KR20150126869A - 녹액을 재가성화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주성분으로서의 탄산나트륨과 황화나트륨의 수용액으로 이루어진 녹액이 슬래커(slaker)에서 산화칼슘과 혼합되고 재가성화기(10)에서의 반응을 거쳐서 주성분으로서 수산화나트륨과 탄산칼슘을 함유하는 수성 현탁액을 형성시키고, 그러한 수성 현탁액이 첫 번째 필터(19) 상에서 여과되고, 후속하여, 희석 용기(21, 25)에서의 물에 의한 희석 후에, 추가의 필터(22, 26)에 2 또는 3회 공급되고 여과되어 현탁액에 현탁된 고형물을 분리하는, 목재 펄프 생산을 위한 설페이트 또는 크라프트 공정(sulphate or Kraft process)으로 녹액을 재가성화시키는 방법으로서, 주성분으로서의 탄산칼슘과 미량 성분으로서의 산화칼슘의 첫 번째 분리 후에, 적어도 두 번째 및/또는 세 번째 필터(22, 26)의 상류에 있는 희석 용기(18, 21, 25), 특히, 희석 용기(들)(21, 25)에서의 희석 동안에, 이산화탄소가 수성 현탁액에 첨가됨을 특징으로 하는 방법을 개시하고 있다.

Description

녹액을 재가성화시키는 방법{PROCESS FOR RECAUSTICIZING GREEN LIQUOR}

본 발명은 목재 펄프 생산을 위한 설페이트 또는 크라프트(Kraft) 공정에서의 녹액을 재가성화시키는 방법으로서, 주성분으로서 탄산나트륨과 황화나트륨의 수용액으로 이루어진 녹액이 슬래커(slaker)에서 산화칼슘과 혼합되고 재가성화기 내에서 반응을 진행하여 주성분으로서 수산화나트륨과 탄산칼슘을 함유하는 수성 현탁액을 형성시키며, 그러한 현탁액이 첫 번째 필터에서 여과되고, 후속하여, 희석 용기 내의 물에 의한 희석 후에, 추가의 필터에 2 또는 3회 공급되고, 여과되어 그 안에 현탁된 고형물을 분리하는 방법에 관한 것이다.

설페이트 또는 크라프트 공정에서의 목재 펄프 생산 동안에, 목재 펄프-함유 섬유질 물질이 백액(white liquer)으로서 공지되어 있는 수산화나트륨과 황화나트륨을 함유한 용액 중에서 분해된다. 이러한 분해는 목재 펄프와 또한 부산물로서 흑액(black liquor)으로 공지된 것을 생성시킨다. 크라프트 공정에서의 부산물을 회수하기 위한 공정에서, 미반응 화학물질 또는 반응 생성물 및 특히 흑액의 재생 가능한 성분이 회수되고 목재 펄프 생산을 위해서 다시 사용된다. 이러한 목적으로, 흑액은 먼저 증발에 의해서 농축되고, 이어서, 스멜트(smelt)로서 알려진 것을 생성시키기 위해서 소각된다. 그러한 스멜트는 용해되고 녹액이 얻어지는데; 상기 녹액은 주성분으로서 탄산나트륨과 황화나트륨을 함유하고 있다. 이어서, 녹액은 생성회 또는 산화칼륨이 보충되어서, 탄산나트륨이 전체 반응식 Na₂CO₃ + CaO + H₂O = NaOH + CaCO₃에 따른 재가성화 반응으로서 알려진 반응으로 반응되어 수산화나트륨과 탄산칼슘을 형성시킬 수 있다. 전환된 혼합물은 필터를 통해서 여과되며, 그러한 필터 상에 석회죽(lime mud)으로도 알려진 고형물, 주로, 탄산칼슘이 분리된다. 분리된 고형물이 물로 희석되거나, 하류 여과 스테이지로부터의 여액이 필터를 통해서 다시 여과되고, 석회 가마에 전달되고 생석회로 변환된다. 얻은 여액은 백액(white liquor)으로서 공정으로 반송된다.

