JPS6018360B2 - スケ−ルの除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の、ケミグラゥソド法又はセミケミカル法パルプ
の製造工程における蒸解装置からの排出液（以下、黒液
と称す。

）の蒸発濃縮装置内壁に付着せるスケールを化学的に溶
解させることにより錐内壁から付着スケールを除去する
新規な方法に関する。ケミグラウンド法又はセミケミカ
ル法によるパルプの製造はかなり以前から行なわれてお
り、その製造工程において生成する黒液は一旦蒸発濃縮
された後処分されているが、この蒸発濃縮工程に夕用い
られる礎の内壁には次第に不濠性物質が枕糟し、遂にス
ケールとなって付着し伝熱効率を低下させるために、時
折この蒸発濃縮蛾に付着せるスケールの除去が行なわれ
ている。

この付着スケールは、カルシウム分、袴酸分その他複雑
な無機及０び有機質成分からなるものであり、洗浄水、
通常用いられる洗剤等によっては除去できず、また、塩
酸、硝酸、硝酸等強酸類、苛性ソーダ、苛性カリ等強ア
ルカリ類の薬液によっても能率よく除去できない上に礎
の基材が腐蝕損傷され易いため夕に、これらの方法は適
用できず、従来より上記スケールの除去方法としては主
にスケールに機械的外力を加えて剥離除去する方法がと
られている。機械的外力を加えることにより上記スケー
ルを比較的能率よく除去する方法としては、２００〜３
５０気圧もの高圧水を１０トン／時前後の高速でノズル
から噴射しスケールに射的することによりスケールを剥
離除去方法があるが、この方法は、高圧発生装置、耐圧
装置、人力及び多量のエネルギーを要し、また糟の曲折
部分、紬隅部等に付着せるスケールは簡易に除去し難く
、更に作業上、スケールが剥離することにより浄化され
た機の壁面、すなわち蛾の基材が露出した部分に上記高
速の噴射水を不必要でも射的することを避けられないこ
ともあり、それにより無視できない量の鰹基材の摩耗が
伴ない、作業自体も糟内で噴射水を射的するための作業
、装置の分解、礎の蓋の取りはずし及び取り付け等煩わ
しい作業を要する等幾多の欠点を有する。上記機械的外
力によるスケ−ルの除去方法とは別に、極く一部では、
スケールの付着した鰹内に２０〜２５％の苛性ソーダ及
び１０〜１５％の炭酸ソーダを溶解させた熱水溶液を投
入しスケールと接触させた後、この髭内のアルカリ水溶
液をスルファミン酸の水溶液で置換し、スケールと接触
させることによる２段階式溶解除去方法も行なわれてい
るが、この方法では、スケールに上記アルカリ水溶液を
接触させる第１段階において長時間接触させないと第２
段階での接触溶解除去の効果が殆んどなく、極めて能率
の悪い方法であり、更に多段階の処理操作を要す等効率
的スケールの除去方法ではない。本発明者らは、黒液蒸
発濃縮樫内壁に付着せるスケールを除去する簡易かつ効
率的方法を確立することを意図し、上記スケールに対す
る各種薬液の作用効果を詳しく研究した結果、硝酸アル
ミニウム、塩化アルミニウム、スルフアン酸アルミニウ
ム等の水溶液が上記スケールを極めて迅速に溶解する驚
くべき新事実を見出し本発明を完成した。

本発明の目的は、黒液蒸発濃縮銭内壁に付着せるスケー
ルを簡易、効率的かつ作業上安全に溶解除去する方法を
提供することにあり、更に他の目的は、黒液蒸発濃縮構
内壁に腐蝕、損傷、摩耗等を生起させない上記スケール
の除去方法を提供することにある。本発明のスケール除
去方法は、黒液蒸発濃縮総内壁に付着せるスケールに、
塩素イオン、硝酸根及びスルフアミン酸板からなる群よ
り選ばれる１種又は２種以上の陰イオンとアルミニウム
イオンが共存する水溶液を接触させることを特徴とする
。

