JPS63120188A - 流動床方式ソ−ダ回収方法 - 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、パルプ蒸解廃液（黒液ともいう）から酸化鉄
を苛性化剤として苛性ソーダを回収する通常のバブリン
グベッドによる直接苛性化法流動床方式において、粉状
酸化鉄を黒液をバインダーとして圧縮造粒したペレット
、および粉状酸化鉄を黒液にて加温・混練した粉状物を
酸化鉄として供給することにより、ペレットの供給量の
低減および反応率の向上を図ることができる流動床方式
ソーダ回収方法に間するものである。

〔従来の技術〕

従来、木材チップを蒸解したときに発生するパルプ蒸解
廃液（以下、パルプ廃液という）から苛性ソーダを回収
する場合、石灰法が実用化されている。しかしこの石灰
法は工程が複雑であり、また廃物を生じるので臭気対策
、排水対策が必要であり、苛性化率が悪いなどの欠点を
有していた。

これらの欠点を解消するために、特公昭５１−１２７２
４号公報に示されるように、繊維素物質の蒸解および漂
白工程より排出される実質的に硫黄化合物を含まないア
ルカリ廃液を、濃縮後酸化鉄を加えて燃焼せしめ、得ら
れた鉄酸ソーダ（鉄酸ナトリウム）を水中に投入して抽
出水溶液として直接苛性ソーダを回収するとともに、抽
出残渣として得られた酸化鉄を循環再使用する方法が提
案されている。この方法では、アルカリ廃液からの苛性
ソーダの生成は、おそらく廃液の燃焼によって廃液中に
含まれていた有機物は分解し、生成物として得られた炭
酸ソーダおよび／または酸化ソーダが下記の＋１１式お
よび（２）式の如く酸化鉄と反応して鉄酸ソーダを生成
し、これを水中で処理することによって（３）式の如く
、苛性ソーダと酸化鉄が得られるものと考えられる。

Ｎａ２ＣＯ３＋　Ｆｅｚｅｓ　−’　　ＮａｔＦｅｔＯ
＊　＋　Ｃｏｔ　　（１１ＮａｔＯ＋　Ｆｅｔｕｓ　−
”　ＮａｔＦｅｔＯ＊　　　　　　　（２）ＮａｘＦｅ
ｘＯ＊　＋　ＨｌＯ＝　２ＮａＯＨ＋　Ｆｅ＝０３　　
　＋３１しかし上記の方法を流動床炉に通用するにあた
り、直接苛性化法では、酸化鉄（鉄鉱石）は再生循環使
用するのが大原則であり、集しん機などのキャリーオー
バー分のみ補給する（補給率は高々数％のオーダーであ
る）。一方、苛性化反応剤であると同時に流動層維持剤
である粒状鉄鉱石は再生使用回数の増加に従い、炉内で
の粉化が増大すること（約１０％前後は粉化）、その他
フィーダーでの鉄鉱石のハンドリング、苛性化工程など
でも若干粉化が見られる。また流動床方式では流動層ベ
ッドを維持するため、基本的に粒状の苛性化剤を使用す
るので、反応モル比Ｆｅ／Ｎａを１．０近くに設定する
ことができず（反応式（１）、（２）に示すように等モ
ル反応）、一方、粉状の苛性化剤では炉内からすぐ飛び
出してしまい反応の進行が十分期待できないなどの問題
があった。

本発明者らは上記の問題点を解決するために、流動床ボ
イラ、サイクロン、電気集じん機で捕集された粉状鉄酸
ソーダを苛性化した後、乾燥し、乾燥した粉状酸化鉄の
かなりの部分（約５０％以上）を黒液をバインダーとし
て造粒し、再び粒状物として流動床炉に供給し流動層ベ
ッドを維持するようにした技術を開発し、特願昭５８−
１６７９２７号（特開昭６０−５９１９０号）として特
許出願している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、従来は造粒ペレットのみ、または造粒ペ
レットと粉状酸化鉄とを適当な比にて供給していたが、
つぎのような問題点があった。