산화칼슘과의 녹액의 반응은 실제로 80% 내지 85%의 탄산나트륨의 전환, 즉, 80% 내지 85%의 재가성화의 수준으로만 진행되는 평형 반응이다. 공정 경제성의 관점에서, 이러한 낮은 전환 수준은 다양한 요인, 예컨대, 전체 알칼리 농도, 황화나트륨 농도, 온도뿐만 아니라, 예를 들어, 과량의 산화칼슘에 영향을 받고 있다. 특히, 탄산칼슘과 수산화나트륨으로의 탄산나트륨의 가능한 한 완전한 반응을 위해서 필요한 과량의 산화칼슘은 후속 공정에 지장을 주는 효과가 있으며, 특히, 석회죽의 여과성에 지장을 주는 효과가 있을 뿐만 아니라 탄산칼슘이 소각되어 산화칼슘을 회복시키는 하류 석회 순환에 지장을 주는 효과가 있다. 일반적으로 최대 약 5%인 과량의 산화칼슘은 특히 여과천(filter cloth) 및 체(sieve)상에 침전되거나 석회 가마에서 고리 및 볼 형성으로 알려진 것을 생성시키며; 이들은 공정에 대한 실질적인 손실 및 혼란과 연관이 있다.

녹액 중의 탄산나트륨 농도를 조절하는 공정이 예를 들어, EP 0 524 743 B1호에 기재되어 있으며, 이러한 공정에서는, 녹액의 전도성의 측정 및 세척 용액의 전도성 및 유량의 측정을 기반으로 하여, 녹액의 탄산나트륨 농도가 조절되거나 다시 조절될 수 있다.

추가로, WO 85/01966호는, 첫 번째 재가성화 스테이지에서 사용되는 석회가 두 번째 재가성화 스테이지에서 사용되는 석회보다 더 낮은 품질이 되게 하는 방식의 2-스테이지 재가성화 공정으로 석회가 첨가되는, 녹액을 재가성화시키는 공정을 기재하고 있으며; 이러한 방식에서, 가능한 한 많은 탄산나트륨이 수산화나트륨으로 전환되는 것으로 예측되고; 이어서, 녹액이 제지 공정에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 분리된 석회죽(lime mud) 중의 미반응된 산화칼슘의 양이 전체 공정에 대한 부정적인 영향 없이 재가성화 후에 가능한 한 많이 감소될 수 있는 공정을 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 주성분으로서의 탄산칼슘과 미량 성분으로서의 산화칼슘의 첫 번째 분리 후에, 이산화탄소가 적어도 희석 용기, 특히, 두 번째 및/또는 세 번째 필터의 상류에 있는 희석 용기(들) 중의 희석 동안에 수성 현탁액에 첨가됨을 기본적으로 특징으로 하는 본 발명에 따른 공정에 의해서 달성된다. 이산화탄소(CO₂)는, 적어도 여과 전의 희석 용기 중의 체류시간 동안에, 주성분으로서의 탄산칼슘뿐만 아니라 산화칼슘의 잔류물을 함유하는 수성 현탁액에 첨가되기 때문에, 잔류량으로 존재하는 산화칼슘이 가능한 한 큰 범위로 탄산칼슘으로 전환되고, 그에 따라서, 상기된 평형 반응이 탄산칼슘 쪽으로 옮겨간다. 잔류량의 산화칼슘을 감소시킴으로써, 석회죽의 여과성이 주로 산화칼슘의 결정성에 비해서 탄산칼슘의 더 우수한 결정성 때문에 실질적으로 개선되어서, 여과 동안의 여과천 또는 필터 상의 침전이 기본적으로는 방지된다. 동시에, 잔류량의 산화칼슘이 이산화탄소를 첨가함으로써 실질적으로 감소되고, 이어서, 또한 거의 순수한 탄산칼슘이 목재 펄프 분해 공정의 석회 순환로에 반송되어, 추가로, 석회 가마에서의 불리한 효과, 예컨대, 고리 형성 또는 볼 형성이 방지되거나 실질적으로 감소되어서, 전체적으로, 공정의 경제성이 통상의 공정에 비해서 실질적으로 개선된다.

