焼を妨害することなく回収される。更に、悪臭ガ
ス中の硫黄を石鹸中のナトリウムにより、別の所で得ら
れる他の化学物質、例えば、水酸化ナトリウムを大して
使用することなく固定することができるので、パルプミ
ルによる環境問題を容易に少なくすることができる。本
発明による方法はエネルギー効率もよい。なぜなら、バ
ーナーが、燃焼工程の開始時及び（又は）起きることが
ある停止中に最小のエネルギー、例えば外の所で得られ
る油又は天然ガスしか必要としないからである。

【０００７】硫酸塩セルロースパルプの製造中に、主に
有機硫黄化合物を含有する悪臭ガスが発生する。これら
のガスは主に消化器及び黒液蒸発器中で発生する。それ
らのガス中の匂いのある有機硫黄化合物は、別の反応容
器又は石灰スラッジ再燃焼キルン中でそれらを燃焼して
二酸化硫黄を生成させることにより除去するのが好まし
い。石灰キルン中での燃焼は実際の石灰スラッジ再燃焼
過程を妨害するので、別の燃焼方法を取るのが好ましい
ことが判明している。更に、燃焼中その工程の妨害によ
り悪臭ガスが環境中へ放出される結果になる。

【０００８】従来の別の燃焼系統は、煙道ガスを洗浄す
ることにより、そこに含まれる硫黄しか回収できない欠
点を有する。このことは、例えば煙道ガスを水酸化ナト
リウム含有溶液で洗浄することにより行われてきた。し
かし、ＮａＯＨは高価であり、ミルのＳ／Ｎａバランス
を乱す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パルプミル
からの悪臭硫黄含有ガスの問題を解決し、同時に石鹸か
らトール油への転化のために硫酸を使用しなくてもよい
ようにし、それによってパルプミル中の硫黄ナトリウム
比を維持し易くし、硫酸塩パルプミルの環境に対する悪
影響を最小にする方法及び装置を与える。この望ましい
結果は、回収可能な化学物質を生成させながら、硫黄含
有悪臭ガスを分解(destroy）することにより本発明の方
法により達成される。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による好ましい方
法は、次の工程：（ａ）石鹸及び黒液から本質的になる
群から選択された材料と硫黄含有悪臭ガスとを一緒にし
て流体を生成させ；（ｂ）工程（ａ）からの流体を酸化
条件下で燃焼し、硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを
含有する溶融物を生成させ、そして；（ｃ）工程（ｂ）
で生成した溶融物から化学物質を回収する；工程からな
る。工程（ｃ）は、例えば溶融物を溶解して溶液を生成
し、その溶液を黒液と一緒にし、次に前記黒液を慣用的
ソーダ回収ボイラーで燃焼することにより行うことがで
きる。用いられるガスは、パルプミル、例えば、消化器
又は蒸発器からのどのような硫黄含有排出ガスでもよ
い。工程（ｂ）中に発生する煙道ガスは、冷却し、次に
洗浄器へ送ってもよく、或はそれらは樹皮、スラッジ等
を燃焼する廃熱ボイラーへ供給してもよい。

【００１１】通常、石鹸はそのナトリウム含有量に比較
して少量の硫黄を含み、その平均比は約６kgのナトリウ
ム対約0.5 kgの硫黄である。この比はセルロースパルプ
を製造するのに用いられる木の種類及びそれらの木の産
地によって変化する。燃焼工程の酸化部分中、悪臭ガス
中の硫黄は石鹸中のナトリウムと反応し、Ｎa₂ＳＯ₄及
びＮa₂ＣＯ₃ を形成する。この燃焼過程から形成された
生成溶融物溶液を次に水に溶解し、適当な濃度（溶液の
析出点に従って選択される）にする。次にその溶液を更
に弱黒液と混合し、ソーダ回収ボイラー中で燃焼する。
これは、ミルのＳ／Ｎａバランスを乱すことなく石鹸中
のナトリウムが回収される結果を与える。

【００１２】燃焼工程で発生した硫黄を含まない煙道ガ
スは、慣用的洗浄器中で水で洗浄してもよい。これはミ
ル工程中で放出された粒子を減少させるために行う。洗
浄液は、溶融物溶液の溶解工程へ送ってもよい。石鹸の
燃焼により、燃焼過程からの粒状放出物は非常に少なく
とどまっている。

【００１３】本発明により、黒液を悪臭ガスで燃焼する
ことができることも発見された。黒液は石鹸又は石鹸と
の混合物で置き換えてもよい。黒液の処理は、例えば本
発明による燃焼工程のための充分な石鹸が無い場合には
問題になる。更に、黒液の処理は、ソーダ回収ボイラー
の容量がその系の全ての黒液を処理するのに充分でない
場合に有用である。黒液の燃焼中、悪臭ガス中の硫黄は
ＳＯ₂ を形成する。得られたＳＯ₂ は、石鹸燃焼工程の
場合のように、溶融物溶液に入る。