ｆｉｌ　　圧縮造粒などの造粒に係るコストが大きい。

（２）造粒コスト低減のため、代案として粉状酸化鉄を
反応剤として流動層内に供給する方法が考えられるが、
粉状物を層内へ均一に分散する状態で投入することが難
しく、かつ粉状物は滞留時間が短く、苛性化率が低いな
どの問題がある。また粉状物供給装置のスケールアップ
も難しい。

本発明者らは上記の問題点を解決するために種々の実験
を重ねた結果、粉状酸化鉄に黒液を添加して加湿すると
、第２図に示すように、黒液を添加しない粉状酸化鉄に
比べて粒子径が大きくなり、この加湿粉状酸化鉄を造粒
ペレットとともに流動床炉に供給することにより、造粒
ペレット供給量が低減し、反応率が向上することを知見
した。

本発明は上記の知見に基づきなされたもので、粉状酸化
鉄を黒液にて加湿し、造粒ペレ７）とともに空気搬送に
よらずスクリューフィーダなどにより流動床炉に供給す
ることにより、低コスト化を図ることができる流動床方
式ソーダ回収方法の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の流
動床方式ソーダ回収方法は、パルプ廃液を濃縮した後、
酸化鉄を苛性化剤および流動層維持剤として加えて流動
床炉で燃焼せしめ、ついで生成物を水中に投入して苛性
ソーダおよび酸化鉄を回収し、流動床炉排ガスをボイラ
で熱回収した後、サイクロン、電気集じん機などの集じ
ん装置に導入して集じんする方法において、集じん装置
で捕集した粉状酸化鉄の一部を黒液をバインダーとして
造粒してペレットとし、集じん装置で捕集した粉状酸化
鉄の残部を黒液にて加湿・混練して粉状酸化鉄混練物と
し、ペレットおよび粉状酸化鉄混練物を酸化鉄として流
動床炉に供給することを特徴としている。

粉状酸化鉄に対する黒液添加量は、混練物の場合、５〜
２５ｗｔ％、好ましくは１０〜２０ｗｔ％が適正である
。またペレットの場合は、３〜１０ｗｔ％である。混練
物の場合、黒液添加量が５ｗｔ％未溝の場合は、十分加
湿せず、かつバインダーとしての役目を果たさず、一方
、黒液添加量が２５ｗｔ％を越える場合は、通常の機械
的フィーダによる供給が不可能になり好ましくない。

またペレットと粉状酸化鉄混練物とは別々に流動床炉に
供給してもよく、予め混合して供給してもよい。

本発明の方法における造粒は、圧縮造粒とするのが好ま
しい。

以下、図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。

ただし構成機器の形状、その相対配置などは、とくに特
定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに
限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない
。

第１図に示すように、希黒液を薄膜式エバポレータ、デ
ィスクエバポレータなどの濃縮装置】に導入し、萎発、
濃縮して５０〜８０％の濃黒液とし、この濃黒液を流動
床炉３に供給する。一方、流動床炉３に粒状鉄鉱石貯槽
４から粒状酸化鉄を供給する。流動床炉３の層温度は７
００〜１１００℃、望ましくは９００〜１０００℃とし
、Ｆｅ／Ｎａは１．０以上となるようにする。流動層形
成材としては、純鉄、鉄鉱石（Ｆｅ２０３、Ｆｅ５０＃
）、焼結鉱、還元ペレット、製鉄ダストを造粒したもの
などの粒状の鉄系の粒状の化合物が用いられる０本例に
おいては、酸化鉄として鉄鉱石を使用し、補給は粒状鉄
鉱石で行う、５は流動層、６は空気分散板、７は風箱で
ある。

流動層５からの鉄酸ソーダを第１苛性化装置８に導入し
て苛性ソーダ水溶液と回収粒状酸化鉄とに抽出、分離し
、この回収粒状酸化鉄を第１乾燥装置１０で燃焼排ガス
などにより乾燥した後、粒状鉄鉱石貯槽４へ投入する。

