WO2019159469A1 - 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法 - Google Patents

蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019159469A1
WO2019159469A1 PCT/JP2018/042945 JP2018042945W WO2019159469A1 WO 2019159469 A1 WO2019159469 A1 WO 2019159469A1 JP 2018042945 W JP2018042945 W JP 2018042945W WO 2019159469 A1 WO2019159469 A1 WO 2019159469A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam
condensed water
amine
water film
film formation
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/042945
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
信太郎 森
秀揮 西田
章吾 氏家
倩 林
Original Assignee
栗田工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=67619337&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2019159469(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 栗田工業株式会社 filed Critical 栗田工業株式会社
Priority to US16/641,005 priority Critical patent/US11186951B2/en
Priority to ES18906591T priority patent/ES2939116T3/es
Priority to CN201880052557.6A priority patent/CN111032955B/zh
Priority to EP18906591.5A priority patent/EP3754108B1/en
Priority to FIEP18906591.5T priority patent/FI3754108T3/fi
Priority to PL18906591.5T priority patent/PL3754108T3/pl
Publication of WO2019159469A1 publication Critical patent/WO2019159469A1/ja

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • D21F5/182—Drying webs by hot air through perforated cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/10—Removing condensate from the interior of the cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F26B13/183—Arrangements for heating, cooling, condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22—Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
    • F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor

Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the heating efficiency by steam in a heating step of heating an object to be heated by steam through a metal material.
  • the present invention also relates to a papermaking method that employs this heating efficiency improving method to improve production efficiency in a papermaking facility.
  • the product is dried, concentrated or sterilized by heating the product with steam.
  • a wet paper having a moisture content of about 50% is dried to a moisture content of about 5 to 10% by a steam dryer having a rotary drum.
  • FIG. 2 is a system diagram showing a wet paper drying facility using a Yankee dryer (a dryer made of a single large-diameter cast iron cylinder) as a steam dryer.
  • Water is supplied to the boiler 5 through the makeup water device 1, the water tank 2, the pipe 3 and the water header 4.
  • Water vapor generated in the boiler 5 is supplied into a drum 11 of a Yankee dryer through a water vapor pipe 6, a water vapor header 7, a pipe 8, a flow rate adjusting valve 9 and a pipe 10.
  • the drum 11 is driven to rotate clockwise in FIG.
  • the wet paper P is brought into contact with the outer peripheral surface of the drum 11 and dried, peeled off from the outer peripheral surface, and then sent to the product winding process.
  • the moisture content of the dried paper and the temperature of the drum outer peripheral surface are measured by a sensor.
  • the water vapor flow rate is adjusted by the valve 9 based on these measured values.
  • Condensed water W generated by condensation of water vapor in the drum is sent to the flash tank 14 via the siphon pipe 12 and the pipe 13, and is returned to the water tank 2 via the filter 15.
  • the condensed water W is pressed against the inner peripheral surface of the drum 11 by the centrifugal force accompanying the rotation of the drum 11 and lifted in the rotating direction of the drum 11, thereby forming a water film on the inner peripheral surface of the drum 11. .
  • the water and pulp temperature contained in the wet paper are gradually raised to evaporate the water.
  • the required amount of heat is provided by steam in each dryer so that the paper is dried to a specified moisture content at the dry end (where the paper is peeled from the outer peripheral surface of the drum 11).
  • Patent Documents 1 and 2 In order to suppress the formation of a condensed water film in the drum without using these methods, as a contact angle increasing agent that increases the contact angle between the drum inner peripheral surface and water, a long-chain aliphatic amine such as octadecylamine, Methods for adding condensed water film formation-inhibiting amines such as polyamines have been proposed (Patent Documents 1 and 2).
  • JP 2011-12921 A Japanese Patent Application No. 2017-181476
  • the effect of suppressing the formation of a condensed water film in the drum of the steam dryer by the added amine can improve the paper making speed and the paper production.
  • the papermaking speed and the amount of steam blown into the dryer vary and are adjusted depending on the type and thickness of the paper to be manufactured.
  • Various problems such as the following occur due to excessive or insufficient inhibitory amines.
  • the drug is excessively injected, the adhesive substance is deposited.
  • drug is under-injected, the effect of improving production efficiency is reduced. If the condensed water film formation-inhibiting amine is continuously injected even when the paper making apparatus is stopped for a short period of time, the amount of the chemical used cannot be optimized and the problem of precipitation of the adhesive substance in the system also occurs.
  • the present invention is a heating process in which an object to be heated is heated by steam through a metal material, and heating efficiency by the steam is reduced by addition of a condensed water film formation-inhibiting amine without reducing production efficiency and major equipment renewal. Is a method of improving the effect more effectively.
  • the present invention adopts a heating efficiency improving method for improving various problems caused by excessive or insufficient condensed water film formation-inhibiting amine by performing appropriate chemical injection control, and the production efficiency in papermaking equipment by adopting this method.
  • a papermaking method for improving the paper quality is provided.
  • the present inventor can optimize the injection amount by performing the chemical injection control of the condensed water film formation inhibitory amine based on one or more of the following analysis control items (1) to (7). I found. (1) Condensed water film formation inhibitory amine concentration in drain (2) pH of drain (3) Drain electric conductivity (4) Drain amount or vapor amount (5) Drain temperature or metal material temperature (6) Elution amount of metal material in drain (7) N, N-diethylhydroxylamine and Tracer substances such as ammonia
  • the present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.
  • a method of improving the heating efficiency by steam by adding a condensed water film formation-inhibiting amine in a heating step of heating an object to be heated by steam through a metal material, the condensed water film formation Addition amount of inhibitory amine, concentration of inhibitory amine in condensed water film formation in drain, drain pH, drain electrical conductivity, drain amount, vapor amount, drain temperature, metal material temperature, metal material elution amount in drain Control method based on any one or more of these,
  • the heating efficiency improvement method by steam characterized by the above-mentioned.
