JPS6366391A - 黒液燃焼排ガス吸収装置を組み込んだ黒液濃縮装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、木材パルプの製造方法において、木材繊維の
アルカリ蒸解装置及びそれに続く漂白装置などから排出
される実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性廃液（
以下ＡＰ黒液と略す）から蒸解用及び漂白用薬品を回収
する際のＡＰ黒液を濃縮する装置に関するものである。

［従来技術］　　　゛ 木材パルプの製造方法、特に化学パルプの製造方法にお
いて、苛性ソーダ及び硫化ソーダを蒸解薬品とするクラ
フト蒸解法（以下ＫＰ法と略す）は、パルプ品質が優れ
ており、薬品回収方法が確立されており、主たる化学パ
ルプの製造方法となっている。その薬品回収フローの一
例を示せば第１図の通りである。

他方、実質的に苛性ソーダを主たる蒸解薬品とし、硫黄
化合物を使用しないソーダ蒸解法（以下ＡＰ法と略す）
は、最近の研究の結果、ＫＰ法とほぼ同等のパルプ収率
およびパルプ品質が得られることが確認され、また硫化
ソーダのような硫黄化合物を蒸解薬品として使用しない
ため、ＫＰ法のように蒸解工程から悪臭を発生さけない
という利点がある。

ＡＰ法の薬品回収方法としては、ＡＰ黒液に酸化鉄を混
合し、燃焼して鉄酸ソーダを生成させ、これを加水分解
して苛性ソーダを蒸解薬品として回収する直接苛性化法
が採用可能である。この方法は、ＫＰ法では硫黄化合物
が含まれているため採用出来ず、ＫＰ法で採用されてい
る方法と比較して、工程が単純化され、エネルギー的に
も有利であることが知られている。

しかしながら、ＡＰ黒液はＫＰ法のアルカリ性廃液（以
下ＫＰ黒液と略す）に比べ°て、同一濃度における粘度
が極めて高り、Ｗｉ度が高くなるほど粘度の差は大きく
なり、例えば第２図に示す如く、濃度７０％ではＡＰ黒
液の粘度はＫＰ黒液の粘度の１０（８近くにしなる。

ＡＰ黒液の粘度が高いことは、流動性が悪化し、エバポ
レークでのＡＰ黒液のｒＡ縮性が低下し、また燃焼炉へ
の輸送性も低下し、炉内でのバーナーからの噴射性も悪
化するためその燃焼性も低下することになる。

黒液の粘度低下技術としては、 ■　黒液の濃度を低下させる。

■　黒液の温度を上背させる。

■　黒故に界面活性剤を添加する。

等の方法がある。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、ＡＰ黒液を従来のＫＰ黒液の濃縮装置と
同様の設備で濃縮する場合には、粘度の関係からＫＰ黒
液漠縮濃度（６５〜７０％）より５〜１０％も低い濃度
での燃焼を余儀なくされ、その分燃焼炉で蒸発される水
の吊が増加し、熱エネルギーの利用面においても大幅に
劣ることになる。

黒液の温度を上昇さけるためには、その分熱エネルギー
を多く必要とするといった問題がある。黒液に界面活性
剤を添加する方法は持同昭５９−２２８０９４に「黒液
の粘度低下剤」として開示されているが、粘度低下は未
処理黒液の１／２〜１／３に留まり、ＡＰ黒故に適用し
ても、＋＜ｐ黒液粘度とｆｉｌじ水準に低下させること
（よ困難である。

本発明は、実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性廃
液″ｃあるＡＰ黒液の粘度がＫＰ黒液に比較して約１０
倍も高く、黒液の流動性悪化による濃縮性の低下、輸送
性の低下、噴射性の悪化および所定粘度を維持させるた
めの黒液温度低下による燃焼熱エネルギーの利用効率の
低下等の問題点を解決することを目的とするものである
。

