JPS5930983A - 使用済パルプ処理液からの熱および化学有価物の回収方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、使用済パルプ処理液からのエネルギおよび化
学有価物の回収方法および装置に関するものである。エ
ネルギおよび化学有価物を回収すべき使用済パルプ処理
液は、たとえば木材のようなリグノセルロース質材ａｔ
−パルプに変換する際に生ずるものである。

〔従来技術とその問題点〕

一般的に木材チップであるリグノセルロース質材料を化
学パルプ処理するための産業上価値ある方法は、一般に
クラフト法、ソーダ法および亜硫酸法と呼ばれている。

さらに、化学的および機械的パルプ処理工程の組合せを
使用するパルプ処理法も存在し、これらの方法はしばし
ば半化学的または半機械的パルプ処理法と呼ばれている
。これらの方法はクラフト法、ソーダ法および亜硫酸法
と同じ薬品を規程か使用する。

多くの理由で、好適な化学パルプ処理法はクラフト法で
あシ、この方法は適当に粉砕されたリグノセルロース質
材料、たとえば木材チップの砕片を水酸化ナトリウム、
炭酸ナトリウムおよび硫化ナトリウムのアルカリ性水溶
液中で蒸解またはパルプ処理することを含む。一般に。

この方法は蒸解器と呼ばれる圧力容器において行なわれ
、その内容物を約１６０〜１８０℃の温度まで約１〜３
時間加熱する。蒸解またはパルプ処理工程の後、蒸解液
を多かれ少なかれパルプから分離しかつ洗浄し、次いで
回収処理にかけて化学およびエネルギ有価物を回収する
。このパルプ処理液は、その黒色のためクラフト黒液と
して知られている。　　　　、　　、亜硫酸法は、適当
に粉砕されたリグノセルロース質材ａｔ−カルシウム、
マグネシウーム、ナトリウムもしくはアンモニウムイオ
ンを生ずる薬剤と共に二酸化硫黄の解性水溶液におｉて
蒸解もしくはパルプ処理することからなっている。

したがって、この水溶液は亜硫酸、亜硫酸イオンおよび
重亜硫酸イオンを含有する。蒸解時間は約６〜約８時間
を必要とし、その間温度を約１４０℃まで上昇させる。

この方法の変法においては、蒸解液は中性または弱アル
カリ性にすることもできる。使用済パルプ処理液の回収
は、多くの技術によシ行なわれている。一般に、亜硫酸
法における重液からの化学有価物の回収は、クラフト法
における黒液からの化学有価物回収よりも困離であるこ
とが知られている。これは、υグツセルロース質材料を
パルプ処理するには１ｆｌｊＷｃ酸法よ郵もクラフト法
が優先されている主たる理由である。

クラフト黒液の従来の回収法は、いわゆるトムリンソン
のクラフト回収ボイラを使用している。このボイラにお
いて、濃縮黒液は燃料として役立ち、一般工程用の熱を
供給する。燃焼工程は、存在する有機物質の燃焼から熱
を発生する他に、炭酸ナトリウムおよび硫化ナトリウム
からなる無機薬品の溶融物質を生成する。ファーネス法
は主として２工程からな夛、その初期燃焼工程において
無機塩残留物は炭酸す）　ＩＪウムと硫酸ナトリウムと
からなりかつ第二還元工程において硫酸塩は硫化物まで
還元される。還元工程からの溶融物を水中に溶解させて
、いわゆる緑液を生成させ、次いでこれを石灰で処理し
て炭酸ナトリウムの幾分かを水酸化ナトリウムに変換さ
せ、かくして溶液を炭酸カルシウムの分離の後に白液に
変換させる。次いで、この白液をクラフト蒸解液もしく
はパルプ処理液として使用することができ、幾分かの消
耗した成分を補充した後にパルプ処理操作に使用するこ
とができる。

トムリンンンの回収炉は、次のような幾つかの理由で、
クラフト液のエネルギおよび薬品回収の問題に対し理想
的々解決法でない。不注意に水が溶融無機塩と接触すれ
ば、重大な爆発が生ずることもある。トムリンソン回収
炉を使用する場合、エネルギ有価物の回収は低下する。

大気中への還元硫黄化合物の放出は相当な臭気抑制を必
要とすると共に、この方法に存在する物理的および化学
的作用の個別的な管理が不可能である。何故なら、極め
て近接した単一容器内で酸化工程と還元工程との両者が
行なわれているからである。