  • the heating step is a step of heating the object to be heated by a steam dryer, and suppressing the formation of the condensed water film at a location immediately before the steam dryer in a steam pipe or a steam header for supplying steam to the steam dryer.
  • the condensed water film formation inhibitory amine is added based on any one or more of the concentration, pH, amount, temperature, and elution amount of the metal material of the steam dryer drain.
  • a condensed water film formation-inhibiting amine is added in a heating process, preferably a heating and drying process, in which an object to be heated is heated through a metal material, thereby reducing production efficiency and large-scale equipment. Without renewal, the formation of a condensed water film can be suppressed and the heating efficiency by the steam can be improved.
  • the amount of condensed water film formation-inhibiting amine is appropriately controlled to improve the problems such as precipitation of adhesive substances and reduction of chemical injection effects due to excessive or insufficient amount of condensed water film formation-inhibiting amine. A high heating efficiency improvement effect can be obtained stably.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of wet paper drying equipment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a system diagram showing an example of wet paper drying equipment.
  • ⁇ Application to steam dryer> when heating an object to be heated with steam through a metal material, a condensed water film formation-inhibiting amine is added, and if necessary, other agents such as neutralizing amine and oxygen scavenger are added. Present in the vapor system. These drugs will be described later.
  • any material having excellent durability and high heat transfer efficiency may be used, and examples thereof include iron-based materials and copper-based materials, but light metal materials such as aluminum-based materials may also be used.
  • the present invention includes, for example, heating and drying wet paper in a papermaking facility, and manufacturing equipment such as tissue paper, toilet paper, kitchen paper, paper diapers, and other raw paper for household paper and single gloss wrapping paper. It can be effectively applied to the dried wet paper by heating.
  • the present invention can also be applied to a heating or cooling process using steam in a general heat exchanger such as a plate heat exchanger.
  • the present invention is also applicable to the case where a condensed water film formation-inhibiting amine and a neutralizing amine are used in combination with boiler feed water and added to the water-steam system.
  • the chemical injection control of the condensed water film formation-inhibiting amine according to the present invention is a metal intervening between the heated object and the steam, particularly when the heated object is steam-heated from the viewpoint of the condensed water film formation-inhibiting effect. It is preferably applied to a steam dryer in which a condensed water film is easily formed by centrifugal force due to rotation of the material.
  • the present invention is suitable for various rotary paper machine dryers such as the Yankee dryer and multi-cylinder dryer shown in FIG.
  • Condensed water film formation-inhibiting amines and other chemicals may be added to the water supply of the steam generation facility, but adding them to the steam piping or steam header immediately before the dryer drum will reduce the consumption of the chemical until it reaches the steam dryer. Therefore, it is possible to reduce the necessary amount of a chemical such as a condensed water film formation-inhibiting amine, which is preferable.
  • Addition of chemicals such as a condensed water film formation-inhibiting amine may be performed continuously or intermittently. It is preferable to always inject continuously from the viewpoint of allowing the condensed water film formation-inhibiting amine to be present uniformly on the metal surface and to remain in the drain at a constant concentration.
  • the condensed water film formation-inhibiting amine is added to improve the heating efficiency with steam by adding the condensed water film formation-inhibiting amine.
  • the addition amount is controlled based on one or more of the following analysis control items i) to vii). i) Condensed water film formation inhibitory amine concentration in drain ii) Drain pH iii) Drain electrical conductivity iv) Drain volume or steam volume v) Drain temperature or metal material temperature vi) Elution amount of metal material in drain vii) Tracer substances to be mixed with chemicals
  • the “drain” may be a condensate containing a condensed water film formation-inhibiting amine, and there is no particular limitation on the collection location, but a drain at the outlet of the steam dryer is suitable.
  • the “metal material temperature” corresponds to the temperature of the steam dryer (for example, the temperature of the rotating drum) when heated by the steam dryer.
  • the water quality analysis of the drain used for the chemical injection control of the condensed water film formation-inhibiting amine includes the condensed water film formation-inhibiting amine concentration, pH, electrical conductivity, and metal material elution amount.
  • the amount of the condensed water film formation-inhibiting amine may be controlled based on the amount of drain or vapor, the drain temperature or the metal material temperature.
  • the chemical injection control of the condensed water film formation-inhibiting amine may be performed by combining two or more of the above-described analysis control items.
  • the condensed water film formation inhibitory amine concentration in the drain for example, a method of measuring the concentration by coloring with Bengalrose is adopted (PowerPlant Chemistry 2011 (13) 10).
  • the pH and electrical conductivity can be adjusted to determine the on / off status of the dryer.
  • An analyzer may be used. These are preferably fed back online to the injection control of the condensed water film formation-inhibiting amine, but the injection amount may be controlled based on off-line laboratory analysis.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example in which the wet paper drying facility shown in FIG. 2 is provided with chemical injection control means for carrying out the present invention, and the same members as those shown in FIG. 2 have the same functions.
  • symbol is attached
  • Reference numeral 20 denotes a medicine tank, and a medicine containing a condensed water film formation-inhibiting amine in the medicine tank 20 is injected into steam flowing in the pipe 8 from a medicine injection pipe 22 provided with a medicine injection pump 21.
  • Reference numeral 23 denotes an analyzer for drain that is condensed water from the drum 11. The analyzer 23 separates a part of the drain by a collecting pipe 24 branched from the pipe 13, and the analyzer 23 suppresses condensed water film formation inhibiting amine concentration, pH, electrical conductivity, temperature, drum 11 and the like. The amount of elution of the constituent metal material is analyzed, and the amount of chemicals injected such as condensed water film formation-inhibiting amine is controlled by adjusting the rotation speed of the chemical injection pump 21 based on the analysis result. It is configured.