これらの解決手段としては、発明各らは特願１１！１６
０−１１８６３６号においてＡＰ黒油にＣＯ２ガスを吸
収させる黒液７ｍ！縮装置を開示しているが本発明につ
いて鋭意検討した結果、ＡＰ黒液の濃縮性を改善するた
めには必ずしも純粋なＣＯ２ガスを吸収させる必要はな
いこと、ＡＰ黒液燃焼ＩＪ１ガスをΔ１〕黒液に吸収さ
せる場合、４０〜６５％の濃度のＡＰ黒液に吸収させた
ほうがそのと１度より低濃度の場合よりＡＰ黒液処理吊
を低下することができること、及び黒液の発泡性を避け
ることと排ガスの吸収性を′Ｊｇ虞するとその濃度より
高温度の場合より有効であることが判明した。本発明で
はＣＯ□ガスを吸収したＡＰ黒液の後段黒液濃縮装置へ
の供給伍が変動しないようにするため、排ガス吸収装置
へのＡＰ黒液の導入量を貯留タンク中の黒液のｐＨ計測
によりコントロールする方式を提案している。この方式
によると後段黒液濃縮装置への黒液供給量は安定化し、
後段黒液８１縮装買の運転がより安定化出来ることが判
明した。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、黒液の粘度低下法について鋭意研究した結果
、ＡＰ黒液に粘度低下剤としてＡＰ黒液の燃焼排ガス中
のＣＯ２ガスを吸収させることにより、ＡＰ黒液粘度が
、ＫＰ黒液と同じ水準もしくはそれ以下に低下し、黒液
の濃縮性が改良される事実を発見することが出来、この
知見に基づいてなされたものである。

本発明は （ａ）木材チップを実質的に硫黄化合物を含まないアル
カリ性薬液とともに高温高圧で蒸解する蒸ＦＲ装■、 （１１）前記悉解装置内で製造された木材パルプをアル
カリ＋ｌｉ廃液から分離洗浄脱水する洗浄装置、（ｃ）
前記蒸解装置および／又は洗浄装置から排出されるアル
カリ性廃液即ちＡＰ黒液を濃縮する多重効用黒ａ濃縮装
置、 （ｄ）前記黒液３ａ縮装置により濃縮された黒液を酸化
鉄とともに燃焼し、主として鉄酸ソーダよりなる焼成反
応生成物と熱エネルギーとを回収するための燃焼回収装
置、および （０）前記燃焼回収装置により回収された焼成反応生成
物を加水分解し蒸解用薬液と酸化鉄とに分１１ｉづる苛
性化装置、 からなる、実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性薬
液から木材パルプをＩｌ造する木材パルプ製造装置にお
ける黒液濃縮装置において、前記黒液濃縮装置が、前記
蒸解装置および／又は洗浄装置からのＡＰ黒液が流入し
て、黒液固形分４０−６５重Ｄ％の範囲にまで濃縮する
前段ａ１ｉ！装置と前記前段濃縮装置中で濃縮されたＡ
Ｐ黒液を黒液固形分６５〜８５市１％の範囲にまで濃縮
して燃焼回収装置へ流送する後段濃縮装置との間に排ガ
ス導入口及び排出口、また黒液の供給口及び排出口を備
えた吸収装置を設け、該排ガス導入口に前記燃焼回収装
置から排出されるＡＰＰ液燃焼排ガスを導入し黒液と直
接接触させることによって、当該排ガス中の００２ガス
を前記ＡＰ黒液に吸収させ、前記吸収装置と前記後段濃
縮装置との間に貯留タンクを設け、前記貯留タンクは、
前記吸収装置からの黒液導入部と、後段濃縮装置に供給
する供給管および、液面υ１１１１装置を有し、かつ、
該供給黒液のｐＨを所定の値にコントロールするためＡ
Ｐ黒液の導入ｍ及び排ガス流母を貯留タンクのｐＨ計測
によりコントロールするｐＨ制御装置を有し、前記吸収
装置のＡＰＰ液燃焼排ガス排出口の下流に気液分離装置
を設け、その下流を煙突に接続したことを特徴とする黒
液濃縮装置である。

前記ＡＰ黒液は、前記洗浄装置により洗浄されたパルプ
を実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性薬液により
漂白する、漂白装おから排出されるアルカリ性廃液を含
んだ黒液であることができる。

本発明の濃縮装置によって排ガスをＡＰ黒液に吸収させ
るのはリグニン、シリカおよびヘミセルロール等を分離
する目的ではないことは明らかである。

［作　　用］ ＡＰ黒液にＡＰ黒液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸収
させることにより、ＡＰ黒液の粘度をＫＰ黒液の粘度と
同等もしくはそれ以下にすることができ、濃縮性能が大
幅に改良される。