したがって、現存する回収装置における投資にも拘らず
、製紙工業は別の回収方法を検討し続けていることは篇
ろくに当らない。１つのこの種の方法は、米国特許第４
．３０５．４６９号公報に記載された複数固体の流動床
回収方式である。

本発明はトムリンソンの回収法および装置に対する代案
を提供すると共に、米国特許 第４，３０５，４６９号公報に記載された回収方法およ
び装置に対する代案ｔ−提供する。前記米国特許の回収
方式においては、濃縮重液を流動床反応器で燃焼させ、
複数の不活性固体成分を使用し５これら成分の一方は微
細粒子と呼ばれ、他方は粗大粒子とすることができる。

この重液をａａの不活性固体粒子成分をさらに有する初
期流動床反応器の底部から導入し、濃縮使用済パルプ処
：ｉ液中に含有される有機物質の大部分（全部ではない
）の実質的な燃焼を保持するのに充分な空気を導入する
。望ましくは、炭素含量に基づき、約８０〜９０％のみ
の有機物質を初期流動床で燃焼させる。複数の粒状固体
成分、よル詳細には不活性粒状固体のより微細なフラク
ション、ならびに初期流動床反応器からの燃焼ガスおよ
び未燃焼材料を流動床反応器の頂部から抜き出して、と
ｉ″Ｌ、を燃焼重液からの気体混合物および必要ならば
未燃焼固体から大部分の不活性固体を分離する。

未燃焼炭素質材料の形成を確保すべく、上記したように
初期流動床反応器において不完全燃焼を与える場合、こ
の未燃焼炭素質材料は重液の初期燃焼において生成され
る硫酸塩を硫化物まで変換するための還元剤を与えるこ
とを目的とする。

次いで、分離された不活性固体を、外部ボイラとして作
用する１つもしくはそれ以上の流動床へ移送する。この
装置は、好ましくは′＆潰された熱交換チューブを内蔵
し、固体により遊離される顕熱から水蒸気を発生させる
ことができる。外部ボイラは、初期流動床反応器におけ
る燃焼で生成されかつ微細不活性固体に含有される残留
熱量の相当な部分を除去する。回収された熱量の多量を
含むこれらの微細な不活性固体は、初期流動床反応器の
底部へ戻され、ここで突気および濃縮胃液と接触されか
つ再流動化される。

初期段階が２種の寸法の固体粒状成分を使用する複数段
階の流動床反応器を使用することは、燃焼熱を吸収する
役割を果すと共に、従来の流動床反応器とは異なり固体
ならびに気体成分の幾分かが反応器の底部からでなく頂
部がら除去される。このようにして、燃焼は、たとえば
反応器中に埋設されたチューブのような初期流動床反応
器における内部熱除去表面を必要とすることなしに、ガ
ス高速度にて効率的に燃焼が行なわれる。この種のチュ
ーブは使用寿命が短かぐ、しばしば交換を必要とするた
め停止時間を伴ない、さらに操作条件によっては流動化
工程を阻害することもある。初期流動床反応器に使用さ
れる複数固体の粒状成分は不活性であシ、かつ主として
燃焼１穆からの熱を回収すると共に、空気と濃縮使用済
パルプ処理液との優秀な混合を与えるという役割を果す
。

上記米国特許の他、本発明に類似したものとしては次の
文献が挙げられる。

米国特許第３，３２２，４９２号公報はクラフト液回収
方式を開示しておシ、この場合黒液＃ｉ輛助燃料によっ
て初期流動床において乾燥かつ酸化され、液体の固形分
残渣は第二流動床還元装置へ移送され、ここから固体の
Ｎａ　２８およびＮａ２ＣＯ，が適宜の熱交換器に通さ
れ、次いで慣用の溶解タンクおよび緑液処理装置へ移送
される。

米国特許第３，４０８，１６７号公報は廃棄物燃焼器、
たとえば焼却器からの煙道ガスの完全燃焼を確保するた
めの後処理バーナを開示している。

米国特許第３，７１１，５９３号公報は亜硫酸液のため
の薬品回収装置を開示しており、これは炭酸ナトリウム
から分離された硫化物含有ガスをボイラ中で燃焼させて
、熱量を回収すると共に、亜硫酸塩を生成させてこれを
炭酸す）　ＩＪウムと再結金石せることによシ亜硫酸す
）　ＩＪウムを生成させる工程を含んでいる。

米Ｉｆｉ１％軒第５，７１８．４４　ｂ号公報は、クラ
フトにル法からの廃ガスを補充空気源として、クラフト
黒液の薬品および熱有価物を回収するための粒子熱分解
燃焼法に使用することを開示している。