  • ⁇ Drain collected from the pipe 24 for analysis is discarded after analysis.
  • the control of the chemical injection amount may be performed by adjusting the opening of the chemical injection valve or by operating time (in the case of a diaphragm) in addition to the control based on the number of rotations of the chemical injection pump.
  • the analyzer may be provided directly on the pipe 13.
  • the drain is collected from the vicinity of the condensate discharge port from the drum 11 of the steam dryer and is analyzed by the analyzer 23, but the analyzer is not limited to this location, and the flash tank 14 is configured. May be provided at the location of the water supply piping from the filter 15 to the filter 15 and the effluent from the flash tank 14 may be analyzed.
  • the chemical injection point from the chemical tank 20 is not limited to the pipe 8 at all.
  • the specific chemical injection control method for each analysis control item is as follows. In any case, if the injection amount of the condensed water film formation inhibitory amine is too small, the condensed water film formation by the condensed water film formation inhibitory amine is performed. The suppression effect and the heating efficiency improvement effect cannot be obtained sufficiently, and if it is too much, sticky deposits may be generated in the system.
  • Condensed water film formation inhibitory amine concentration in the drain is measured, and based on the measurement result, the condensed water film formation inhibitory amine concentration in the drain is within a predetermined range, for example, 0.2 to 0.3 ppm. Dosing control to be.
  • ⁇ Drug control based on drain pH> The pH of the drain is measured, and based on the measurement result, drug injection control is performed so that the pH of the drain is within a predetermined range set in advance, for example, 9.0 to 9.3. Alternatively, when the pH of the drain rises, it is determined that the injection is excessive, and the amount of the condensed water film formation-inhibiting amine is reduced within a preset amount range. When the pH of the drain is lowered, it is determined that the injection amount is insufficient, and the amount of the condensed water film formation-inhibiting amine is increased within a preset range of the amount of drug injection.
  • ⁇ Drug control based on electrical conductivity of drain> The electrical conductivity of the drain is measured, and based on the measurement result, the chemical injection control is performed so that the electrical conductivity of the drain is within a predetermined range set in advance, for example, 0.3 to 0.5 mS / m. Or when the electrical conductivity of drain rises, it judges that it is excessive injection
  • the condensed water film formation-inhibiting amine is preferably subjected to chemical injection control so as to be 0.01 to 10 ppm, particularly 0.1 to 1 ppm with respect to the vapor amount.
  • ppm is the ratio of the weight of the condensed water film formation-inhibiting amine to the water corresponding to the amount of steam, and corresponds to “mg / L-water”. The same applies to the amounts of neutralizing amines and oxygen scavengers described below.
  • ⁇ Chemical injection control based on drain temperature or metal material temperature The drain temperature or the metal material temperature, for example, the dryer temperature is measured, and when the drain temperature or the metal material temperature decreases, it is determined that the machine is stopped and the chemical injection of the condensed water film formation inhibiting amine is stopped. When the drain temperature or the dryer temperature rises, it is determined that the machine is restarted, and the condensed water film formation-inhibiting amine is injected within the range of the preset amount of injection.
  • the heating efficiency improvement method using steam of the present invention is suitably applied to a steam dryer provided in a papermaking facility, and performs chemical injection control of chemicals such as condensed water film formation-inhibiting amines in cooperation with the analysis control items described above. Is called.
  • the amount of steam supplied to the steam dryer based on the amount of papermaking in the papermaking facility and the amount of steam used in the steam dryer.
  • the condensed water film formation-inhibiting amine is not particularly limited as long as it exhibits the effect of suppressing the formation of a condensed water film in the steam system, for example, the contact angle increasing action for increasing the contact angle between the drum inner peripheral surface and water.
  • the condensed water film formation-inhibiting amine may be a monoamine or a polyamine such as diamine or triamine. As long as the condensed water film formation-inhibiting amine is within a range that does not cause trouble such as the occurrence of clogging of the strainer in the system, only one of these may be used, and two or more may be arbitrarily selected. You may combine and use together in arbitrary ratios.
  • condensed water film formation-inhibiting amines include, as monoamines, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, octadecylamine, nonadecylamine, eicosylamine, docosylamine, etc.
  • the polyamine represented by the following general formula (1) described in the above-mentioned Patent Document 2 is also preferable as the condensed water film formation-inhibiting amine.
  • R 1 represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 10 to 22 carbon atoms.
  • m is an integer of 1 to 8.
  • n is an integer of 1 to 7.
  • a plurality of NH— (CH 2 ) m may be the same or different.
  • the saturated or unsaturated hydrocarbon group for R 1 may be linear, branched, or cyclic.
  • R 1 include an alkyl group, an alkenyl group, an alkadienyl group, and an alkynyl group, and a linear alkyl group and a linear alkenyl group are preferable.
  • the number of carbon atoms in R 1 is preferably 15-22.
  • m is an integer of 1 to 8, and preferably an integer of 2 to 6 from the viewpoint of inhibiting corrosion.
  • Examples of the (CH 2 ) m group include a methylene group, an ethylene group (dimethylene group), a propylene group (trimethylene group), or a butylene group (tetramethylene group). A propylene group is preferred.
  • N is preferably an integer of 1 to 3 from the viewpoint of inhibiting corrosion.
  • polyamines include dodecylaminomethyleneamine, dodecylaminodimethyleneamine, dodecylaminotrimethyleneamine (N-stearyl-1,3-propanediamine), tetradecyl, hexadecyl and the corresponding to these polyamines.