본 발명의 추가의 구체예에서, 희석 용기에 함유된 주성분으로서의 탄산칼슘 및 미량 성분으로서의 산화칼슘을 함유한 수성 현탁액에 이산화탄소를 공급하는 기간이 8.0 내지 13.0, 특히, 8.5 내지 12 범위의 수성 현탁액의 pH가 얻어지게 선택되는 한에 있어서는, 한편으로는, 산화칼슘이 탄산칼슘으로 거의 완전히 전환되고, 다른 한편으로는, 공정이 탄산칼슘이 용해되지 않아서 중탄산칼슘(calcium bicarbonate)이 형성되지 않게 항상 충분히 염기성이 되게 하는 방식으로 수행된다.

산화칼슘의 특히 효율적인 제거를 위해서, 특히, 여과 스테이지에서의 필터 또는 여과천 상으로의 침전을 확실히 방지하기 위해서, 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 공정은 이산화탄소 첨가가 두 번째 또는 세 번째 석회죽 필터 중 적어도 하나의 희석 용기의 상류에서 추가로 수행된다. 이산화탄소가 두 번째 또는 세 번째 석회죽 필터 중 적어도 하나의 희석 용기의 상류에서 추가로 첨가되거나 공급되는 한에 있어서는, 이는, 이산화탄소의 첨가가 미세한 산화칼슘이 필터 상에 침전되지 않기에 충분한 기간이어서, 공정이 방해 없이 수행될 수 있고, 특히, 거의 배타적으로 탄산칼슘이 석회 가마로 반송될 수 있음을 확실히 한다.

지장을 주는 산화칼슘은 거의 완전히 탄산칼슘으로 전환시키기 위해서, 그리고, 이러한 방식에서 두 번째 및 또한 세 번째 여과 스테이지 둘 모두의 필터 또는 여과천 상의 침전을 확실히 방지하기 위해서, 본 발명의 방법은 이산화탄소 공급장치가 대안적으로는 두 번째 필터와 연관되어 있는 희석 용기에 배치되거나, 추가로, 세 번째 필터가 존재하는 경우에는 세 번째 필터와 연관되어 있는 희석 용기에 배치되는 방식으로 수행된다. 희석 용기 둘 모두 내로의 투입이 또한 가능하다.

산화칼슘의 특별히 완전한 분리를 위해서, 이산화탄소를 공급하는 기간이 희석 용기에서의 체류시간과 일치되게 선택되면 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 방식으로, 두 번째 또는 세 번째 여과 스테이지 중 하나와 연관되어 있는 희석 용기에서의 전체 체류기간 동안에, 또는 또한 두 번째 및 세 번째 여과 스테이지의 상류에 있는 것에, 이산화탄소가 탄산칼슘으로의 잔류 산화칼슘의 느린 준정량적 전환을 얻기 위해서 연속적으로 도입된다. 다른 절차, 예컨대, 다량의 이산화탄소를 공급하는 기간은 유리한 것으로 밝혀지지 않았다.

이산화탄소가 5 내지 120분, 특히, 5 내지 30분의 기간 동안 첨가되는 때에 탄산칼슘으로의 산화칼슘의 특별히 완전한 전환이 본 발명에 따라서 얻어진다. 이산화탄소는 장기간, 특히, 5 내지 120분에 걸쳐서 여과 스테이지와 연관되고 그의 상류에 있는 하나 이상의 희석 용기내로 주입되기 때문에, 탄산칼슘으로의 산화칸슘의 저의 정량적인 전환이 보장되는 동시에 현탁액의 pH가 너무 낮게 저하되지 않는데, pH의 저하는 탄산칼슘을 용해시키면서 중탄산칼슘을 형성시킬 것이다.