米国特許第４，２４４，７７９号公報は、特にクラフト
回収法に有用な別途に提案された流動床燃焼方法を開示
している。

サロフイムおよびベール〔流動床燃焼のモデル化、コン
パスチョン・インステイチュート、（１９７９）第１８
９頁〕　；　ハワードーウイリアムスおよびファイン〔
燃焼ガスにおける一酸化炭素酸化の理論、燃焼に関する
第１４回シンポジウム（インターナショナル）（１９７
３）Ｍ９７５頁〕；　ギプスおよびベール〔流動床石炭
燃焼のパイロットプラント試験、インダストリアル・ケ
ミカル・エンジニアリングやシンポジウム・シリーズ、
第４３号〕；およびアベデシアンおよびダビツドソン〔
流動床における炭素粒子の燃焼、Ｔｒａｎｓ　、　Ｉｎ
５ｉｎ　、Ｃｈｅｍ　、ｌｉｌｎｇｒｓ。

第５１巻、（１９７３）、第１２１頁〕は、全て流動床
燃焼器における炭素質材料（石炭）の燃焼理論につき記
載している。

本発明は上記全ての文献の教示とは相当に異々郵、これ
ら文献の開示から判かるように個々においても組合せに
おいても全く異なるものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、この種の従来の方法および装置の欠点
を解消する新規かつ改良された使用済バルブ処理液から
の熱および化学有価物の回収方法および装置を提供１−
ることである。

［発明の要点］ 本発明は、一般に使用済パルプ処理液からのエネルギお
よび化学有価物の綜合的回収方法および装置を提供する
。よｐ詳細には、本発明によれば、（ａｌ　ａ縮した使
用済パルプ処理液を流動床反応室において空気による燃
焼にかけて気体および固体の燃焼生成物を生成させ、前
記流動床反応室には複数の不活性固体粒状材料を設け。

その少なくとも１種を他の種類よシも微細な粒子寸法と
し、このより微細な粒子を燃焼生成物中に同伴させ、（
ｂｌ少なくとも１部が気体および固体の燃焼生成物から
分離されているよｐ微細な粒子寸法の不活性粒状材料を
外部の流動床装置で処理して、微細な不活性粒状材料か
ら熱量を回収し、（ｃｌ少量部の固体燃焼生成物を気体
燃焼生成物中に同伴させるように残留固体燃焼生成物を
気体燃焼生成物から分離し、（山前記同伴された固体燃
焼生成物を含有する前記気体燃焼生成物を前記固体燃焼
生成物の融点よシ高い温度で酸化させることを特徴とす
る使用済パルプ処理液からの化学およびエネルギ有価物
の回収方法が提供される。

上記から判かるように、本発明の方法は、本質的にパル
プ処理前液からの経済的かつより完全な熱および化学有
価物の回収を可能にすると共に、有害かつ潜在的に有毒
なガスの相当な減少および放出の抑制を確保するのに有
効な工程制御を可能にする。さらに、本発明の方法は環
境中へ放出される廃棄ガスを清浄するための沈澱装置或
いはその他の特定の回収装置の必要性を除去し、或いは
著しく削減させる。

使用済パルプ処理液がクラフト法もしくは硫酸法の廃液
または黒液であるような本発明の特定具体例において、
空気による初期燃焼は、好ましくは、特に追加炭素質燃
料の存在下に行なう場合、或いは固体燃焼生成物がよシ
微細な粒子寸法の不活性固体粒状物質を含む場合、或い
は補充の還元剤を分離固体燃焼生成物に対する還元工程
へ直接に添加する場合、不完全に行なわれる。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の方法および装置を実
施例につきクラフト黒液の回収を例として説明する。

製紙プラントにおける木材のパルプ処理から流出液とし
て取）出されたクラフト黒液は、一般に比較的低い固体
１ｌｉＩＦｉｔを有し、通常約１４重量優の固体を含有
する。本発明の方法を実施するに際し、この黒液は望ま
しくは少なくとも約５０％の全固形物含量まで濃縮され
、望ましくは約５０〜１００重１優の固形物、より好ま
しくは約６０〜８５重１係の固形物に濃縮される。

これは、パルプ処理操作から流出するクラフト黒液を多
重効用缶１で処理して、大部分の水を除去すると共に全
固形物含量を増加させることによシ行なうことができる
。

通常の操作において、多重効用缶１からの流出液は約６
５重１係の全固形物含量を有し、約１５０〜２００°）
゛、望ましくは約１８０°Ｆまで上昇した温度を有し、
これを導管２を介して初期流動床反応器３中へこの反応
器の下端部近くから導入する。本発明の１実施例によれ
ば、流動床反応器は複数固体の流動床反応器であって、
米国特許第４，０８４，５４５号公報に開示された種類
のものである６複数回体流動床反応器に使用しうる適当
な複数の不活性固体成分は、上記米国特許第４，３０３
，４６９号公報に開示されておシ、同様に典型的な操作
条件も開示されている。