  • examples include octadecyl compounds, octadecenylaminotrimethyleneamine, octadecenylaminodi- (trimethylamino) -trimethyleneamine, palmitylaminotrimethyleneamine, and tallow alkyldiamine ethoxylate.
  • N-oleyl-1,3-propanediamine ie, N-octadecenylpropane-3-diamine that is readily available in sufficient purity is preferred.
  • the condensed water film formation-inhibiting amine may be dissolved in a solvent such as methanol, ethanol or isopropanol and added to steam or feed water.
  • the condensed water film formation-inhibiting amine may be made into an aqueous emulsion using an emulsifier and added to steam or feed water.
  • an emulsifier a high HLB (hydrophilic lipophilic balance) value is preferable.
  • the HLB of the emulsifier is preferably 12 to 16, more preferably 13 to 15.
  • emulsifier examples include polyoxyethylene alkylamine and the like, preferably polyoxyethylene alkylamine having an alkyl group having 10 to 18 carbon atoms.
  • fatty acid alkali metal salts particularly saturated or unsaturated fatty acid alkali metal salts having 8 to 24 carbon atoms, particularly 10 to 22 carbon atoms
  • sodium salt or potassium of saturated or unsaturated fatty acids such as capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, oleic acid, erucic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc. Salt.
  • fatty acid alkali metal salts sodium salts and potassium salts of fatty acids produced from edible fats and oils are also preferable.
  • fatty acid alkali metal salts examples include fatty acid alkali metal salts containing at least 25% by weight of at least one selected from unsaturated fatty acids having 14 to 22 carbon atoms, such as oleic acid, erucic acid, linoleic acid, and linolenic acid. Is preferred.
  • unsaturated fatty acids having 14 to 22 carbon atoms such as oleic acid, erucic acid, linoleic acid, and linolenic acid.
  • emulsifier an ester of glycerin and the above-mentioned fatty acid can also be preferably used, and an ester of stearic acid is particularly preferable.
  • emulsifiers may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixing ratio of the condensed water film formation-inhibiting amine and the emulsifier is 40/1 to 1/1 / by weight ratio (condensed water film formation-inhibiting amine / emulsifier). In particular, about 20/1 to 2/1 is preferable.
  • ⁇ Other drugs> other chemicals may be used in combination with the condensed water film formation-inhibiting amine.
  • a neutralizing amine having a pH adjusting function may be used in combination.
  • neutralizing amines examples include ammonia, monoethanolamine (MEA), cyclohexylamine (CHA), morpholine (MOR), diethylethanolamine (DEEA), monoisopropanolamine (MIPA), 3-methoxypropylamine (MOPA), Volatile amines such as 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and diglycolamine (DGA) can be used. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • the pH may be adjusted with ammonia derived from the thermal decomposition of the following oxygen scavenger.
  • the amount of neutralizing amine added depends on the amount of condensed water film formation inhibitory amine used, the type of object to be heated, the type of steam dryer, etc. 0.1 to 50 ppm, particularly 1 to 30 ppm is preferable.
  • An oxygen scavenger may be used in combination with the condensed water film formation inhibitory amine.
  • the oxygen scavenger By using the oxygen scavenger in combination, the effect of reducing corrosion of the steam drum or the like can be obtained in the same manner as the neutralizing amine.
  • hydrazine derivatives such as hydrazine and carbohydrazide
  • Non-hydrazine-based oxygen scavengers include carbohydrazide, hydroquinone, 1-aminopyrrolidine, 1-amino-4-methylpiperazine, N, N-diethylhydroxylamine, isopropylhydroxylamine, erythorbic acid or its salt, ascorbic acid or its salt Tannic acid or a salt thereof, saccharide, sodium sulfite and the like can also be used. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • the amount of oxygen scavenger added depends on the amount of condensed water film formation-inhibiting amine used, the type of object to be heated, the type of steam dryer, etc. 01 to 3 ppm, particularly 0.05 to 1 ppm is preferred.
  • the above concomitant drug may be added to the same site as the condensed water film formation-inhibiting amine or may be added to a different site.
  • the drugs to be added may be mixed and added in advance, or may be added separately. These may be used in combination as a tracer substance.
  • a material which is a volatile substance and can be easily analyzed For example, N, N-diethylhydroxylamine and ammonia are suitable.
  • the steam unit was calculated as the ratio of the amount of steam used (t) to the amount of paper produced (paper-making amount) (t) excluding defective parts.
  • Example 1 In the papermaking drying facility shown in FIG. 1 (however, the chemical injection point from the chemical tank 20 is the steam header 7), the drum diameter of the Yankee dryer is 3 m, the supply steam pressure is 0.6 MPa, and the steam supply rate is about 900 kg / h.
  • the water supply amount to the Yankee dryer was controlled by the flow control valve 9 so that the outer surface temperature of the drum was 100 ° C. and the moisture content of the dried product (paper) was 20 to 30%.
  • N-octadecenylpropane-1,3-diamine was used as the condensed water film formation-inhibiting amine, and cyclohexylamine was used as the neutralizing amine.
  • the polyamine was added after being emulsified with polyoxyethylene cocoamine.
  • the blending amounts of polyoxyethylene cocoamine and cyclohexylamine were 15 parts by weight and 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of N-octadecenylpropane-1,3-diamine. 5 parts by weight of DEHA (N, N-diethylhydroxylamine) was added as a tracer substance for a condensed water film formation-inhibiting amine.
  • the concentration of N-octadecenylpropane-1,3-diamine in the dryer drain from the drum 11 was measured by the color developing method using Bengal Rose with the analyzer 23. From this measurement result, the chemical injection was controlled so that the concentration of N-octadecenylpropane-1,3-diamine in the dry drain was 0.3 ppm.