희석 용기에 함유된 산화칼슘과의 이산화탄소의 접촉이 가능한 한 가깝게 하는 것을 확실히 하기 위해서, 그리고 희석 용기 내의 이산화탄소에 대해 체류시간을 최대화하기 위해서, 공정의 추가의 구체예에서, 이산화탄소는 희석 용기의 용기 바닥을 통해서 희석 용기 내로 도입된다. 이러한 방식으로 진행시킴으로써, 특히, 이산화탄소가 용기 바닥을 통해서 미세하게 분할된 방식으로 여과 스테이지의 상류에 배치된 희석 용기에 공급되는 때에, 이산화탄소에 대한 체류시간의 최대화와 동시에 희석 용기의 내용물의 친밀한 접촉 및 동시의 완전한 혼합이 확실하게 되어서, 탄산칼슘을 형성시키는 산화칼슘의 반응이 더욱더 완전하게 진행될 수 있다.

필터의 상류에 있는 희석 용기 내의 이산화탄소의 특별히 균일한 분포를 위해서, 본 발명의 공정은 이산화탄소가 하나 이상의 유입 개구(들)를 통해서 미세하게 분할된 방식으로 수성 현탁액에 도입되는 방식으로 수행된다. 하나 또는 복수의 유입 개구(들)는 전체 현탁액이 이산화탄소와 친밀하게 접촉되게 하고, 동시에, 이산화탄소의 체류시간이 산화칼슘이 가능한 한 완전히 반응하여 탄산칼슘을 형성시키기에 충분하게 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 본 발명의 추가의 구체예에 따르면, 이산화탄소는 스파저(sparger)를 통해서 희석 용기에 대한 라인내로 도입되거나, 대안적으로는, 복수의 관통 개구를 포함하는 도입 장치가 용기 바닥을 통해서 도입될 수 있고, 특히, 그에 의해서 이산화탄소와의 희석 용기에 함유된 현탁액의 혼합이 가능한 한 완전하고, 그에 따라서, 탄산칼슘을 형성시키는 산화칼슘의 반응이 가능한 한 완전한 것을 확실히 할 수 있다.

바람직하게는, 이산화탄소의 첨가로 인해서 발생하는 pH의 저하와 산화칼슘 전환의 완료 사이의 특별히 유리한 비율을 얻기 위해서, 본 발명의 추가의 구체예에서는, 건조 석회죽의 1kg 당 총량 0.1중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.4중량% 내지 2.5중량%의 건조 이산화탄소가 첨가된다. 그러한 양을 첨가함으로써 탄산칼슘으로의 산화칼슘의 완벽에 준한 전환을 제공하는 최적화된 절충(compromise)이 얻어지며, 동시에, 석회죽이 용해되어 중탄산칼슘이 형성되는 pH까지 pH를 떨어뜨리지 않는다.

본 발명의 추가의 구체예에 따르면, 공정은 이산화탄소가 40℃ 내지 105℃, 특히, 65℃ 내지 100℃의 온도에서 첨가되는 방식으로 수행된다. 이러한 방식으로 온도를 선택하는 것은 전체 공정의 에너지 균형 또는 공정의 경제성 면에서 특히 바람직한데, 그 이유는, 녹액의 소각으로부터의 잔류물을 취하거나 현탁시킨 후에, 녹액이 대략 60℃ 내지 105℃인 온도에 있어서, 유리하게는 필터의 상류에서 냉각뿐만 아니라 가열이 수행되지 않고, 이어서, 후속적으로 형성되는 백액이 에너지 손실을 피하기 위해서 가능한 한 온도의 앞선 감소 없이 상승된 온도가 우세한 분해장치에 공급될 수 있기 때문이다. 따라서, 이산화탄소가 녹액의 우세한 온도에서 최상으로 통과된다.

본 발명의 공정에서 사용된 이산화탄소는 순수한 이산화탄소, 공기로 희석된 이산화탄소 또는 연도 가스로서의 이산화탄소일 수 있다. 공정에서의 순수한 이산화탄소 또는 공기로 희석된 이산화탄소를 사용하는 것이 특히 경제적인데, 그 이유는 사용되는 이산화탄소의 양이 사전에 정량적으로 측정되거나 계산되어서, 과도한 양의 첨가가 확실하게 회피될 수 있기 때문이다. 이산화탄소가 연도 가스로서 공급되는 때에, 폐기물이 재사용되고, 그로 인해서, 공정의 전체 에너지 균형이 실질적으로 개선되는데, 그 이유는 폐기물이 사용되기 때문이다.