通常、黒液の蒸発濃縮機内壁の材質は、ＳＳ−４１、Ｓ
ＵＳ−３０４ ＳＴＢ−３業等軟鋼、不銭鋼等であり、
その内壁に付着せるスケールは、カルシウム分と袴酸分
が主成分であり、その両者を合せると約６０−９０％に
なり、その他成分として少量の水、無機及び有機質成分
を含み、硬い組織構造物となって上記蛾の内壁に固着し
ているものである。

このスケールの厚さが約数肋程度になると伝熱効率は箸
るしく低下し、スケールの除去が要求される。前記せる
如く、このスケールは、塩酸、硫酸、硝酸、りん酸、ス
ルフアミン酸等強酸類溶液と接触させても、また、苛性
カリ等強ソーダ、苛性アルカリ類溶液と接触させても殆
んど溶解しない。特に上記酸類は構内壁を腐蝕し易く、
りん酸及び硫酸は沈澱を生成させ好ましくない。

本発明に用いられる水溶液は、水中に塩素イオン、硝酸
根、スルフアミン酸根等とアルミニウムイオンが共存す
ることに特徴を有し、本発明の目的が達成される限り任
意の成分を含有して差支えない。

本発明に用いられる水溶液は、水中に塩素イオン、硝酸
根、スルフアミン酸根等を生成せしめる物質とアルミニ
ウムイオンを生成せしめる物質を供給することにより容
易に調製される。一般的に例示すれば、塩素イオン、硝
酸線、スルフアミン酸根等を含む溶解性化合物とアルミ
ニウムイオンを含む溶解性化合物を水に溶解することに
より得られ、臭体例としては、水に塩化アルミニウム、
硝酸アルミニウム、スルフアミン酸アルミニウム又はこ
れらの混合物等を溶解させる方法、水に塩酸、硝酸、ス
ルフアミン酸又はこれらの混合物等と水酸化アルミニウ
ム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、スルフアミ
ン酸アルミニウム又はこれらの混合物等を溶解させる方
法、塩化ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム
、スルフアミン酸ナトリウム等塩酸、硝酸又はスルフア
ミン酸の溶解性塩類を上記方法において塩酸、硝酸、ス
ルフアミン酸等と併用して溶解させる方法により縛られ
る。しかし、新たに調製しなくても、本発明の目的が達
成される限り、化学工場における副産物であって、塩素
イオン、硝酸根、スルフアミン酸根、アルミニウムイオ
ン等を含む水溶液を適宜組合せて利用することもできる
。本発明に用いられる水溶液は、硫酸根、りん酸根等カ
タルシゥムの鱗溶性塩を生成せしめるイオンを含まな
いものが好ましく、また一般にスケールが溶解した後の
液は廃棄又は再生処理されるが、この液中に沈澱性物質
及び公害発生源となる物質が含まれないことが望ましい
。 Ｚ本発明に用いられる水溶液は
、上記せる如く、塩素イオン、硝酸根、スルフアミン酸
根の陰イオン他にアルミニウムイオンを共存させたこと
に特徴を有するが、スケールを溶解させる際アルミニウ
ムイオン１モルに対し上記陰イオン３モルの割Ｚ合でス
ケール溶解作用に関与するので、アルミニウムイオンを
１モルに対し‘まゞ３モルの割合で上記陰イオンを含有
するものが好ましい。しかし、スケールを溶解除去する
に必要な量のアルミニウムイオン及びその３倍モルの上
記陰イオンを含有する限り、水溶液中に共存するアルミ
ニウムイオンと上記陰イオンのモル比は３に限定される
必要はなく、いずれかのイオンが多少過剰であっても機
内壁を腐蝕させなければ差支えない。スケールを溶解し
た後のスケール成分を含有する水溶液は、適当な処理が
なされるから、その際消費エネルギーが最小となるよう
に予め配慮された組成の水溶液がよい。本発明に用いら
れる水溶液中の塩素イオン、硝酸根又はスルフアミン酸
根とアルミニウムイオンは、スケールの溶解に際しモル
比３の割合で消費的に関与するから、付着スケールの量
が多いときは、それと接触させる水溶液中には付着スケ
ールを全量溶解するに充分な量の上記陰イオン及びアル
ミニウムイオンが含有されねばならない。