  • Example 1 the amount of N-octadecenylpropane-1,3-diamine injected per vapor fluctuated in the range of 0.2 to 0.3 ppm by the above-described chemical injection control.
  • Example 1 the N-octadecenylpropane-1,3-diamine injection control was not performed, and the N-octadecenylpropane-1,3-diamine injection amount was kept constant at 1.0 ppm. Except for the above, the steam unit and strainer were checked for clogging in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. In Comparative Example 1, the operation of the apparatus was temporarily stopped during the test. In Comparative Example 2, a thick type of paper was produced during the test.
  • Example 1 According to the results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, according to the present invention, there is no excess or deficiency of the effective drug concentration, and the heating efficiency by steam can be further improved, so that the production efficiency has been increased in papermaking facilities and the like. It can be seen that stable operation can be continued.
  • Comparative Example 1 there was a period during which the operation of the apparatus was stopped during the test, and during this period, excessive injection occurred and clogging of the strainer occurred.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程において、凝縮水膜形成抑制性アミンを添加することにより該蒸気による加熱効率を向上させるにあたり、該凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を、ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ドレンのｐＨ、ドレンの電気伝導率、ドレン量、蒸気量、ドレン温度、金属材料温度、ドレン中の金属材料溶出量のいずれかに基づいて制御する。

Description

蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法
　本発明は、金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程において、該蒸気による加熱効率を向上させる方法に関する。本発明はまた、この加熱効率向上方法を採用して、抄紙設備における生産効率を向上させる抄紙方法に関する。
　抄紙工場や食品、飲料の製造工場等では、蒸気により製造物を加熱することにより、製造物を乾燥、濃縮、又は殺菌する処理が行われている。例えば、抄紙設備では、回転式のドラムを備えた蒸気ドライヤにより、含水率５０％程度の湿紙を含水率５～１０％程度にまで乾燥させる処理が行われている。
　図２は、蒸気ドライヤとしてヤンキードライヤ（１本の大径の鋳鉄製シリンダからなるドライヤ）を用いた湿紙乾燥設備を示す系統図である。補給水装置１、給水槽２、配管３及び給水ヘッダ４を介してボイラ５へ給水が供給される。ボイラ５で発生した水蒸気は、水蒸気配管６、水蒸気ヘッダ７、配管８、流量調節バルブ９及び配管１０を介してヤンキードライヤのドラム１１内に供給される。
　ドラム１１は、図２において時計方向に回転駆動されている。湿紙Ｐは、このドラム１１の外周面に接触して乾燥され、該外周面から剥離された後、製品巻取り工程へ送られる。乾燥された紙の含水率とドラム外周面の温度とがセンサによって測定される。これらの測定値に基づいてバルブ９によって水蒸気流量が調節される。
　ドラム内で水蒸気が凝縮して生じた凝縮水Ｗは、サイホン管１２及び配管１３を介してフラッシュタンク１４へ送られ、濾過器１５を介して給水槽２へ返送される。凝縮水Ｗは、ドラム１１の回転に伴う遠心力によってドラム１１の内周面に押し付けられ、ドラム１１の回転方向にリフトされることで、ドラム１１の内周面に水膜を形成している。
　抄紙設備における紙の乾燥工程では、湿紙に含まれる水分とパルプの温度を徐々に上げて水を蒸発させる。紙が、ドライエンド（ドラム１１の外周面から紙が剥離される箇所）で規定の含水率まで乾燥されるように、個々のドライヤで蒸気により、必要な熱量が与えられる。
　乾燥工程での湿紙の乾燥効率を高めて紙の生産量を上げるためには、ドラム１１内で発生した凝縮水Ｗを効率よく排出する必要がある。
　この対応策として、ドラムの回転速度を下げて抄紙速度を遅くしたり、スポイラバーと呼ばれる突起をドラム内に設けたりして、ドライヤのドラム内に蓄積される凝縮水膜を不均一にする方法が行われている。しかし、遅い抄紙速度は単位時間当たりの生産量の低減につながる。スポイラバーの設置は設備更新となり工事を伴う。
　これらの方法によらずにドラム内での凝縮水膜の形成を抑えるために、ドラム内周面と水との接触角を増大させる接触角増大剤として、オクタデシルアミン等の長鎖脂肪族アミンやポリアミンといった凝縮水膜形成抑制性アミンを添加する方法が提案されている（特許文献１，２）。
特開２０１１－１２９２１号公報 特願２０１７－１８１４７６
　特許文献１，２の方法により、添加したアミンによる蒸気ドライヤのドラム内の凝縮水膜の形成抑制効果で抄紙速度の向上、紙の生産量の向上を図ることができる。しかし、製造する紙の種類や厚さにより抄紙速度やドライヤに吹き込む蒸気量は変動、調整されるのに対して、凝縮水膜形成抑制性アミンを定量注入すると適正薬注量に対する凝縮水膜形成抑制性アミンの過不足で以下のような様々な問題が起きる。
　薬剤の過剰注入時には粘着物質が析出する。
　薬剤の過少注入時には生産効率の向上効果が低減する。
　抄紙装置の短期間の停止時にも、凝縮水膜形成抑制性アミンを注入し続けると、薬剤使用量の適正化ができず、系内の粘着物質の析出の問題も起こる。