본 발명의 공정의 추가의 구체예에 따르면, 공정은 석회 가마로부터의 연도 가스가 이산화탄소 공급원으로서 사용되는 방식으로 수행된다. 목재 칩 또는 대팻밥의 분해를 위한 공정에 추가로, 목재 펄프 생산은 또한, 목재 펄프 분해 공정에서 세척으로부터의 소비된 액이 순환되고, 재생 가능한 생성물, 특히, 수산화나트륨 및 황화나트륨이 분해 장치에 다시 한번 공급될 수 있도록 제조되는 알칼리 순환으로 알려진 것, 및 다른 면에서는, 녹액으로부터 형성된 탄산칼슘이 석회죽으로 다시 변화될 수 있거나 재가성화 동안의 석회 가마에서의 산화칼슘이 후속적으로 재가성화 스테이지에서 다시 사용될 수 있는 석회 순환으로 알려진 것을 포함한다. 따라서, 석회 가마로부터의 연도 가스는 전체 공정으로부터 직접적으로 생성되는 이산화탄소의 공급원이고, 이는 이산화탄소의 외부 첨가가 필요하지 않고, 오히려, 공정의 내부에 있는 이산화탄소가 순환되며, 그 결과, 이러한 유형의 공정이 특히 경제적으로 가동된다.

본 발명은 이제 도면 및 예시적인 구체예의 도움으로 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 목재 펄프 분해 공정뿐만 아니라 관련된 알칼리 순환, 석회 순환 및 이산화탄소 순환의 개략적 흐름도이다.
도 2는 알칼리 순환, 석회 순환 또는 CO₂ 순환의 단지 일부가 도시되고 있는 본 발명에 따른 공정의 개략적인 흐름도이다.

더욱 상세하게는, 도 1에서, 도면후보 1은 분해장치(2) 내로 도입되는 목재 칩을 개략적으로 나타낸다. 칩(1)에 추가로, 백액이 또한 분해장치(2) 내로 공급되고; 주로 수산화나트륨과 황화나트륨으로 이루어지는 백액에 대한 공급 경로는 도면부호 3으로 개략적으로 나타내고 있다. 본 발명의 일부를 형성하지 않는 분해 공정을 수행한 후에, 분해장치(2)에서는, 분해된 세단 목재 또는 칩(1)이 세척기(4) 내로 도입되고, 세척기(4)를 빠져 나오는 세정된 목재 펄프가 제지 공장 또는 목재 펄프의 추가 처리를 수행하는 작업으로 전달되거나 도입된다.

희액(weak liquor) 또는 흑액(black liquor)으로 알려진 세척기(40로부터의 소비된 세척액은 증발 유닛(6)에 도입되고, 그러한 증발 유닛에서, 기본적으로는 황화나트륨-리그닌 화합물 및 물로 구성된 희액이 농축된다. 증발 유닛(6)에서의 증발 또는 농축 후에, 이러한 증발 유닛에서 생성되고 주로 희액에 비해서 낮은 물 함량을 지니는 강액(strong liquer)에는 화살표(7)로 개략적으로 도시된 바와 같이 황산나트륨이 보충되고, 강액 소각 스테이지(8)로 도입된다. 강액 소각 스테이지(8)로부터 스멜트가 얻어지며, 그러한 그멜트는 보일러(9)에서 용해되며, 탄산나트륨과 황화나트륨뿐만 아니라 물을 기본으로 하여 이루어진 녹액이 재가성화기(10)에 공급된다. 화살표(11)로 개략적으로 도시된 바와 같이, 스멜트의 형성에 추가로, 에너지, 즉, 스팀 또는 전기 전류가 강액 소각 스테이지(8)에서의 강액 소각에 의해서 생성되고, 개략적으로 나타낸 바와 같이 그러한 에너지는 강액 소각 스테이지(8)로부터 제거되고 공정으로 반송되거나 공정에서 재사용된다.