【００１４】本発明により処理された硫黄含有悪臭ガス
は、パルプミル中で発生し、本発明により燃焼すること
ができるどのような硫黄含有ガスでもよい。

【００１５】本発明の別の態様に従い、硫黄含有悪臭ガ
スを分解するための装置が与えられる。その装置は、頂
部及び底部を有する燃焼を行うための反応容器（好まし
くは円筒状水冷反応器）を有する。その装置は更に次の
部材を有する：反応容器に悪臭ガス、石鹸及び（又は）
黒液、及び燃焼空気を供給するための手段。反応容器中
で悪臭ガス、石鹸及び（又は）黒液の燃焼中に生じた溶
融物を前記反応容器の底から排出するための手段。反応
容器中での燃焼中に生じた煙道ガスを前記反応容器から
排出するための手段。及び溶融物排出手段と連通した、
前記溶融物を溶解するための溶解容器。溶解容器は典型
的には反応容器の下に配置され、反応容器からの煙道ガ
スを冷却器を通って次に洗浄器へ送るか、又は煙道ガス
を樹皮、スラッジ等の燃焼を行う廃熱ボイラーへ送るた
めの煙道排出部を有する。溶融物溶液導管は溶解容器か
ら伸びて弱黒液導管と接続し、次にソーダ回収ボイラー
へ接続されている。

【００１６】本発明の主たる目的は、硫酸塩パルプから
の悪臭ガスを分解し、同時にパルプミルのＳ／Ｎａ比を
維持することである。本発明のこの目的及び他の目的
は、本発明の詳細な記述及び特許請求の範囲を調べるこ
とにより明らかになるであろう。

【００１７】図面は、溶解容器８に接続された円筒状水
冷燃焼反応器１を例示している。燃焼反応器１は円錐状
上端２、下端３、及び垂直壁７を有する。石鹸及び（又
は）黒液４、悪臭ガス５、燃焼空気、及び時には燃料を
幾つかの場所（例えば、３〜５の異なった場所）から燃
焼反応器１の上端２中へ均一に導入する。反応器１の温
度は、燃焼中、900 〜1000℃であるのが好ましい。

【００１８】燃焼する石鹸及び（又は）黒液と悪臭ガス
とが反応すると、溶融物層６が連続的に反応器壁７の内
側に発生する。連続的に発生する溶融物層６は反応器壁
７を過熱から保護し、重力によって下へ流れる。溶融物
層６は反応器１の下端３から、反応器１の下に位置する
溶解容器８中へ排出される。

【００１９】容器８中で生じた溶融物溶液10の濃度は、
新しい水の流れ13を導入することにより制御され、その
水は溶解容器８に入り、混合機８′により溶融物６と混
合される。13から導入される液体は煙道ガス洗浄器から
の洗浄液体でもよい。

【００２０】反応器１で発生した煙道ガスも溶解容器８
を通って循環する。これらの煙道ガスは次に排出開口９
を通って送られ、慣用的冷却器12によって冷却される。
煙道ガスは冷却器12から慣用的洗浄器18へ排出し、水で
処理する。洗浄器はアルカリ性組成物、例えばＮａＯＨ
溶液でガスを処理する能力を持たなければならない。な
ぜなら、二酸化硫黄の発生が或る状況で起こることがあ
るからである。しかし、殆どの条件下では二酸化硫黄の
発生は起きにくいであろう。洗浄に用いられる液体は、
洗浄後、循環経路19によって示されているように、導管
13中の溶解用液体の全て又は一部分を与えるために用い
てもよい。

【００２１】Ｎa₂ＳＯ₄ 及び幾らかのＮa₂ＣＯ₃ を含有
する溶融物溶液10を導管11中で弱黒液と混合する。溶融
物溶液10と弱黒液との導管11中で得られた混合物は、蒸
発プラント（図示されていない）を経て導管15又は他の
適当な手段により慣用的回収ボイラー14へ送る。これに
よって石鹸及び（又は）黒液及び悪臭ガス中に存在する
化学物質を、将来のミル中での化学的循環のために回収
する。

【００２２】本発明の燃焼装置は、石鹸の乾燥物質含有
量が低い場合でもよく作動する。更に溶融物爆発の危険
はない。

【００２３】上で述べた燃焼装置の作動容量効率は約９
〜25メガワット（ＭＷ）である。燃焼工程で黒液を用い
た場合、一層大きな効率も可能である。更に、大きな燃
料効率を得るために、煙道ガスからのエネルギー回収の
ための装置と廃熱ボイラーと一緒にすることができる。
即ち、排出開口９からの煙道ガスを適当な条件下で樹
皮、スラッジ等との反応のために容器17（例えば、ボイ
ラー）へ送り、（例えば、導管16により）、洗浄器によ
る煙道ガスの別の処理を省略してもよい。