　本発明は、金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程で、生産効率の低減や大掛かりな設備更新を伴わずに、凝縮水膜形成抑制性アミンの添加により該蒸気による加熱効率をより効果的に向上させる方法である。本発明は、この方法において、適正な薬注制御を行って凝縮水膜形成抑制性アミンの過不足による諸問題を改善する加熱効率向上方法と、この方法を採用して、抄紙設備における生産効率を向上させる抄紙方法を提供する。
　本発明者は、以下に示す分析制御項目（１）～（７）の一つ又は２以上に基づいて凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注制御を行うことで、その注入量を適正化できることを見出した。
（１）　ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度
（２）　ドレンのｐＨ
（３）　ドレンの電気伝導率
（４）　ドレン量または蒸気量
（５）　ドレン温度または金属材料温度
（６）　ドレン中の金属材料溶出量
（７）　薬品に配合するＮ，Ｎ－ジエチルヒドロキシルアミンやアンモニア等のトレーサー物質
　本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
［１］　金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程において、凝縮水膜形成抑制性アミンを添加することにより該蒸気による加熱効率を向上させる方法であって、該凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を、ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ドレンのｐＨ、ドレンの電気伝導率、ドレン量、蒸気量、ドレン温度、金属材料温度、ドレン中の金属材料溶出量、のいずれか１以上に基づいて制御することを特徴とする蒸気による加熱効率向上方法。
［２］　前記金属材料が回転していることを特徴とする請求項１に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
［３］　前記加熱工程は、蒸気ドライヤにより、前記被加熱物を加熱する工程であり、該蒸気ドライヤに蒸気を供給する蒸気配管または蒸気ヘッダの該蒸気ドライヤ直前の箇所に前記凝縮水膜形成抑制性アミンを添加し、前記蒸気ドライヤのドレンの凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ｐＨ、量、温度、金属材料溶出量、のいずれか１以上に基づいて、該凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を制御することを特徴とする［１］又は［２］に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
［４］　前記加熱工程に、前記凝縮水膜形成抑制性アミンと中和性アミンとを共存させることを特徴とする［１］ないし［３］のいずれかに記載の蒸気による加熱効率向上方法。
［５］　前記加熱工程に、前記凝縮水膜形成抑制性アミンとトレーサー物質とを共存させ、トレーサー物質の濃度を基に、凝縮水膜形成抑制性アミンの濃度管理を実施することを特徴とする［１］ないし［４］のいずれかに記載の蒸気による加熱効率向上方法。
　本発明によれば、金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程、好ましくは加熱乾燥工程において、凝縮水膜形成抑制性アミンを添加することで、生産効率の低減や大掛かりな設備更新を伴わずに、凝縮水膜の形成を抑制して、該蒸気による加熱効率を向上させることができる。この場合において、凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を適正に制御して、凝縮水膜形成抑制性アミンの過不足に基づく、粘着物質の析出や薬注効果の低減といった問題を改善し、高い加熱効率向上効果を安定して得ることができる。
図１は本発明を適用した湿紙乾燥設備の一例を示す系統図である。 図２は湿紙乾燥設備の一例を示す系統図である。
　以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
＜蒸気ドライヤへの適用＞
　本発明では、金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱するに当たり、凝縮水膜形成抑制性アミン、更に必要に応じて中和性アミンや脱酸素剤等の他の薬剤を添加してこれらの薬剤を蒸気系内に存在させる。これらの薬剤については後述する。
　金属材料としては、耐久性に優れ、伝熱効率の高いものであればよく、鉄系材料や銅系材料が挙げられるが、アルミニウム系材料などの軽金属材料であってもよい。
　被加熱物は特に制限はない。本発明は、例えば、抄紙設備における湿紙の加熱乾燥や、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、キッチンペーパー、紙おむつなどの家庭紙用原料紙や片艶包装紙などの製造設備において、圧搾・搾水部を出た湿紙の加熱乾燥に有効に適用できる。
　本発明は、例えばプレート熱交のような一般的な熱交換器等における蒸気による加熱又は冷却工程にも適用することができる。
　本発明は、ボイラ給水に凝縮水膜形成抑制性アミンと中和性アミンとを併用して水－蒸気系に添加する場合にも適用可能である。
　本発明による凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注制御は、凝縮水膜形成抑制効果の観点から、特に、被加熱物を蒸気加熱する際に、被加熱物と蒸気との間に介在する金属材料が回転することで、遠心力により凝縮水膜が形成され易い蒸気ドライヤに適用されることが好ましい。具体的には、図２に示されるヤンキードライヤや多筒式ドライヤなど、各種の回転式の抄紙機ドライヤに本発明は好適である。
　これらの蒸気ドライヤに凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤を添加する場合、その添加箇所は、ドライヤの蒸気系内に凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤が存在すればよく、特に制限はない。凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤は蒸気発生設備の給水に添加してもよいが、ドライヤドラム直前の蒸気配管や蒸気ヘッダに添加することが、蒸気ドライヤに到るまでの薬剤の消耗を防止して、凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤の必要添加量を低減することができ、好ましい。
　凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤の添加は連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよい。常時、金属表面に均一に凝縮水膜形成抑制性アミンを存在させる観点から連続的に注入し、ドレン中に一定濃度で残留させることが好ましい。
＜分析制御項目＞