재가성화 단계(10)에서, 녹액은 재가성화 반응으로 알려진 반응으로 녹액으로부터의 탄산나트륨을 탄산칼슘 및 수산화나트륨으로 전환시키기 위해서 석회 가마(12)로부터 기원되는 생석회로 보충되고; 수산화나트륨은 후속적으로 분해장치(2)에서 재사용되어 칩 또는 세단 목재를 분해시킬 수 있다.

재가성화기(10)에서 재가성화하는 때에, 수산화나트륨, 황화나트륨 및 탄산칼슘을 기본으로 하여 이루어진 혼합물이 얻어지며, 여기에서, 미반응된 산화칼슘이 또한 이러한 혼합물에 함유되어 있는데; 이는 산화칼슘 및 물과의 탄산나트륨의 전환 반응이 평형반응이며, 그래서, 미반응된 산화칼슘이 생성물에 항상 존재하기 때문이다. 고형 물질들, 즉, 특히 탄산칼슘과 산화칼슘을 분리하기 위해서, 재가성화기(10)로부터의 생성물은 후속적으로 첫 번째 여과 유닛(10)로 유도되고, 고형물이 분리되어 나오는 반면에, 액체 물질은 분해장치(2)로 반송된다. 이어서, 분리된 고형물, 특히, 탄산칼슘뿐만 아니라, 어떠한 잔류 산화칼슘이 두 번째 및 세 번째 여과 스테이지(20 및 24)를 통해서 석회 가마(12)로 반송되어, 석회 가마(12)에서 소각되어 후속해서 재가성화기(10)로 반송될 수 있는 산화칼슘을 형성시킨다.

이와 관련하여, 알칼리 및 석회 둘 모두가 순환되며, 여기에서, 그러한 순환은 석회 순환에 대한 도면부호 15 및 알칼리 순환에 대한 도면부호 14로서 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 석회 순환(15) 및 알칼리 순환(14)에 추가로, 추가의 성분, 즉, 이산화탄소가 순환된다면 유리한 것으로 밝혀졌으며; 그러한 이산화탄소 순환은 도면부호 16으로 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 이산화탄소 순환(16)에서, 석회의 소각 동안에 탄산칼슘으로부터 방출된 이산화탄소의 적어도 일부가 추가로 탄산칼슘 및 수산화나트륨의 방향으로의 산화칼슘과의 탄산나트륨의 반응을 대체하기 위해서 필터 또는 두 번째 필터(20)로 반송된다.

도 2는 재가성화기(10) 후의 여과의 상세사항뿐만 아니라 여과 스테이지(20 또는 24)로의 본 발명에 따른 이산화탄소의 반송을 더욱 상세히 도시하고 있다.

이러한 도면에서, 재가성화기(10)로부터 제거된 물질은 희석 용기(18) 및 하류 필터(19)로 이루어진 첫 번째 여과 스테이지(17)를 거친다. 특히 물에 의한 희석 용기(18)에서의 희석 후에, 세척된 석회죽은 두 번째 여과 스테이지(20)에서 제거된다. 일부 작업에서는, 액의 잔류물로부터의 석회죽을 더 세척하기 위해서 추가의 세 번째 여과 스테이지가 존재한다.

미세한 입상 산화칼슘에 의한 두 번째 필터(22) 또는 세 번째 필터(26) 상으로의 침전을 확실히 방지하기 위해서, 그리고, 특히, 과량의 잠재적으로 지장을 주는 산화칼슘을 하류 석회 가마(12)에 보내지 않기 위해서, 공정은 이산화탄소가 희석 용기(21) 또는 가능하게는 또한 희석 용기(25) 내로 주입되는 방식으로 수행된다. 반송 라인(23)을 통해서 석회 가마(12)로부터 유래되는 이산화탄소의 주입은 본 경우에 실제로 희석 용기(21) 또는 또한 가능하게는 희석 용기(25)에서의 이산화탄소의 체류시간이 가능한 한 길은 것을 보장하는 방식으로 수행된다. 이와 관련하여, 이산화탄소는, 예를 들어, 하나 이상의 스파저를 통해서 필터(20)에 대한 공급 라인내로 또는 아래로부터 희석 용기(21) 내로, 또는 유사한 배열에 의해서 도입될 수 있다.