複数画体の流動床反応器３は、存在する複数の固体によ
り操作される。より微細な同伴しうる固体はスペキュラ
イト、砂などの米国篩寸法−１６＋１４０メツシュの粒
子寸法を有する不活性材料とすることができ、すなわち
粒子は１６メツシユ篩を通過するが１４０メツシュ篩ヲ
通過せず、粗大な非同伴性の粒子は約−１２＋１６米国
標準篩の寸法を有する同重量のスペキュライトまたはそ
の他の緻密な不活性材料とすることができる。

流動床反応器３中にはさらに参照符号４で示す反応器の
底部から室温もしくは高められた温度の空気を導入する
と共に、必要に応じ炭素質燃料を、たとえば参照符号５
で示す反応器の底部もしくは近傍から導入し、さらに濃
縮黒液をも参照符号２で示す底部の近傍から反応器中へ
流入させる。空気、濃縮黒液および炭素質燃料の量は、
熱液と炭素質燃料との炭素含量に基づき約８０〜９０悌
の燃焼をもたらすようにＷ４整され、しかも存在する全
固体を懸濁させ続ける。

燃焼工程の気体生成物ｄ主として二酸化炭素、窒素およ
び水蒸気からなるが、さらに少量の一酸化炭素、水素お
よびメタンも含むことができる。黒液の無機成分筐たは
鉱物質成分は硫酸塩および炭酸塩、一般に硫酸す）　１
７ウムおよび炭酸ナトリウムに変換さｎる。黒液と、存
在する場合炭素質燃料との組合せにおける有機物質の燃
焼は不完全であることを意図するので、炭素を含む炭素
質材料が生成される。望ましくは、流動床反応器３の内
部で約１１００〜１６００°Ｆ１好ましくは約１２２５
°Ｆ以下の温度を生ずるような燃焼を生せしめる。この
温度範囲において、非気体燃焼生成物は固体である。

導入される空気の表面速度は、反応器６における燃焼で
生成する大部分の固体が同伴微細粒子固体と共に同伴さ
れうるよう、毎秒約１５〜約３０フイートに調整される
。これら固体は流動床反応器６の頂部６から流出する。

合流した同伴固体は導管７を介して気体−同体分離器ａ
中へ移送され、ここで殆んどの不活性固体含有物を燃焼
残留固体と気体との混合物から分離する。主として二酸
化炭素と窒素と水蒸気とからなる気体物質は導管９を介
して硫酸塩、炭酸塩よりなる少量部の燃焼生成無機固形
物ならびに未燃焼炭素質材料と共に気体−同体分離器８
の頂部から除去される。微粒子寸法の不活性固体ならび
に未分離の無機硫酸塩、炭酸塩、および未燃焼の炭素質
材料よシなる不活性固体の主要部は、導管１０を介して
気体一固体分離器８から除去される。導管１０を介して
気体一固体分離器８から移送された固体は、望ましくけ
約１１００〜１６００°Ｆ、好筐しくは約１２２５°Ｆ
以下の温度を有する。

不活性固体成分は分離器８から経路１０を介して熱交換
器１１中へ移送され、ここで残留固体の熱の１部は水を
含有するチューブ１２中で交換されて水蒸気を発生する
。熱交換器１１は慣用の流動床と組合せて使用される慣
用の装置であシ、チューブ１２＃′ｉ熱除去部品の役割
をはたｔ０熱の相当な部分を失なった固体は、熱交換器
１１から導管１３を介して除去され、複数固体の流動床
反応器６の底部へ戻され、循環される。