また、ＡＰ黒液の粘度低下が期待出来る黒液のρ１１は
、ｐＨを黒液濃度４０％における８０℃のｐ］４（以下
ｐＨは特にことわらない限り黒液濃度４０％、８０℃の
ｐＨとする）で表示すると、ｐＨ１２，５以下９．５以
上のｐＨ領域で望ましい効果が得られ、更に好ましいｐ
Ｈ領域としてはｐＨｉｏ、０以上、１２．０以下があげ
られる。

ＡＰ黒液ｐＨが１２．５よりも大きい値までしかＡＰ黒
液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸収させないと、第３
図に示す如く、十分な粘度低下が起こらず、ｐＨ９，５
未満になるまでＡＰ黒液の燃焼排ガス中のＣ０２ガスを
吸収させるとＡＰ黒液中の固体物質が多ｍに析出してく
るため、逆に見掛の粘度が上界しているものと推定され
る。

ＡＰＰ液燃焼排ガスの吸収によるＡＰ黒液の濃縮性の改
良については第４図に黒液濃度による濃縮速度の変化を
図示する。この図より、本発明によるＡＰ黒液の燃焼排
ガス中のＣＯ２ガスを吸収したＡＰ黒液の濃縮速度は、
従来法の未処理ＡＰ黒液の濃縮速度と比較して、高濃度
はど相対的比率が大きくなっている。黒液濃度が高いほ
ど黒液処理ｍが減少するが、あまり６１１度ではＡＰ黒
液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスの吸収が黒液の粘度の増
加により困難であるし、あまり低濃度では、黒液処理ω
が増大するなどの問題がある。ＡＰ黒液の燃焼排ガス中
ＣＯ□ガスを吸収させる具体的なＡＰ黒液溌度としては
、４０％から６５％があげられる。

ＡＰ黒液にＣＯ２ガスを吸収させることによる黒液の粘
度低下作用のほかに、濃縮性を向上させる作用として、
黒液の沸点上昇が低下する事実が判明した。第５図にＡ
Ｐ黒液にＡＰ黒液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸収さ
せた場合の黒液の沸点と未処理ＡＰ黒液の沸点を示す。

未処ＦＩＡＰ黒液の沸点は黒Ｈ濃度の増加に伴って上昇
し、黒液濃度８０％では１２６℃に達している。ＡＰ黒
液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸収したＡＰ黒液の沸
点は黒液濃度５０％まで徐々に沸点が上背するが、更に
黒液ｉｌｌが増加しても黒液沸点は１０５℃以上に増加
しない。

この理由としては濃度８０％のＡＰ黒液中のナトリウム
分が全て苛性ソーダであると仮定した場合と同−淵痕の
苛性ソーダ水溶液の沸点を求めると１１８℃であるのに
対して、ナトリウム分の全てが炭酸ソーダであると仮定
した場合と同一温度の炭酸ソーダ水溶液の沸点が１０５
℃であることを考えると十分に理解出来る事実である。

ＡＰ黒黒液点点低下することは、逆に同一温度における
水蒸気圧が高いことが推定され、ＡＰ黒液中の水が蒸発
しやすいことになり、濃縮されやすくなっていることが
推定される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

実施例　１ 第６図及び第７図に示すようにＡＰ黒液の多重効用濃縮
装置の前段濃縮装置どｖ！！段濃縮装置の中間の黒液即
ち黒液９度４０〜６５％の黒液を前段濃縮装置の後に設
けた中濃度黒液タンクに一時的に貯留し、該タンクから
吸収装置に黒液をポンプにて導入し該吸収装置の上部か
ら供給する。一方ＡＰ黒液烹焼排ガスは、該吸収装置の
下部から導入し、上部から目皿を通過して流下してくる
ＡＰ黒液と直接接触し排ガス中のＣＯ２ガスはＡＰ黒液
に吸収される。ＡＰ黒液燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸
収したＡＰ黒液は該吸収装置の下部より、撹拌機を備え
た貯留タンクに導入貯留される。貯留タンクには黒液に
接触するようにｐＨ制御装置を配し、黒液ｐ１１が９．
５〜１２．５より好ましくはｐＨ０，０〜１２．０にな
るように、自動的に、該吸収装置に導入される黒液聞及
び排ガスｎをコントロールする機能を右している。また
該貯留タンク中の黒液は循１ｍポンプで該吸収装置の上
部に循環導入され再び＋１ガス吸収を行なわせる。所定
のｐＨに達した黒液は貯留タンクに設けられた液面制御
装置により導入黒液門と等量だけ循環黒液ラインから一
部後段の濃縮装置に供給するための黒液クツシミンタン
クに排出貯留され、後段の濃縮装詔ヘボンブで供給され
る一方該吸収装惹から排出される余分の排ガスはミスト
セパレータを経てミストを除去した後、煙突より大気中
に排出される。分離されたミストは希黒液として前段ｍ
線装置へ導入され濃縮される。