희석 용기(21) 내로의 이산화탄소의 도입은 현탁액의 pH가 8.5 내지 12의 값으로 저하되는 때까지의 기간 동안 이러한 방식으로 계속된다.

이러한 수준의 pH에서, 현탁액 중의 대부분의 산화칼슘은 탄산칼슘으로 전환되어서, 필터(26) 상으로의 침전이 확실히 방지된다. 필터(22)에서 분리된 탄산칼슘은 이어서 석회 가마(12)로 반송되고, 산화칼슘을 형성시키기 위한 소각 후에, 석회 순환(15)을 통해서 재가성화 단계(10)로 반송된다.

특히, 희석 용기(21) 및/또는 희석 용기(25)로의 이산화탄소의 첨가가 조절되게 하기 위해서, 삼방향 밸브(27)가 반송 라인(23)에 설치되고, 그러한 반송 라인은 이산화탄소 공급장치가 희석 용기(21)과 희석 용기(25) 사이에서 전환되게 한다. 이와 관련하여, 명확하게는 이산화탄소를 희석 용기(21) 및 희석 용기(25)에 동시에 공급하는 것이 또한 가능하다는 것을 확립하는 것이 유일하게 남아있다.

실시예 1:

실험실 시험, 상이한 체류시간, 온도 및 상이한 양의 이산화탄소 첨가에 의한 산업적 녹액의 제조.

실시예 2:

상이한 양의 이산화탄소가 일정한 교반 시간 및 온도로 첨가되는, 산업적 녹액에 의한 실험실 시험.

실시예 1;

전체 알칼리 함량 165 g/ℓ(NaOH로서 계산됨) 및 35%의 황화도를 지니는 1ℓ의 산업적 녹액을 80℃로 가열하고, 74g의 산업용 생석회(90% CaO)를 첨가하였다. 혼합물을 101℃로 자동온도 조절하고 2 시간 동안 교반하고, 이어서, 워터-젯 진공을 이용하여 뷰크너 깔대기 상의 유리 섬유 필터를 사용하여 흡인시켰다.

필터 상의 잔류물, 즉, 석회죽을 70℃에서 물과 함께 교반시키고, 바닥에 유리 프릿(glass frit)을 통해서 CO₂를 가스 주입하고, 이어서, 상기된 바와 같이 흡인시켰다. 그 다음에, 석회죽의 건조 물질 함량을 중량측정으로 측정하였다.

이러한 시험을 총 7회 수행하였는데, 교반 시간, 온도 및 이산화탄소 첨가의 변수를 다양하게 하였고, 석회죽의 건조 물질 함량 및 여액의 pH 둘 모두를 결과로서 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1

표 1은 온도 및 체류시간이 이산화탄소의 사용에 비해서 추출된 석회죽의 양에 대해 오히려 작은 영향을 줌을 나타내고 있다. 따라서, 이산화탄소를 첨가하지 않은 5분의 교반시간 및 70℃의 온도의 경우에, 73%의 건조 물질 함량이 측정되었고, 30 분의 교반시간, 70℃의 온도 및 이산화탄소의 첨가 없음의 경우에, 74%의 건조 물질 함량이 얻어졌고, 5분의 교반시간, 90℃의 온도 및 이산화탄소의 첨가 없음의 경우에는, 75%의 건조 물질 함량이 얻어졌다. 그러나, 0.4g 또는 0.8g의 이산화탄소를 가스 주입하는 것이 수행된 때에, 석회죽의 건조 물질 함량은, 대략 8.5 미만의 pH에 있는, 백액을 분해장치에서의 후속 사용에 적합하지 않게 하기까지는, 여액, 즉, 백액의 pH의 저하 없이 77% 내지 80%로 상승할 수 있다.

실시예 2:

전체 알칼리 함량 165 g/ℓ(NaOH로서 계산됨) 및 35%의 황화도를 지니는 1ℓ의 산업용 녹액을 80℃로 가열하고, 78g의 산업용 생석회(90% CaO)를 첨가하였다. 혼합물을 101℃로 자동온도 조절하고 2 시간 동안 교반하고, 이어서, 워터-젯 진공을 이용하여 뷰크너 깔대기 상의 유리 섬유 필터를 사용하여 흡인시켰다.