気体−同体分離器８から導管９を介して除去されかつ反
応器３からの燃焼ガスと硫酸塩および炭酸塩固体と未燃
焼炭素質材料とを含有する気体成分は、第２気体−同体
分離器１４に通され、ここでさらに保持固体、すなわち
未燃焼有機物ならびに硫酸イオンおよび炭酸イオンの無
機塩、たとえばナトリウムおよびカリウムの硫酸塩およ
び炭酸塩の分離が行なわれ、これらは気体一固体分離器
１４の底部から導管１５を介して還元装置１６中へ除去
される。この工程の通常の操作において、頂部から導管
１７を介して流出する気体一固体分離器１４からの気体
流出物は殆んど気体を含有せず、特に４価の状態より低
い酸化状態の硫黄を含む気体を含有せず、主として二酸
化炭素と窒素と水分と微量の二酸化硫黄と一酸化炭素と
水素とメタンとからなっている。若干の同伴固体を含有
するこれらの分離気体は導管１７を介して慣用のコンバ
ータ１８中に移送され、ここで気体一固体分離器１４か
らの気体流出物は約１４５０°Ｆ（７９０℃）またはそ
れより高い温度にて断熱的に酸化される。この温度の近
傍において、気体中に存在する過剰の酸素により一酸化
炭素と、水素とメタンとのほぼ完全な酸化が極めて急速
に起こシ、少量割合の同伴燃焼塩が溶融される。これら
溶融した塩は経路１９を介して抜き取られ、溶融塩の還
元装置１６へ移送される。

もはや殆んど酸化性物質を含有しない酸化気体はコンバ
ータ１８から排気され、ダク）２０を通して過熱器２１
およびエコノマイザ２２へ移送された後、ダクト２３を
介して、必要に応じ二酸化硫黄が回収された後、大気中
へ放出さ！しる。エコノマイ１Ｊ’２２および過熱器２
１を使用して、エコノマイザ２２におけるチューブ２４
中の水を先ず過熱することにょシ熱童を回収し、この過
熱された水を配管２５を介し外部熱交換′ａ１１のチュ
ーブ１２へ移送し、水の温度をさらに上昇はせて水蒸気
を発生させることができる。次いで、この水蒸気は配管
２６を介して過熱器２１のチューブ２７へ移送し、ここ
で水蒸気を過熱水蒸気に変換することができる。勿論、
当業者にはｒ解されるように、チューブ２４からの熱水
およびチューブ１２がらの水蒸気は、それら自身、製紙
工場における種々の工業操作に有用であｐ、これらの１
部を回収して次の熱回収工程へ移送することなく直接に
使用することができる。エコノマイザ２２と過熱器２１
との両者は周知された慣用の装置である。好ましくは、
これらは約１４５０°Ｆ　もしくはそれ以上の温度でコ
ンバータ１８から流出する煙道ガスが約４００°Ｆにて
エコノマイザから流出するように設計されかつ操作され
る。

導管１５を介して還元装（ｉｉ１６中へ導入された固体
は、入口２８を介して導入される空気およびダクト１９
を介して導入されるコンバータ１８からの浴融残留塩と
混合される。

還元装置１６Ｆｉ標準的なファーネスまたは反応器であ
る。還元装置１６中へ空気を導入する目的は、充分量の
未燃焼炭素質材料を酸化させ、さらに入口２９を介して
適宜供給される追加還元剤を酸化して硫酸塩から硫化物
への還元に必要とされる熱を供給し、すなわち吸熱反応
を生せしめることである。残留する未燃焼炭素質材料お
よび追加還元剤は、還元に使用される。これら全ての成
分の完全な反応は現実的に期待されないが、幾分かの有
害ガス、特に硫化水素などの陰荷電の状態または還元状
態で硫黄を含有する揮発性化合物が残留するであろう。

有害気体を除去する他の手段を設ける必要性を避けるた
め、導管３０はこれら気体を導管１７中の煙道ガス流へ
導入した後、コンバータ１８中へ導入することができる
。還元装置は望ましくは１６５０°Ｆの温度で操作され
る。還元装置は約１〜１ＯＮ′Ｍ′部の炭酸す）　ＩＪ
ウムと約１重量部の硫酸す）　＋７ウムおよび硫化ナト
リウムとの溶融混合物を含有し、ここで着量の化学的還
元が起り、ここにはさらに攪拌手段をも設ける。

還元装置１６０目的は、大部分の無機硫酸塩固体ｔクラ
フトパルプ処理液の必要成分である硫化物まで還元する
ことである。

未燃焼炭素質材料は、還元装置において二重の役割を果
す。すなわち、有力な化学還元剤として作用し、硫酸塩
およびチオ硫酸塩を還元してこれらを硫化物として存在
させ、さらに入口２８から導入される空気による炭素質
材料の酸化によって燃焼熱を供給する。硫酸塩から硫化
物への還元は吸熱反応であり、この反応を保持する熱は
便利には炭素質材料の１部或いは適宜−２５−５−１ｒ 供給される他の還元剤の酸化によって供給される。