　本発明では、金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程において、凝縮水膜形成抑制性アミンを添加することにより蒸気による加熱効率を向上させるに当たり、凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を、以下の分析制御項目ｉ）～vii）の１又は２以上に基づいて制御する。
ｉ）　ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度
ii）　ドレンのｐＨ
iii）　ドレンの電気伝導率
iv）　ドレン量または蒸気量
ｖ）　ドレン温度または金属材料温度
vi）　ドレン中の金属材料溶出量
vii）　薬品に配合するトレーサー物質
　「ドレン」は、凝縮水膜形成抑制性アミンを含む凝縮液であればよく、特にその採取場所の制限はないが、蒸気ドライヤ出口のドレンが好適である。
　「金属材料温度」とは、蒸気ドライヤにより加熱する場合は、該蒸気ドライヤの温度（例えば、回転ドラム温度）に該当する。
　凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注制御に用いるドレンの水質分析には、上記の通り、凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ｐＨ、電気伝導率、金属材料溶出量が挙げられる。
　ドレン量または蒸気量、ドレン温度または金属材料温度に基づいて、凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を制御してもよい。
　上述の分析制御項目の２以上を組み合わせて凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注制御を実施してもよい。
　ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度の分析には例えば、ベンガルローズを用いて発色させて濃度を測定する方法などを採用する（PowerPlant　Chemistry　2011(13)10）。
　凝縮水膜形成抑制性アミンと中和性アミンを併用する場合にはｐＨや電気伝導率を、ドライヤの発停が分かるドライヤ温度やドレン温度・ドライヤの発停信号、金属材料溶出量のオンライン微量分析計を用いてもよい。
　これらはオンラインで連続的に凝縮水膜形成抑制性アミンの注入制御にフィードバックさせることが好ましいが、オフラインのラボ分析を元に注入量を制御してもよい。
　以下の表１に、凝縮水膜形成抑制性アミンのみを添加する場合と、凝縮水膜形成抑制性アミンと中和性アミンとを１液化して添加する場合とにおける好適な分析制御項目の組み合わせ事例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１は、図２に示す湿紙乾燥設備に、本発明を実施するための薬注制御手段を設けた例を示す系統図であり、図２に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
　２０は薬剤タンクであり、薬剤タンク２０内の凝縮水膜形成抑制性アミンを含む薬剤は、薬注ポンプ２１を備える薬注配管２２より配管８内を流れる蒸気に注入される。
　２３は、ドラム１１からの凝縮水であるドレンの分析装置である。分析装置２３は、配管１３から分岐する採取用配管２４でドレンの一部を分取し、この分析装置２３で凝縮水膜形成抑制性アミン濃度や、ｐＨ、電気伝導率、温度、ドラム１１等の構成金属材料溶出量を分析し、この分析結果に基づいて、薬注ポンプ２１の回転数を調整することで、凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤の薬注量の制御を行うように構成されている。
　分析のために配管２４より分取したドレンは、分析後、廃棄する。薬注量の制御は、薬注ポンプの回転数による制御の他、薬注バルブの開度調整や（ダイヤフラムの場合は）稼働時間により行ってもよい。分析装置は配管１３に直接設けてもよい。
　図１では、蒸気ドライヤのドラム１１からの凝縮水排出口の近傍からドレンを採取して分析装置２３で分析するように構成されているが、分析装置は、この箇所に限らず、フラッシュタンク１４から濾過器１５への送水配管の箇所に設け、フラッシュタンク１４流出水について分析を行ってもよい。
　薬剤タンク２０からの薬注箇所についても配管８に何ら限定されるものではない。
　分析制御項目毎の具体的な薬注制御方法は次の通りであり、いずれの場合も、凝縮水膜形成抑制性アミンの注入量が少な過ぎると凝縮水膜形成抑制性アミンによる凝縮水膜形成抑制効果、加熱効率向上効果を十分に得ることができず、多過ぎると系内に粘着性の付着物が生じるおそれがある。
<ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度に基づく薬注制御>
　ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度を測定し、この測定結果に基づいて、ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度が予め設定した所定範囲内、例えば０．２～０．３ｐｐｍとなるように薬注制御する。
<ドレンのｐＨに基づく薬注制御>
　ドレンのｐＨを測定し、この測定結果に基づいて、ドレンのｐＨが予め設定した所定範囲内、例えば９．０～９．３となるように薬注制御する。或いは、ドレンのｐＨが上昇した場合は、過剰注入と判断し、予め設定した薬注量の範囲で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を低減させる。ドレンのｐＨが低下した場合は、注入量不足と判断し、予め設定した薬注量の範囲内で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を増加させる。
<ドレンの電気伝導率に基づく薬注制御>
　ドレンの電気伝導率を測定し、この測定結果に基づいて、ドレンの電気伝導率が予め設定した所定範囲内、例えば０．３～０．５ｍＳ／ｍとなるように薬注制御する。或いは、ドレンの電気伝導率が上昇した場合は、過剰注入と判断し、予め設定した薬注量の範囲で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を低減させる。ドレンの電気伝導率が低下した場合は、注入量不足と判断し、予め設定した薬注量の範囲内で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を増加させる。
<ドレン量または蒸気量に基づく薬注制御>
　ドレン量または蒸気量を測定し、ドレン量または蒸気量が減少した場合は、予め設定した薬注量の範囲で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を低減させる。ドレン量または蒸気量が増加した場合は、予め設定した薬注量の範囲内で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を増加させる。
　凝縮水膜形成抑制性アミンは、蒸気量に対して０．０１～１０ｐｐｍ、特に０．１～１ｐｐｍとなるように薬注制御することが好ましい。
　ここで、「ｐｐｍ」とは、蒸気量に対応する水に対する凝縮水膜形成抑制性アミンの重量の割合であり、「ｍｇ／Ｌ－水」に該当する。後述の中和性アミンや脱酸素剤の添加量についても同様である。