필터 상의 잔류물, 즉, 석회죽을 70℃에서 물과 함께 교반시키고, 바닥에 유리 프릿을 통해서 CO₂를 가스 주입하고, 이어서, 상기된 바와 같이 흡인시켰다. 그 다음에, 석회죽의 건조 물질 함량을 중량측정으로 측정하였다.

이러한 시험을 총 6회 수행하였는데, 단지 이산화탄소 첨가를 다양하게 하였고, 석회죽의 건조 물질 함량 및 여액의 pH 둘 모두를 결과로서 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2

이러한 시험은, 사용된 이산화탄소의 계속적으로 증가하는 양에 의해서, 석회죽의 건조 물질 함량이 또한 계속적으로 증가하였고, 여액, 백액의 pH는 그러한 백액이 분해장치에서의 후속 사용에 적합하지 않게되는 범위로 저하되지 않았다.

Claims (13)

1. 주성분으로서의 탄산나트륨과 황화나트륨의 수용액으로 이루어진 녹액이 슬래커(slaker)에서 산화칼슘과 혼합되고 재가성화기(10)에서의 반응을 거쳐서 주성분으로서 수산화나트륨과 탄산칼슘을 함유하는 수성 현탁액을 형성시키고, 그러한 수성 현탁액이 첫 번째 필터(19) 상에서 여과되고, 후속하여, 희석 용기(21, 25)에서의 물에 의한 희석 후에, 추가의 필터(22, 26)에 2 또는 3회 공급되고 여과되어 현탁액에 현탁된 고형물을 분리하는, 목재 펄프 생산을 위한 설페이트 또는 크라프트 공정(sulphate or Kraft process)에서의 녹액을 재가성화시키는 방법으로서, 주성분으로서의 탄산칼슘과 미량 성분으로서의 산화칼슘의 첫 번째 분리 후에, 적어도 두 번째 및/또는 세 번째 필터(22, 26)의 상류에 있는 희석 용기(18, 21, 25), 특히, 희석 용기(들)(21, 25)에서의 희석 동안에, 이산화탄소가 수성 현탁액에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 희석 용기(21, 25)에 함유된 주성분으로서의 탄산칼슘과 미량성분으로서의 산화칼슘을 함유하는 수성 현탁액에 이산화탄소를 공급하는 기간이 8.0 내지 13.0, 특히, 8.5 내지 12 범위의 수성 현탁액의 pH가 얻어지도록 선택됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 이산화탄소 첨가가 두 번째 또는 세 번째 석회죽 필터(22, 26) 중 하나 이상의 상류에 있는 하나 이상의 희석 용기(21, 25)의 상류에서 추가로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소가 두 번째 필터(22)와 연관된 희석 용기(21) 및 또한, 적절한 경우, 세 번째 필터(26)와 연관된 희석 용기(25) 둘 모두에 공급됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소를 공급하는 기간이 희석 용기(21, 25)내의 체류시간과 일치하도록 선택됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소가 5 내지 120분, 특히, 5 내지 30분의 기간 동안 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소가 희석 용기의 용기 바닥을 통해서 희석 용기(21, 25)내로 도입됨을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 이산화탄소가 하나 이상의 유입 개구(들)를 통해서 미세하게 분할된 방식으로 수성 현탁액 내로 도입됨을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소가 미세하게 분할된 방식으로, 특히, 스파저(sparger)에 의해서 희석 용기 중 하나로 유도되는 라인 내로 도입됨을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 석회죽 1kg 당 0.1중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.4중량% 내지 2.5중량%의 건조 이산화탄소의 총량이 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소가 40℃ 내지 105℃, 특히, 65℃ 내지 100℃의 온도에서 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 이산화탄소가 순수한 이산화탄소, 공기로 희석된 이산화탄소, 및 연도 가스(flue gas)임을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12항에 있어서, 석회 가마(12)로부터의 연도 가스가 이산화탄소의 공급원으로서 사용됨을 특징으로 하는 방법.

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