通常、除去すべきスケールの化学組成は一定していない
が、スケール１重量部に対しアルミニウムイオンを０．
０１〜４．の重量部含む水溶液をスケールに接触させる
のが好ましい。付着スケールと接触させるべき水溶液の
好ましい量は、含有アルミニウムイオン及び上記陰イオ
ンの濃度に依存する。水溶液があまり高濃度では溶解成
分の析出を伴なし、易く、また、あまり低濃度では水溶
液をスケールに接触すべき時間が長くなり好ましくない
。通常好ましい濃度範囲は、アルミニウムイオンとして
０．１〜６重量％、特に０．４〜５．の重量％、塩素イ
オン、硝酸根、スルフアミン酸線等陰イオンの１種又は
２種以上が０．８〜３り重量％、特に４．０〜２３．０
重量％である。また、付着スケールの除去のために用い
られる水溶液の好ましい濃度及び量は、スケールと接触
させる条件にも依存する。本発明の方法は、上記水溶液
を除去すべきスケールと接触させることに特徴があり、
それにより０スケールは液中へ溶解される。

スケールを迅速に溶解させるには、水溶液を構内に供艶
筈し、．貯液を鷹梓下に接触させる方法がよい。接触さ
せる際の水溶液の温度としては、通常、２０〜１９００
０、特に５０〜７ぴ○程度が好ましい。２ぴ０以下では
スケール夕の溶解速度が小さく、また９０午０以上では
構内壁を腐蝕させ易く、更に作業にも困難を伴ない易く
共に好ましくない。

本発明の方法によれば、通常約２時間以内に付着スケー
ルを全量溶解除去できる。０ 本発明に用いられる前記
水溶液には、本発明の目的は達成される限り、前記特定
成分の他に必要に応じ、界面活性剤、酸、腐蝕抑制剤等
が含められても差支えない。

また、本発明の方法は従来から行なわれている機械的外
力によりスケールを剥タ離する方法、アルカリ性水溶液
と酸性水溶液とを２段階にスケールに接触させる方法法
等と組合せて実施することもできる。本発明の好ましい
実施態様を例示すれば、下記の如くである。

‘１｝スルフアミン酸アルミニウム、３０硝酸アルミニ
ウム、塩化アルミニウム又はこれらの混合物をアルミニ
ウムイオンの重量濃度として０．１〜６．０％となる割
合で水に溶解させて得られる水溶液を、黒液蒸発濃縮糟
内壁に付着せるスケールに、縄梓下、約５０〜７ぴ○で
１〜２時間接触させ３タる方法。■塩酸、硝酸、スルフ
アミン酸又はこれらの混合物と水酸化アルミニウムをア
ルミニウムイオン１モルに対し上記酸の陰イオンが約３
モルとなる割合でかつアルミニウムイオンの濃度が約０
．１〜６．０重量％となる割合で水に溶解させて得ら４
０れる水溶液を上記【１’における水溶液の代りに用い
る上記‘１｝の方法。‘３’上記‘１’及び■に用いら
れる水溶液中に腐蝕抑制剤を約０．３〜１．０重量％含
ませた水溶液とそれらの代りに用いる上記【１１又は■
の方法。本発明の方法は、ケミグラウンド法はセミケミ
カル法パルプの製造工程における黒液蒸発濃縮鍵内壁に
付着せるスケールの溶解除去に用いられるが、そのスケ
ールの主成分は、カルシウム分及び綾酸分であり、これ
らの成分が本発明に用いられる上記水溶液により極めて
良好に溶解されることに基いてスケールを形成している
。組織構造物が溶解され易くなるものと考えられ上記黒
液蒸発濃縮護内壁に付着せるスケールのみに限らず、ス
ケールの主成分の化学組成及びスケールの枕積生成過程
が類似するスケールであれば、別の分野における製造工
程の遂に付着生成したスケールの除去にも有用である。
以下、実施例及び参考例を挙げて更に詳しく説明するが
本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

