JPS61213509A - ソーダ灰炉中で燃焼させるための濃縮古液の供給・燃焼条件調整方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ソーダ灰炉で燃焼させるために、ソーダ灰炉
に供給すべき合液の或る物理的性質を測定することによ
り、およびこのようにして測定した性質に直接基いて供
給条件および／または燃焼条件を調整することにより、
変動する化学的および物理的組成を有する濃縮合液の供
給条件および／または燃焼条件を調整する方法に関する
。

本発明は、特に、ソーダ灰炉中で燃焼させるために、硫
酸塩および亜硫酸塩の画然解工程から抜さ出された溶液
を変動する割合で含有する混合溶液の供給条件および／
または燃焼条件を調整する方法に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする問題点） 周知のように、蒸煮合液はパルプ蒸解で生成される。パ
ルプ製造経済のためには、この合液の熱含量および化学
物質をできる限り入念に回収してパルプ化工程に再利用
することが重要である。合液を燃焼させて熱エネルギー
を解放し、化学物質を回収する前に、合液から水を蒸発
させて、約４０％の水を含有する液とする。このａ１１
液はソーダ灰炉で燃焼され、それによって解放された熱
エネルギーはパルプ化工程で再利用できる。また、化学
物質はソーダ灰炉の底部から回収され、再生化の後、新
たな蒸煮液を調製するのに用いることができる。

エネルギーのコストは絶えず上昇しつづけているので、
パルプ化工程の経済のために、良好な化学物質経済、少
欲出物、高エネルギー効率および良好な工程経済が達成
できるように、ソーダ灰炉中での合液の燃焼は、できる
だけ障害のないものであることが、ますます重要になっ
てきている。

ソーダ灰炉の第１機能、すなわち、蒸煮液の調製のため
に塩を回収し再生するためには、ソーダ灰炉の下部に高
温を有する還元部と底部にいわゆるスタックを設けるこ
とが必要である。炉における再生度は硫黄還元に換算し
て測定される。

塩の回収は、化学物質の減少として測定される。この減
少は、ｓｏ２のようなガスが煙道ガスとともに工程から
吐き出される時に生じる。

ソーダ灰炉の他の機能は、煙道ガスから熱を回収するこ
とである。この回収の効率は、煙道ガスの減少、未燃焼
ガス割合、および炉の使用性能、たとえば加熱面の汚れ
による停止の形で測定することができる。

ソーダ灰炉の運転は、多くの要因によって影響を受ける
。ソーダ灰炉に供給された濃縮合液にはまだ比較的大量
の水分（約４０％）が含まれている。この水の量は、ソ
ーダ灰炉で蒸発させなければならず、蒸発は、合液滴が
ソーダ灰炉の底部のスタックの表面に到達する前に、実
質的に、スタックに向かって降下する合液滴から生じる
ようでなければならない、もし、このようにならなけれ
ば、水の大部分はスタックの表面から蒸発することにな
る。これは、もちろん、スタックの温度を低下させ、そ
の結果、二酸化硫黄の放出を増し、゛還元を減少させる
。

もし液滴がスタックに到達する前に水分が蒸発してしま
っていれば、液滴は非常に軽くなるので、ソーダ灰炉中
を上昇するガス流によって捕捉することができる。これ
によって、液滴は熱分解し、ガス流中で燃焼し、その結
果、ガス流のダスト積荷が増加する。ねらいは、ソーダ
灰炉中での液滴サイズを、液滴がスタック表面に当る時
に乾物含有量が適当なものであり、かつ残りの少量の水
分がスタック表面から速やかに蒸発して多孔性スタック
を形成するようなものとすることである。これによって
、炉底部のスタックは高温に保たれ、良好な化学物質経
済と炉の良好な使用性能を保持する。

ソーダ灰炉の運転の点で適切とされる液滴サイズは、経
験に基いて視覚的に、たとえば、ソーダ灰炉底部のスタ
ックの温度を、たとえば色に基いて、あるいは計測によ
って観察することによって決定されてきた。たとえば、
液を炉に供給するノズルのサイズおよびタイプさらに供
給圧が実質的に一定である場合に、ソーダ灰炉のガス空
間で形成される液滴のサイズを主として決定するのは、
ソーダ灰炉に供給される液の粘度である。それぞれ、粘
度が一定である場合には、液滴サイズは、液の一定流れ
時のノズル径により決まる。