溶融固体は導管３１を介して還元装置１６から除去され
、この段階で溶融固体は無機硫化物、炭酸塩および若干
の未還元硫酸塩の形である。

従来、これらはナトリウム塩である。これら溶融塩を導
管６１を介して溶融物冷却器６２中へ移送し、ここでそ
の熱量の幾分かを除去して温度を約１４００°Ｆまで低
下させ、これらを溶融物冷却器から排出させ、導管６３
を介して慣用の溶融物溶解タンクへ移送し、さらに処理
して常法によｐクラフト白液にする。溶融物冷却器３２
で回収された熱を使用してダクト３４を通過する空気を
約１３００°Ｆまで加温した後、入口２８を介して還元
装置１６中へ導入する。

本方法における種々の燃焼工程のための酸素および複数
固体の流動床３および外部熱交換器１１用の流動化ガス
を供給するには、空気をこの系へ供給するのが便利であ
る。便利には、空気をダクト６５全通して供給し、その
必要部分２６− をダクト４によ多分岐させて複数固体流動床反応器６に
おける床を流動化させるための流動化用ガスを供給する
と共Ｋ、そこで生せしめる燃焼用の酸素を供給する。充
分量の空気はダクト３５を介して熱交換器１１中の固体
床を流動化させ続ける。相当な熱量を有する空気が、ダ
クト６６を介して熱交換器１１から排出される。

したがって、ダクト３６における空気の１部をダクト３
７を介してダクト６５へ循環させ、熱交換器１１を通る
流動化用ガスとして循環させる。ダクト３６における空
気の残部はダクト３８を介して溶融物冷却器６２へ移送
することかで′１！、ここでさらに加温してダクト６４
を介し入口２８へ移送し、還元装置ｊｔｊｂ中へ導入し
てそこでの燃焼反応のためのｗｌ：ＩＡを供給すること
ができる。

かくして、本方法の操作により、黒液はその有機物の実
質的部分を流動床反応器６において燃焼させると共に、
適宜石炭、或いはたとえば石油もしくは石油コークスの
ような他の炭素質燃料を追加して、追加熱量を与えると
共に未燃焼炭素質物質の補充源を与え、還元装置１６の
還元工程に使用することができる。燃焼工程の後、順次
の工程において、熱量は熱水および水蒸気の形で回収さ
れ、これらは次いで様々のプラント工程で直接に使用さ
れるか、或いは間接的に使用されて他の形でエネルギを
発生し、プラントに使用される。鉱物質成分は回収され
て慣用の緑液を生成し、公知の慣用技術によ多処理して
パルプ処理操作に再使用すると共に、有毒かつ有害な気
体は系内に保持されて放出することか許容された化合物
まで変換されるか、或いは元来の有毒かつ有害なガスの
抑制に必要とされるよりも経済的な汚染抑制技術によ多
処理される。勿論、これは還元装置からの流出ガスを導
管３０を介して導管１７へ循環させ、導管１７を通過す
る煙道ガスと組合せてコンバータ１８へ移送し、ここで
処理するという操作方式によシ容易化される。

上記したように、初期流動床反応器３における燃焼過程
で追加燃料有価物を供給する仙に石炭、石油などの炭素
質燃料を追加することは。

広範囲の条件下で燃焼を行なうことを可能にすると共に
、充分４禾燃焼炭木質材料を還元装置１６の還元反応に
おける還元原料として供給することを確保す石。

当業者には理解されるように、全装置の成る釉の操作条
件の下で適切な還元装置１６の操作を行なうには、還元
剤を追加する必要があるであろう。好適な補充還元剤は
たとえばコークス、石油コークス、天然ガス、発生ガス
などのような炭素源である。たとえば石炭のような炭素
原料を還元装置１６中で直接に使用することは好適でな
い。何故なら、石炭中に存在する水分及び揮発成分が還
元装置１６の円滑な操作を阻害するからである。

本方法は固体の分離および回収の有効な手段を与える。

反応器６の頂部からは煙道ガス、不活性床置体の１部、
回収してパルプ処理操作に再使用すべき酸化塩ならびに
還元工程で使用すべき未燃焼炭素質材料が流出する。反
応器３で同伴さｎた不活性床置体は、初期の気体−同体
分離器８で分離され、次いで回収されて反応器へ循環さ
れる。煙道ガス、塩および未燃焼有機物は慣用の気体−
同体分離装置により有効に分離され、処理固体は還元装
置１６へ流入する。

外部熱交換器またはボイラ１１は、分離された床置体か
らの顕熱として蓄えられた燃焼熱を回収するという重要
な役割を果し、したがって熱交換チューブを流動床反応
器３内に直接に設ける必要が回避される。熱交換チュー
ブを存在させないことによ）流動床燃焼帯域の操作が改
善される他、熱交換チューブの腐食も相当に減少される
。