この場合、ＡＰ黒液がある程度濃縮されているため、Ａ
ＰＰ液燃焼排ガスで処理すべき黒液処理量が少なくなり
、気液接触のための動力消費ｍも少なくてすみ、黒液粘
度も気液接触に支障が起こるほど高くなく、ＡＰ黒液の
燃焼排ガス中のＣＯ２ガスとの反応も比較的短時間です
み、また濃度が高くなるほど一般的にＡＰ黒液の発泡性
が低下するため、発泡の危険性もほとんどなくなる。

実施例　２ 第８図に、黒液濃縮装置に導入される黒液が洗浄装置に
引き続いた、実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性
薬液により洗浄パルプを漂白する漂白装置から排出され
るアルカリ性廃液を混合した場合を示す。

実施例２においても実施例１と同様の装置で処理される
。

なお、前記各実施例では、ＡＰ黒液にＡＰＰ液燃焼排ガ
スを尋人接触させ、ＡＰ黒液燃焼排ガス中のＣＯ２ガス
を反応させる場合について記載したものであるが、これ
は単にＡＰＰ液燃焼排ガス以外のものを除外するもので
はなく、ＡＰＰ液燃焼排ガスの代りにＣＯ２ガスもしく
はボイラ排ガス、Ｃ０２を１０ＶＯＪＩ％以上含有する
系統の全く異なる他のプロセスからのテールガスなどを
用いることも可能である。ただ、ボイラ排ガスや他のプ
ロセスからのテールガスを利用すれば、ＣＯ２ガス源と
しては非常に安価なものとなる利点がある。

さらに、ＡＰ黒液の燃焼排ガスやボイラ排ガスやテール
ガス中のＣＯ２ガスを、吸着法、膜分子ｌ法等の方法に
よって濃縮したのち用いることもでき、この場合、ＣＯ
２ガスの吸収効率が向上する。

次に、本発明で使用するＡＰ想液液燃焼排ガス吸収装置
について述べる。

ＡＰ黒液の燃焼排ガスの吸収装２としては実ｆｌｉＪ例
には多孔板塔（第７図）を用いているが、各種の気液接
触又はガス吸収装置を用いることができる。すなわち、
スプレー塔（第９図）、ベンチュリスクラバー（第１０
図）が使用可能である。燃焼排ガスの吸収効率や圧力損
失等を考慮するとこれらＡＰ黒液燃？ｉ２排ガスの吸収
装置の中ではベンチュリスクラバーが好ましく、より好
ましいちのはスプレー塔であり、最も好ましいものは多
孔板塔である。

また、濃縮装置として実施例には薄膜降下式の多重効用
蒸発缶を用いるが後段ＦＩＪ縮装縮装一部に高濃度濃縮
用としてディスクエバポレータ（第１１図ンを用いるこ
とも有効である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ＡＰ黒液の濃縮装置
にＡＰ黒液の燃焼排ガスの吸収装置を設け、ＡＰ黒液中
にＡＰ黒液の燃焼排ガス中のＣＯ２ガスを吸収させるこ
とによって、ＡＰ黒液の粘度を大幅に低下させることが
でき、この結果ＡＰ黒液の伝熱性能が極めて向上し、゛
濃縮装置の性能も飛躍的に改善される。また、ＡＰ黒液
の沸点上昇を極めて低く維持することができるようにな
り、この結果濃縮装置に与えられる全温度差に対する有
効利用温度差を極めて大きくすることが可能である。こ
れらのことは、ＡＰ黒液の濃縮性能の向上、濃縮装置運
転動力の軽減、濃縮装置の小型化、低コスト化を実現す
るだけでなく、ＡＰ黒液の高濃度濃縮を可能とし、高濃
度ＡＰ黒液の燃焼による回収熱量の増大をもたらすもの
である。