上記したような方法で実験的に良好であることが判明し
たサイズに液滴を保つために、制御パラメータとして使
用される量は、その密度によっであるいは屈折計を用い
て決定される濃縮液の乾物含有量であり、炉のガス空間
内に所望サイズの液滴を得るために炉中に供給される液
の温度および注入圧力に影響を及ぼすべき変化は、計測
に基いて決定されてきた。主に、液の粘度は液の加熱に
より調整されてきた。このような調整は、刊行物「パル
プと紙（Ｐｕ１ｐ　　ａｎｄ　　Ｐａｐｅｒ）　Ｊ　５
３　。

（１９７９）９　、ｐｐ１４２−１４５に記載されてい
る。

景気学的測定は、一般に密度の測定に使用されている。

原料および蒸煮条件が一定のままであるとき、屈折計に
よる乾物測定によって、ソーダ灰炉の制御に使用可能な
或る量が与えられる。

ソーダ灰炉の無事故運転は、以前には、調製工程および
その結果濃縮液の性質をできる限り一様に維持すること
により達成されており、これによって、一定の設定の下
で燃焼プロセスを操業することができた。以前には、パ
ルプ工場は一般に各ミルで単一タイプの木材を使用して
おり、同様に、通常は単一の特定タイプのパルプが生産
されていた。その結果、合液の化学的組成は多かれ少な
かれ変わりのないものであった。

蒸発プラントの運転は或る最大の一定乾物含有量が達成
されるように調整されており、燃焼工程はこの含有量に
従って調整されていた。約＋１．５パーセント程度の精
度で乾物含有量を調整する努力が払われていた。もし変
動が大きいと、ソーダ灰炉の運転に反映し、還元度、Ｓ
０２ガス放出および炉の汚れに変化を生じることとなる
。故障が生じる時はいつでも、ソーダ灰炉の運転者は、
蒸発プラントおよび蒸解機における工程パラメータが設
定範囲内に保たれているかどうかについてチェックする
よう依頼していた。

燃焼すべき掖の化学的組成における変動は、次第に度を
増す閉鎖工程すなわち閉鎖化学的サイクルによって生じ
る。原料のバラツキも新しい蒸解機パラメータを要求し
、その要因が蒸発プラントの運転を複雑にする。さらに
１次第に数が増える蒸煮工程の溶液は１つの同じ炉で燃
焼される。これらの環境の下では、溶液の性質は以前の
ように一定に保てなくなっている。

並列の蒸煮溶液の混合物が燃焼され、他の廃棄物質が燃
焼すべき溶液に加えられると、障害は直接ソーダ灰炉に
移行する。

ソーダ灰炉での上記したような大きい障害に加えて、装
置のために設定される全体としての品質標準も上ってき
ている。変動する条件下での使用性能に対して高い要求
があり、一方、煙道ガス中のＳ０２　　レベルおよび溶
融液中の還元度は制御レベルになければならない。

炉中で適切な液滴サイズをつくり出すために、変動する
化学的および物理的組成を有する濃縮古液のソーダ灰炉
への供給は、濃縮古液から計測された乾物含有量に基〈
のみならず、二者択一的に、ソーダ灰炉へ供給された合
液から直接計測された粘度値にも基いて、ソーダ灰炉へ
供給中の合液の供給条件を調節することによって調整さ
れてきた。粘度測定値を合液供給のための制御量として
用いることは、ソーダ灰炉を乾物分析に基いて調整する
よりはるかに速くかつ単純な方法である。粘度計測値に
基けば、ノズルから放出される合液が所望サイズの液滴
を形成することができるような値に供給条件を速やかに
調整することができる。

しかしながら、今では、粘度計測値に基けば、供給条件
を、ノズルから放出される液が所望サイズの液滴を形成
せしめられるような値に調整することはできるけれども
、この粘度計測値に基いては、このようにして形成され
た液滴が、炉の底部にあるスタックの表面に向って炉空
間を降下している間どのような挙動を示すのかを定める
ことはできないということが観察されている。たとえ溶
液の粘度、したがってノズルから放出さ桟る溶液により
形成される液滴サイズが同じであったとしても、溶液の
化学的および物理的組成における変化がソーダ灰炉中の
燃焼挙動に変化を生じるということが観察されている。

このことから、何らかの案外の要因がソーダ灰炉におけ
るガス空間中を落下する液滴の燃焼挙動に影響を及ぼす
ということが結論づけられる。この場合、上記の計測方
法は、たとえばパルプ化工程で使用される木材または方
法　あるいは化学物質のパッチングおよび添加が変化し
てしまっているために、ソーダ灰炉に供給されている溶
液中の乾物の化学的および物理的性質が変化する場合に
は、ソーダ灰炉のガス空間で形成される液滴のサイズを
調整するのには十分でない。