一方、ボイラ１１、マルチサイクロン１２、電気集じん
機１３で捕集した粉状捕集物を第２苛性化装！＋４へ導
入して苛性ソーダ水溶液と回収粉状酸化鉄とに抽出、分
離し、この回収粉状酸化鉄を第２乾燥装置１５で燃焼排
ガスなどにより乾燥した後、混練装置１６．１７へ供給
し、濃縮装置１出口の濃黒液を加えて混練する。濃黒液
の添加量は、混練物の場合、５〜２５ｗｔ％であり、ペ
レットの場合、３〜１０ｗｔ％である。混練装置１６か
らの混練物は造粒装置１８へ導入され、黒液をバインダ
ーとして造粒されペレットとなり、粒状鉄鉱石貯槽４に
貯えられる。

一方、混練装置１７で加湿・混練された混練物は混練物
貯槽２０に一旦貯えられた後、流動床炉３へ供給される
。なお混練装置１６．１７を１つの装置にしても差し支
えない。

また本発明の方法の他の例として、ペレットと粉状酸化
鉄混練物とを酸化鉄貯槽２１で予め混合して流動床炉に
供給するように構成する場合もある９本例は反応率がよ
り向上するという利点を有している。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

実施例 流動層断面が２００ｆｉ角、フリーボード部が３００鶴
φからなる流動床炉を用い、第１図に示すフローに従っ
て試験した。供給空気量５ＯＮｍ３／ｈ、流動層温度９
４０〜９６０℃であった。粉状酸化鉄に濃縮装置１から
の黒液１５ｗｔ％を添加し、加湿・混練するとともに、
混練物の一部を圧縮造粒装置１８に供給してペレットと
し、混練物と混合してスクリューフィーダにより流動床
炉３ヘオーバーフイードした。

造粒ペレット（０，２〜２ｔｍ）の供給量は６．４　ｋ
ｇ／ｈ、混練物の供給量は７．５　ｋｇ／　ｈ　、流動
床炉への黒液の供給量は１７．３ｋｇ／ｈであった。回
収された鉄酸ソーダの苛性化率、および炉外へのダスト
飛散量は次表の通りであった。

なお上表において、 比較例 実施例１において、黒液にて加湿しない粉状酸化鉄およ
び造粒ベレットを供給するブランクテストを行った。結
果は、炉外飛散率６７％、粒状物の苛性化率８２．７％
粉状物の苛性化率４８．５％であった。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を有している。

（１）粉状物の粒度を大きくできるので、造粒ペレット
の供給型番低減することができ、造粒に要するコストの
低減を図ることができる。

（２）造粒として圧縮造粒を採用する場合は、前段にマ
ーラーなどの混練器を設置しているので、混練・加湿器
として共用可能であり、システム化を図ることができる
。

（３）粉状物供給の場合に問題であった鉄鉱石と黒液の
接触の機会が確保され、反応率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動床方式ソーダ回収方法を実施する
装置の一例を示すフローシート、第２図は黒液を添加し
ない粒状酸化鉄、黒液を１５ｗｔ％添加した粉状酸化鉄
の粒度分布を示す粒度線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　パルプ廃液を濃縮した後、酸化鉄を苛性化剤および
   流動層維持剤として加えて流動床炉で燃焼せしめ、つい
   で生成物を水中に投入して苛性ソーダおよび酸化鉄を回
   収し、流動床炉排ガスをボイラで熱回収した後、サイク
   ロン、電気集じん機などの集じん装置に導入して集じん
   する方法において、集じん装置で捕集した粉状酸化鉄の
   一部を黒液をバインダーとして造粒してペレットとし、
   集じん装置で捕集した粉状酸化鉄の残部を黒液にて加湿
   ・混練して粉状酸化鉄混練物とし、ペレットおよび粉状
   酸化鉄混練物を酸化鉄として流動床炉に供給することを
   特徴とする流動床方式ソーダ回収方法。 ２　粉状酸化鉄に対する黒液添加量が３〜２５ｗｔ％で
   ある特許請求の範囲第１項記載の流動床方式ソーダ回収
   方法。