さらに液面制御装置およびｐＨ制ｔＩＩ装置を有する貯
留タンクを設けることによって変動することなく後段濃
縮装置への黒液供給ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法の７０−シートである。第２図は、黒液
濃度による黒液粘度変化を示す線図、第３図は黒液ｐＨ
による黒液粘度変化を示す線図、第４図は黒液濃度によ
る黒液濃縮速度の変化を示す線図、第５図は黒液ｉ１１
度による黒液沸点変化を示す線図、第６図〜第８図はそ
れぞれ本発明の大箱例を示すフローシートである。第９
図はスプレー塔、および第１０図はベンチュリスクラバ
ーを示し、これらは本発明で使用できるＡＰ黒液ｍｍ排
ガス吸収装置の代表例である。第１１図は後段濃縮装置
の一部として用いることのできるディスクエバポレータ
を承り。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）木材チップを実質的に硫黄化合物を含まな
   いアルカリ性薬液とともに高温高圧で蒸解する蒸解装置
   、 （ｂ）前記蒸解装置内で製造された木材パルプをアルカ
   リ性廃液即ちＡＰ黒液から分離洗浄脱水する洗浄装置、 （ｃ）前記蒸解装置および／又は洗浄装置から排出され
   るＡＰ黒液を濃縮する多重効用黒液濃縮装置、 （ｄ）前記黒液濃縮装置により濃縮された黒液を酸化鉄
   とともに燃焼し、主として鉄酸ソーダよりなる焼成反応
   生成物と熱エネルギーとを回収するための燃焼回収装置
   、および （ｅ）前記燃焼回収装置により回収された焼成反応生成
   物を加水分解し蒸解用薬液と酸化鉄とに分離する苛性化
   装置、 からなる、実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性薬
   液から木材パルプを製造する木材パルプ製造装置におけ
   る黒液濃縮装置において、前記黒液濃縮装置が、前記蒸
   解装置および／又は洗浄装置からのＡＰ黒液が流入して
   、黒液固形分４０〜６５重量％の範囲にまで濃縮する前
   段濃縮装置と前記前段濃縮装置中で濃縮されたＡＰ黒液
   を黒液固形分６５〜８５重量％の範囲にまで濃縮して燃
   焼回収装置へ流送する後段濃縮装置との間に排ガス導入
   口及び排出口、またＡＰ黒液の供給口及び排出口を備え
   た吸収装置を設け、該排ガス導入口に前記燃焼回収装置
   から排出されるＡＰ黒液燃焼排ガスを導入しＡＰ黒液と
   直接接触させることによって当該排ガス中のＣＯ＿２ガ
   スを前記ＡＰ黒液に吸収させ、前記吸収装置と前記後段
   濃縮装置との間に貯留タンクを設け、前記貯留タンクは
   、前記吸収装置からの黒液導入部と、後段濃縮装置に供
   給する供給管および、液面制御装置を有し、かつ、前記
   貯留タンクに供給される黒液のｐＨを所定の値にコント
   ロールすることによって、前記吸収装置へのＡＰ黒液と
   排ガス流量との導入量をコントロールするｐＨ制御装置
   を該貯留タンクに設け、前記吸収装置のＡＰ黒液燃焼排
   ガス排出口の下流に気液分離装置を設け、その下流を煙
   突に接続したことを特徴とする黒液濃縮装置。
2. （２）前記吸収装置が多孔板塔であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の黒液濃縮装置。
3. （３）前記吸収装置がスプレー塔であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の黒液濃縮装置。
4. （４）前記吸収装置がベンチュリスクラバーであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の黒液濃縮装
   置。
5. （５）前記ＡＰ黒液が、前記洗浄装置により洗浄された
   パルプを実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性薬液
   により漂白する、漂白装置から排出されるアルカリ性廃
   液を含んだ黒液であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の黒液濃縮装置。
6. （６）前記気液分離装置がミストセパレータであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の黒液濃縮装置
   。
7. （７）前記排ガス吸収装置と前記貯留タンクが一体とな
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   黒液濃縮装置。
8. （８）前記排ガス吸収装置と前記貯留タンクが別体とな
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   黒液濃縮装置。
9. （９）前記貯留タンクに供給される黒液のｐＨを９．５
   から１２．５の範囲に維持することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の黒液濃縮装置。
10. （１０）前記貯留タンクが黒液を前記排ガス吸収装置に
    返送する戻り管を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の黒液濃縮装置。