本発明の目的は、したがって、ソーダ灰炉中で燃焼させ
ることを目的として、変動する化学的および物理的組成
を有する濃縮合液の供給および／または燃焼条件を、ソ
ーダ灰炉に供給中の合液の或る物理的性質を測定するこ
とによって調整する方法を提供することである。この測
定に基いて、液滴が形成された後ソーダ灰炉のガス空間
中を落下してくる間の液滴の挙動をも考慮に入れて、供
給および燃焼条件は直接調整できることになる。

本発明の目的は、したがって、ソーダ灰炉中での燃焼を
目的として、変動する化学的および物理的組成を有する
濃縮合液の供給および燃焼条件を調整する方法であって
、それによって、炉中で、合液の燃焼には以前のものよ
りもっと好適な液滴サイズに合液を形成せしめる方法を
提供することである。

（問題点を解決するための方法） 本発明の主な特徴は特許請求の範囲に記載したとおりで
ある。

本発明を達成するに至らしめた研究において。

驚くべきことに、液の性質が、炉中の液滴に含まれてい
る乾物の膨張に決定的な効果を有しているということが
観察された。炉中の液滴の性質および挙動を調べてみる
と、液の蒸発後に液滴に残っている固体の乾物の膨張性
は、ソーダ灰炉中での液の燃焼に重要な効果を持ってい
ることが明らかとなった。液中の乾物粒子の膨張は、そ
の落下速度と炉底のスタックの質に影響を与える。液が
膨張すればするほど、液滴の落下速度を燃焼に対して正
しいものとするために、形成される液滴のサイズは大き
くなければならない、この場合、未膨張液滴は、炉の底
部に落ちる間に乾燥し燃焼するのに十分な時間を持って
おり、スタックは湿ることはすく、圧縮のために非制御
状態で成長するということはない、液の質が変わると、
その固体物質の性質もまた通常は変化する６本発明によ
る方法によって、膨張におけるこの変化は考慮され、液
の供給条件またはソーダ灰炉におけるその燃焼条件、あ
るいはそれら両方を同時に調整することによって補償さ
れる。

本発明によれば、ソーダ灰炉に供給された液の乾物粒子
の加熱による最大膨張が測定され、供給および／または
燃焼条件は、最大膨張測定値に直接基いて調整される。

供給条件は、ａ線源の化学的または物理的性質のいずれ
かを調整することによって、最大膨張測定値に基いて調
整される。ａ縮合液の化学的性質は、液のｐＨ値または
混合比の調整によって、酸化によって、あるいは添加剤
の添加によって調整することができる。液の物理的性質
については、その粘度を変えるために液を加熱または冷
却することによって調整することができる。供給条件も
、ソーダ灰炉に供給中の液の供給圧力を調整することに
よって調整することができる。あるいは、供給ノズルの
サイズおよび／または液滴が炉中を落下するのにかかる
時間に影響を及ぼす、ソーダ灰炉の底からのノズル高さ
を調整することによって　調整することができる。

あるいは、またはさらに付は加えて、ソーダ灰炉での燃
焼条件を、最大膨張測定値に基き、ソーダ灰炉に供給さ
れる一次および二次空気の分布を調整することによって
調整することができる。

全体として、液の膨張における変化は、液の燃焼に影響
を及ぼす何らかの他の変化によって補償されるというこ
とができ、実際には、液の膨張が種々の条件下で炉内で
の燃焼にどのように、影響を及ぼすかを前置って調べて
おくことにより、これを実現することができる。そして
、たとえば、これに基いてコンピュータプログラムが準
備される、液の何らかの化学的または物理的性質につい
ての情報、たとえば、液が混合されている割合、あ、る
いは液のｐＨ値が、上記のようにプログラム化されたコ
ンピュータに供給され、コンピュータは、コンピュータ
内にプログラム化された最大膨張測定値データに基いて
、液の化学的または物理的性質に生じた変化を補償する
ためには、ソーダ灰炉における供給あるいは燃焼条件を
どのように変えるべきかを示す。

（実施例） つぎに１本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は、２液タイプすなわち亜硫酸塩と硫酸塩液の場
合に、実験室測定機によって検出した膨張の変化を示す
、Ｖｐは液滴から形成された膨張乾物粒子の容積を示し
、Ｖａはもとの液滴の容積を示す、ｙ軸は混合液の亜硫
酸塩含有量をパーセントとして示し、残りは硫酸塩液で
ある。ある混合比（これはたとえばミルの蒸煮方法およ
び操業の結果生じる液のタイプに依存する）では、膨張
は鋭く変化し、この変化は、補償調整が行なわれなけれ
ば、ソーダ灰炉での液の燃焼に強く影響する。制御は、
第１図に示す点曲線に基いて較正される０曲線は、所定
の条件においてノズル部分で測定した混合液の温度を、
亜硫酸塩／硫酸塩混合比を関数として示す。