化学的還元および本方法の全体として重要な工程は、硫
酸ナトリウムからクラフトパルプ処理法において重要成
分である硫化す）　ＩＪウムヘの変換である。この還元
は上記したように還元装置１６で行なわれる。還元は、
還元装置１６の下部における溶融塩部分で生ずる。参照
符号２８に示した個所から還元装置１６中へ空気を導入
して、たとえば水素および一酸化炭素のような燃焼性ガ
スを酸化させた後、これらを還元装置から排出する。勿
論、空気は未燃焼炭素質材料を酸化して熱を供給すると
いう重要な役割もｅまたす。これらの反応は発熱反応で
あって、吸熱反応である還元装置で生ずる還元反応を保
持するのに必要な熱エネルギを供給する。

本方法に使用される特定種類の石炭、石油などの適宜の
炭素質燃料は特に臨界的でない。任意の重質燃料油或−
は原油でさえ使用することができる。同様に、反応器中
に導入するのに使用する手段に適した粒子寸法を有する
任意の無煙炭もしくは歴育炭、石油二−クス或いは褐炭
でさえ利用することができる。

歴Ｗ炭を燃料として使用する場合、これは黒液の供給固
体に対する１を比ｊして１：５〜１：ｉｏｏ、好ましく
は約１＝２０の重量比で使用することができる。

スペキュライト、すなわちペンシルバニャ州キング・オ
プーブルシャ在のシー・イー・ｉネラルス社によシスペ
キュライ）（Ｄ登録鍾名で供給される約９３％ｌ″６２
０ｓを含有する赤鉄鉱の他、不活性床固体として使用す
るのに適した他の不活性材料は酸化アルミニウム、ニッ
ケルマタハ酸化ニッケルである。より小さい寸法の粒子
については砂が適している。また、よシ小さい固体床成
分は石灰石またはドロマイトとすることもできる。

当業者に認められているように、本明細書中において「
不活性」という用語は、材料が特定装置の操作において
化学的に実質上影響されず、装置中に導入式れかつその
操作から回収されて、しかも他の装置の操作において反
応体になりうるとしても実質上化学的変化を受けないこ
とを意味する。たとえば、燃焼により生成される塩は、
燃焼装置での操作における適当な不活性固体であシ、そ
の１部は還元装置１６の方向へ移送されている塩から分
離して、これを微細固体床成分として循環させることが
できる。

さらに当業者には了解されるように、流動床燃焼器で使
用される２種の固体粒子相の分離は。

粒子寸法または比重における差、或いはその組合せによ
って起ｐうる。したがって、「よシ微細な粒子寸法」と
いう用語は、比較的小さい比重の粒子全意味し、また「
よｐ大きい粒子寸法」という用語は比較的比重の大きい
粒子を意味する口 〔発明の効果〕 使用済パルプ処理液からの熱および化学有価物の綜合的
回収装置および方法につき開示する。

本方法を実施する際、使用済パルプ処理液は流動床反応
室において空気で燃焼されて気体および固体燃焼生成物
を生成し、流動床反応室には複数の不活性固体粒状材料
を設け、その少なくとも１種を他の種類よりも微細な粒
子寸法とし、とのよ如微細な粒状寸法の不活性粒状材料
を外部流動床装置で処理して微細不活性粒子材料から熱
墓を回収し、残部の固体燃焼生成物を気体燃焼生成物中
に少量部の固体燃焼生成物が同伴されるように気体燃焼
生成物から分離し、かつ同年固体燃焼生成物を含有する
気体燃焼生成物を前記固体燃焼生成物の融点よシ高い温
度で酸化させる。

本発明によれば、パルプ処理液から熱および化学有価物
を経済的かつより完全に回収しうると共に、有毒かつ有
害な気体の放出を相当に減少させることができかつその
放出を抑制する有効な方法が得られ、さらに大気中へ放
出する廃棄ガスを清浄するための沈澱装置、或いは回収
装置の必要性がなくなシ、祉たは著しく削減される。