実施例 １水酸化アルミニウムとスルフアミン酸とをモ
ル比３となるように水に溶解させてスルフアミン酸アル
ミニウムの１０％水溶液を調製し、その１００夕をビー
カー中に投入し７０ｑｏに加熱した。

別途、ケミグラウンド法パルプ製造工場の黒液蒸発濃縮
総内壁に付着せる厚さ約１柵の褐色のスケールを剥離採
取し、ほ）、５柵×１仇奴の大きさとしその２．５夕を
上記７０℃の水溶液中に没入し４時間縄拝を続け、その
間熔解状況を観察したところ、スケールの溶解が進行す
るに伴ない液は徐々に褐色を呈したが、約１２０分でス
ケールは完全に溶解し、沈澱は生成しなかった。次に、
上記スルフアミン酸アルミニウムの１０％水溶液の代り
に、この液に０．６％となる量の市販腐蝕抑制剤を添加
した液を用い上記同様にしてスケールの溶解性を観察し
たところ上記と全く同様の結果が得られた。

実施例 ２ 市販工業用製品の硝酸アルミニウムを用いた他は、実施
例１と同様にして、スケールの溶解性を観察したところ
、腐蝕抑制剤を含まない液を用いた場合及び腐蝕抑制剤
を含む液を用いた場合共にスケールは約１３Ｇ分で溶解
し、液中に沈澱の生成はみられなかった。

実施例 ３ 実施例１及び２に用いたスルフアミン酸アルミニウムの
水溶液及び硝酸アルミニウムの水溶液を１：１の割合で
混合し、得られた水溶液を用いた他は実施例１と同機に
してスケールの溶解性を観察したところ、スケールは１
２３分で溶解した。

参考例実施例１に用いたスケールを分析したところ、カ
ルシウム分（Ｃａとして）が２５．３％、綾酸分（Ｃ２
０４として）が５２．４％含まれ、その他は少量の水分
、無機及び有機質成分であった。

市販試薬品の後酸カルシウム（ＣａＣ２０４・ＱＯ）粉
末２．２８夕をビーカーに投入しこれに第１表に示すＮ
ｏ．１〜１５の水溶液１００夕を加え、７０℃で鯛拝し
綾酸カルシウムの溶解性をしらべたところ、第１表に示
す如く、塩酸水溶液、スルフアミン酸水溶液及び硝酸水
溶液は袴酸カルシウムの溶解能力が低いが、塩化アルミ
ニウム、硝酸アルミニウム、スルフアミン酸アルミニウ
ム又はこれらの２種以上の混合物の各水溶液は高い溶解
能力を有することが認められる。すなわち、塩素イオン
、硝酸根又はスルフアミン酸根を含む水溶液に更にアル
ミニウムイオンを共存させることは、夜酸カルシウムに
対する溶解能力を箸るしく向上させる効果を示している
。本発明の方法によりスケールを容易に溶解除去できる
のは、塩素イオン、硝酸根又はスルフアミン酸線とアル
ミニウムイオンを含む水溶液がスケ−ルに接触した際、
スケール中の主成分であるカルシウム分及び袴酸分を溶
出させると共にに、スケールを形成している組織構造物
を溶解させ易くしているものと推定される。第１表 （注）失Ｉ ＳＭＡはＮＨ２Ｓ０３日を表わす。

実施例 ４〜７市販試薬品の塩化アルミニウムを水にと
かして調製した１０％の水溶液、実施例１及び２に用い
た１０％のスルフアミン酸アルミニウム水溶液及び１０
％の硝酸アルミニウム水溶液を用い第２表に示す液組成
の水溶液を用いた他は実施例１と同様にしてスケールの
溶解性をしらべたところ、第２表に示す結果を得た。