第２図は、液の膨張をそのｐＨを関数として示す、液の
ｐＨは、制御を実行するための液ラインの少なくとも１
点で測定される。

第３図は、ソーダ灰炉３への液の注入を２つの異なるタ
イプの液の混合比に基いて調整する装置を示す、硫酸塩
液は容器４から、亜硫酸塩液はパイプ５から導かれ、混
合液として予熱器２を通って供給され、そこからさらに
ソーダ灰炉３に供給される。注入において膨張を考慮に
入れるために、液の予熱２、およびそれによる液滴の形
成が、測定および制御回路１によって制御キれる。

この回路は、点６で硫酸塩液の流、量を測定し、点７で
亜硫酸塩液の流量を測定する。このようにして、これら
の測定結果に基いて予熱２を調整する。

第４図に示す実施例では、予熱２の対応する制御は、容
器４からくる液流のｐ）！測定に基いて行なわれる。こ
のｐＨは液中の残存アルカリの量に依存する。

本発明によれば、液滴の膨張に影響を与える濃縮合液の
１以上のこれらの物理的性質が直接制御パラメータとし
て使用されている時には、液の化学的組成および／また
は物理的性質の変動は、ソーダ灰炉における燃焼工程の
均等性を乱すことはない０本発明によれば、炉内での燃
焼は、液に対して直接性なった測定に基づき、あるいは
混合液の混合比に基づき、較正パラメータとして液の膨
張を用いることによって調整される。

液の最大膨張は、たとえば実験室における炉内の液滴の
膨張を写真に撮ることにより、さらに、写真から液滴径
の比を測定することにより、一定温度を有する炉内にお
ける或るサイズの液滴の燃焼時間を測定することにより
測定することができる。最後の場合、燃焼時間は最大膨
張に正比例する。液の最大膨張は他の適宜方法によって
も測定できる。

（発明の効果） 上記したように、本発明によれば、処理対象である濃縮
合液の化学的および物理的性質が変動する場合にもソー
ダ灰炉中での液滴サイズを好適なものとして、トラブル
のない運転を可能とする合液の供給および／または燃焼
条件を調整して、所望の熱エネルギー回収と化学物質の
再利用を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液の最大膨張に対する亜硫酸塩／硫酸塩混合比
の影響を、亜硫酸塩含有量を関数として示すとともに、
ノズルの注入温度、各最大膨張値の典型を示し、第２図
はパイン硫酸塩液の最大膨張をｐＨを関数として示し、
第３図は硫酸塩／亜硫酸塩混合物を燃焼する場合に本発
明による。方法を実施するための典型的なフローおよび
制御チャートを示し、第４図は燃焼すべき液のｐＨが変
化する他の制御およびフローチャートを示す。 １・・・測定および制御回路 ２・・・予熱（機）　　　３・・・ソーダ灰炉４・・・
容器　　　　　　５・・・バイブロ、７・・・点

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）ソーダ灰炉内で燃焼させるために、変動する化学
   的性質および／または物理的性質のうち少なくともいず
   れか一つを有する濃縮古液の供給条件および／または燃
   焼条件を、ソーダ灰炉に供給される液の或る物理的性質
   を測定し、このようにして測定された物理的性質に直接
   基いて供給条件および／または燃焼条件を調整すること
   によって調整する方法において、ソーダ灰炉に供給され
   た液の乾物粒子の加熱による最大膨張を測定することを
   特徴とする濃縮古液の供給・燃焼条件の調整方法。
2. （２）ソーダ灰炉に供給される液の温度を最大膨張測定
   値に直接基いて調整する特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。
3. （３）ソーダ灰炉に供給される液のｐＨ値を最大膨張測
   定値に直接基いて調整する特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。
4. （４）ソーダ灰炉に供給される液の注入圧力を、最大膨
   張測定値に直接基いて調整する特許請求の範囲第１、２
   または３項に記載の方法。
5. （５）ソーダ灰炉に供給される液の注入点の高さを、最
   大膨張測定値に直接基いて調整する特許請求の範囲第１
   、２または３項に記載の方法。
6. （６）ソーダ灰炉への空気供給を、最大膨張測定値に直
   接基いて調整する特許請求の範囲第１、２または３項に
   記載の方法。
7. （７）ソーダ灰炉に供給される液混合物の混合比を、最
   大膨張測定値を実質的に一定値に維持するように調整す
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
8. （８）種々のタイプの木材および／または硫酸塩および
   亜硫酸塩蒸煮工程から抜き出した液の混合物から得た乾
   物粒子から最大膨張を測定する上記特許請求の範囲のい
   ずれかの項に記載の方法。