【図面の簡単な説明】

図面はクラフト黒液の熱および化学有価物を回収するた
めの装置および方法の略流れ図である。 １・・・効　用　缶　　２・・・導　　　管３．４・・
・反　応　器　　５・・・反応器近傍６・・・反　応　
器　　７・・・導　　　管８・・・分　離　器　９，１
０・・・導　管１１・・・熱交換器　１２・・・チュー
ブ１６・・・導　　　管　１４・・・分　離　器１５・
・・導　　　管　１６・・・還元装置１７・・・４　　
　　’ｌ　　１８・・・コンバータ１９・・・経　　　
路　２０・・・ダ　り　ト２１・・・過　熱　器　　２
２・・・エコノマイザ２３・・・ダ　り　ト２４・・・
チューブ２５．２６・・・配　管　２７・・・チューブ
２８．２９・・・入　口　３０．３１・・・導　管６２
・・・冷　却　器　３３・・・導　　　管３４．３５，
３６，３７．３８・・・ダ　り　トーる５？−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　　（ａｌ濃縮した使用済パルプ処理液を流動床
   反応室において空気による燃焼にかけて気体２よび固体
   の燃焼生成物を生成させ、前記流動床反応室には複数の
   不活性固体粒状材料を設け、その少なくとも１種を他の
   種類よシも微細な粒子寸法とし、このより微細々粒子を
   燃焼生成物中に同伴させ、 （ｂｌ少なくとも１部が気体および固体の燃焼生成物か
   ら分離されているより微細な粒子寸法の不活性粒状材料
   を外部の流動床装置で処理して微細な不活性粒状材料か
   ら熱量を回収し。 （ｃ）少量部の固体燃焼生成物を気体燃焼生成物中に同
   伴させるように残留固体燃焼生成物を気体燃焼生成物か
   ら分離し、 （ｄ）前記同伴された固体燃焼生成物を含有する前記気
   体燃焼生成物を前記固体燃焼生成物の融点よシ高い温度
   で酸化させる、 ことを特徴とする使用済パルプ処理液からの化学および
   エネルギ有価物の回収方法。 （２１気体燃焼生成物から分離した後の固体燃焼生成物
   を還元工程にかけることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 （３）使用済パルプ処理液がクラフト黒液であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法。 （４）工程（ａｌにおける燃焼が未燃焼の炭素質材料の
   桟面を残し、これが燃焼工程の際に固体燃焼生成物の１
   部を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項または第３項記載の方法。 （５）炭素質燃料を工程（ａ）における流動床反応器へ
   供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項のいずれかに記載の方法。 （６）空気、濃縮黒液および炭素質燃料の量を、使用済
   パルプ処理液および炭素質燃料の炭素含量に基づき約８
   ０〜９０係の燃焼を与えるように調整し、存在する全て
   の固体を懸濁させ続けることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の方法。 （７）分離された固体燃焼生成物の無機成分を、未燃焼
   の炭素成分によシかつそこに供給される追加炭素質燃料
   によ１還元装置中で還元することを特徴とする特許請求
   の範囲第２項、ｇ５項または第６項記載の方法。 （８１！元工程からの気体を燃焼工程（ａ）の気体燃焼
   生成物と混合した後に、前記気体燃焼生成物を酸化にか
   けることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法
   。 （９）濃縮された使用済パルプ処理液を空気で燃焼させ
   て気体および固体の燃焼生成物を生成させると共に少な
   くと４１ａ１が他の種類よｐも微細な粒子寸法を有する
   複数の不活性固体粒状材料を備え、前記微細な寸法の固
   体粒状材料を前記気体および固体の燃焼生成物に同伴さ
   れるための初期流動床反応室（３）と；微細な粒子寸法
   の不活性材料を気体および固体燃焼生成物から分離する
   ための、前記初期流動床反応室の外部に設けた手段（８
   ）と：分離された微細な粒子寸法の不活性材料をそこか
   ら顕熱を除去した後に、前記初期流動床反応室へ戻すた
   めの手段（１）と；残存する固体燃焼生成物を前記気体
   燃焼生成物から分離する手段（１４）と；分離された固
   体燃焼生成物の少なくとも１部を分離された気体燃焼生
   成物に同伴された固体燃焼生成物の他の部分から生ずる
   溶融無機塩物質における還元剤の作用によし還元するた
   めの手段（１６）と；分離された気体燃焼生成物を供給
   し、前記固体燃焼生成物の他の部分を同伴させて気体燃
   焼生成物の気体成分を酸化させると共に、前記固体燃焼
   生成物の他の部分と合して前記還元剤を含有する前記溶
   融無機塩物質を形成させるための手段（１８）と、 を順次に設けたことを特徴とする使用済パルプ処理液か
   らのエネルギおよび化学有価物の回収装置。 （１Ω）分離された微細な粒子寸法の不活性材料を流動
   床反応室へ戻すための手段（１１）が、流動床を含む熱
   交換器であることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
   載の装置。