塩化アルミニウム水溶液（実施例４）、塩化アルミニウ
ム及び硝酸アルミニウムをとかした水溶液（実施例５）
、塩化アルミニウム及びスルフアミン酸アルミニウムを
とかした水溶液（実施例６）、塩化アルミニウム、硝酸
アルミニウム及びスルファミン酸アルミニウムをとかし
た水溶液（実施例７）いずれもスケールの溶解性は良好
であり沈澱の生成は認められなかった。

２表 （注）失Ｉ ＳＭＡはＮＨ２Ｓ０３日を 別に、水酸化アルミニウム及びスルフアミン酸をモル比
３の割合で水に溶解させて調製した１５％のスルフアミ
ン酸アルミニウムの水溶液、上記塩化アルミニウムを溶
解させて調製した１５％の塩化アルミニウム水溶液、上
記硝酸アルミニウムを溶解させて調製した１５％の硝酸
アルミニウム水溶液及びこれらの混合溶液中に０．６％
となる量の腐蝕抑制剤を溶解させて第３表に示す４種の
水溶液を調製し、これらの液の下記鋼材試験片に対する
腐蝕性試験を行なった。

試験片Ａ：ＳＳ−釘（ＪＩＳＧ３１０１、＃３２０の研
磨仕上）、大きさは厚さ、縦及び機の寸法はそれぞれ１
肋、２４側及び７５側であ り、アセトンにより脱脂洗浄処理せる もの。

試験片Ｂ：ＳＵＳ３０４（ＪＩＳＧ４３０５ ＃３２０
の研磨仕上）、大きさ及び洗浄処理は試験Ａに同じ。

上記試験片Ａを４箇とＢを４箇それぞれ別に８箇の２０
０叫のガラス容器中にそれぞれ立て掛けこれに上記水溶
液１８０夕を投入し、全面浸潰させたま）６ぴ○で時間
静遣した後取り出し、流水で洗浄した後、Ａの４箇は７
０ｑＣの１０％〈えん酸アンモニウム水溶液中に１分間
浸潰し、とり出して再び流水で洗浄し、Ｂの４箇は上記
くえん酸２アンモニウム水溶液に浸濃なし、で、次にＡ
、Ｂ共アセトン洗浄を行ない、乾燥後秤量し減量を算出
し、第３表に示す結果を得た。

第 ３ 表 上表に示される如く、本発明に用いられる水溶液はいず
れも鋼材に対する腐蝕性が小さく、充分に実用され得る
ものであることを確認した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケミグラウンド法又はセミケミカル法パルプの製造
   工程における蒸発装置からの排出液の蒸発濃縮装置内壁
   に付着せるスケールに、塩素イオン、硝酸根及びスルフ
   アミン酸根からなる群より選ばれる１種又は２種以上の
   陰イオンとアルミニウムイオンが共存する水溶液を接触
   させることを特徴とする前記スケールの除去方法。 ２ 水溶液が、その中にアルミニウムイオン及び酸の陰
   イオンが１：３のモル比で共存する水溶液である特許請
   求の範囲１項に記載のスケールの除去方法。 ３ 水溶液がアルミニウムイオンを０．１〜６．０重量
   ％含む水溶液である特許請求の範囲第２項に記載のスケ
   ールの除去方法。 ４ スケールに接触させる水溶液の温度が２０〜９０℃
   である特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載
   のスケールの除去方法。 ５ 水溶液が、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、
   スルフアミン酸アルミニウム又はこれらの混合物を水に
   溶解することにより調製されるものである特許請求の範
   囲第１項、第項、第３項又は第４項に記載のスケールの
   除去方法。 ６ 水溶液が、塩酸、硝酸、スルフアミン酸又はこれら
   の混合物と水酸化アルミニウムを水に溶解することによ
   り調製されたものである特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項又は第４項に記載のスケールの除去方法。