【００２４】本発明による方法は、別の装置で悪臭ガス
を処理する型のパルプミルに対し特に適している。

【００２５】本発明を、最も実際的で好ましい態様であ
ると現在考えられているものに関連して記述してきた
が、本発明は、その開示した態様に限定されるのではな
く特許請求の範囲の本質及び範囲内に含まれる種々の変
更及び同等の構造を包含するものであることは理解され
るべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を実施するための本発明によ
る装置例を概略的に例示した長手方向の断面図である。

【符号の説明】

１ 反応器 ６ 溶融物 ８ 溶解容器

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロースパルプミルからの硫黄含有悪
   臭ガスを分解し、回収可能な化学物質を生成させる方法
   において、 （ａ） 石鹸及び黒液から本質的になる群から選択され
   た材料と硫黄含有悪臭ガスとを一緒にして流体を生成さ
   せ、 （ｂ） 工程（ａ）からの流体を酸化条件下で燃焼し、
   硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを含有する溶融物を
   生成させ、そして （ｃ） 工程（ｂ）で生成した溶融物から化学物質を回
   収する、工程を特徴とする悪臭ガス分解法。
2. 【請求項２】 工程（ｃ）を、溶融物を液体に溶解して
   溶融物溶液を形成し、その溶融物溶液を弱黒液と一緒に
   し、蒸発し、次に前記黒液をソーダ回収ボイラーで燃焼
   することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】 工程（ａ）を、悪臭ガスと前記材料とを
   混合して反応容器への導入前に流体を形成し、該流体を
   前記反応容器の頂部近くの複数の異なった位置から導入
   することにより行い、更に工程（ｂ）を反応容器中で行
   うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 工程（ｂ）を、約900 〜1000℃の温度で
   行うことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 工程（ｂ）でも煙道ガスを生成し、更に
   前記煙道ガスから溶融物を分離し、前記煙道ガスを冷却
   し、そして前記煙道ガスを液体で洗浄する諸工程を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
6. 【請求項６】 工程（ｂ）も煙道ガスを生成し、更に前
   記煙道ガスを溶融物から分離し、前記煙道ガスを廃熱ボ
   イラーへ供給し、前記煙道ガスを廃熱ボイラー中で樹
   皮、スラッジ等と一緒に燃焼する、工程を含むことを特
   徴とする請求項１又は２に記載の方法。
7. 【請求項７】 工程（ｃ）で行う溶融物の溶解に、洗浄
   後の洗浄液を用いる工程を特徴とする請求項５に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 頂部及び底部を有する燃焼を行うための
   反応容器、 前記反応容器に硫黄含有悪臭ガス、石鹸及び（又は）黒
   液、及び燃焼空気を供給する手段、 前記反応容器中で悪臭ガス、石鹸及び（又は）黒液を燃
   焼する間に生じた溶融物を前記反応容器の底から排出す
   るための手段、 前記反応容器中での燃焼中に生じた煙道ガスを前記反応
   容器から排出するための手段、 前記溶融物排出手段と連通した、前記溶融物を溶解する
   ための溶解容器、を特徴とする硫黄含有悪臭ガスを分解
   するための装置。
9. 【請求項９】 反応容器に硫黄含有悪臭ガス、石鹸及び
   （又は）黒液、及び燃焼空気を供給するための手段が、
   反応容器の頂部中へ複数の位置から悪臭ガス、石鹸及び
   （又は）黒液、及び燃焼空気を導入するための手段を有
   することを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 溶解容器が反応容器の下に、その底部
    に隣接して配置され、前記溶解容器がその中へ溶解用液
    体を導入するための手段及び混合機を有することを特徴
    とする請求項８又は９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 煙道ガスを排出するための手段が、溶
    解容器の排出開口を定める手段を有し、前記反応容器か
    らのガスを前記溶解容器中へ排出することを特徴とする
    請求項10に記載の装置。
12. 【請求項１２】 反応容器が円筒状水冷容器を有するこ
    とを特徴とする請求項８に記載の装置。
13. 【請求項１３】 溶解用容器からの溶融物溶液を取り出
    すための導管、前記取り出した溶融物溶液と黒液とを一
    緒にする手段、ソーダ回収ボイラー、及び前記一緒にし
    た溶融物溶液・黒液を前記ソーダ回収ボイラー中へ導入
    してそれらの燃焼を行うための手段を特徴とする請求項
    ８に記載の装置。
14. 【請求項１４】 廃棄物回収ボイラー、及び反応容器か
    ら排出された煙道ガスを廃棄物回収ボイラーへ送るため
    の手段を特徴とする請求項８に記載の装置。