<ドレン温度または金属材料温度に基づく薬注制御>
　ドレン温度または金属材料温度、例えばドライヤ温度を測定し、ドレン温度または金属材料温度が低下した場合は、マシンの停止と判断し、凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注を停止させる。ドレン温度またはドライヤ温度が上昇した場合は、マシンの再稼働と判断し、予め設定した薬注量の範囲内で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注を再開する。
<ドレン中の金属材料溶出量に基づく薬注制御>
　ドレン中の金属材料溶出量を測定し、ドレン中の金属材料溶出量が低下した場合は、過剰注入と判断し、予め設定した薬注量の範囲で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を低減させる。ドレン中の金属材料溶出量が上昇した場合は、注入量不足と判断し、予め設定した薬注量の範囲内で凝縮水膜形成抑制性アミンの薬注量を増加させる。
＜抄紙設備への適用＞
　本発明の蒸気による加熱効率向上方法は、抄紙設備に設けられた蒸気ドライヤに好適に適用され、上述の分析制御項目と連携して凝縮水膜形成抑制性アミン等の薬剤の薬注制御が行われる。
　この場合において、抄紙設備における抄紙量と蒸気ドライヤにおける蒸気使用量に基づいて、蒸気ドライヤに供給する蒸気量を調整することが好ましい。蒸気量をその必要量に応じて調整することにより、蒸気原単位を低減し、生産効率を高めることができる。また、蒸気ドライヤに供給する蒸気量を固定したままで、抄造量を向上させることもできる。
＜凝縮水膜形成抑制性アミン＞
　凝縮水膜形成抑制性アミンは、蒸気系内において凝縮水膜の形成を抑制する作用効果、例えば、ドラム内周面と水との接触角を増大させる接触角増大作用を示すものであればよい。凝縮水膜形成抑制性アミンは、モノアミンでも、ジアミン、トリアミン等のポリアミンのいずれでもよい。凝縮水膜形成抑制性アミンは、系内のストレーナーの詰まりの発生等の障害を引き起こすことのない範囲内であれば、これらのうちの１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせかつ任意の比率で併用してもよい。
　凝縮水膜形成抑制性アミンの具体例としては、モノアミンとして、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミンなどの長鎖飽和脂肪族アミン、オレイルアミン、リシノレイルアミン、リノレイルアミン、リノレニルアミンなどの長鎖不飽和脂肪族アミン、ヤシ油アミン、硬化牛脂アミンなどの混合アミン及びこれらの混合物が挙げられる。
　前掲の特許文献２に記載される下記一般式（１）で表されるポリアミンも凝縮水膜形成抑制性アミンとして好ましい。
　　Ｒ１－［ＮＨ－（ＣＨ２）ｍ］ｎ－ＮＨ２　　…（１）
　式中、Ｒ１は炭素数１０～２２の飽和又は不飽和炭化水素基を示す。ｍは１～８の整数である。ｎは１～７の整数である。ｎが２以上の場合、複数のＮＨ－（ＣＨ２）ｍは同一でも異なっていてもよい。
　Ｒ１の飽和又は不飽和炭化水素基は、直鎖状でも、分岐を有してもよく、環状でもよい。Ｒ１としては、アルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、アルキニル基等が挙げられ、好ましくは、直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基である。Ｒ１の炭素数は好ましくは１５～２２である。
　ｍは１～８の整数であり、腐食抑制の観点から好ましくは２～６の整数である。（ＣＨ２）ｍ基としては、メチレン基、エチレン基（ジメチレン基）、プロピレン基（トリメチレン基）又はブチレン基（テトラメチレン基）が挙げられる。好ましくはプロピレン基である。
　ｎは腐食抑制の観点から好ましくは１～３の整数である。
　このようなポリアミンの具体例としては、ドデシルアミノメチレンアミン、ドデシルアミノジメチレンアミン、ドデシルアミノトリメチレンアミン（Ｎ－ステアリル－１，３－プロパンジアミン）や、これらのポリアミンに対応するテトラデシル、ヘキサデシル及びオクタデシル化合物、オクタデセニルアミノトリメチレンアミン、オクタデセニルアミノジ－（トリメチルアミノ）－トリメチレンアミン、パルミチルアミノトリメチレンアミン、tallow　alkyldiamine　ethoxylate等が挙げられる。十分な純度で容易に入手可能であるＮ－オレイル－１，３－プロパンジアミン（即ち、Ｎ－オクタデセニルプロパン－３－ジアミン）が好ましい。
　凝縮水膜形成抑制性アミンは、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の溶媒に溶解させて蒸気又は給水に添加してもよい。凝縮水膜形成抑制性アミンは乳化剤を用いて水性エマルジョンとし、これを蒸気又は給水に添加してもよい。乳化剤としては、ＨＬＢ（親水性親油性バランス）値が高いものが良い。乳化剤のＨＬＢは１２～１６が好ましく、より望ましくは１３～１５である。
　乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられ、好ましくはアルキル基の炭素数が１０～１８のポリオキシエチレンアルキルアミンである。
　その他の乳化剤として、脂肪酸アルカリ金属塩、特に炭素数８～２４とりわけ炭素数１０～２２の飽和又は不飽和の脂肪酸アルカリ金属塩を好適に用いることができる。具体的には、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸などの飽和又は不飽和の脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩が挙げられる。脂肪酸アルカリ金属塩としては、食用油脂から製造される脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩も好ましい。脂肪酸アルカリ金属塩としては、特に炭素数１４～２２の不飽和脂肪酸、例えば、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸から選ばれる少なくとも1種を２５重量％以上含有する脂肪酸のアルカリ金属塩が好適である。乳化剤としては、その他、グリセリンと前述の脂肪酸とのエステルも好適に用いることができ、特にステアリン酸とのエステルが好ましい。
　これらの乳化剤は、１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　脂肪酸アルカリ金属塩等の乳化剤を用いて水性エマルジョンとする場合、凝縮水膜形成抑制性アミンと乳化剤との配合割合は重量比（凝縮水膜形成抑制性アミン／乳化剤）で４０／１～１／１特に２０／１～２／１程度が好適である。
＜その他の薬剤＞
　本発明においては、上記の凝縮水膜形成抑制性アミンと共に、他の薬剤を併用してもよい。例えば、ｐＨ調整機能を有する中和性アミンを併用してもよい。中和性アミンの併用で蒸気ドラムやドラム前後の蒸気復水配管の腐食速度を低減させる効果を得ることができる。
　中和性アミンとしては、アンモニア、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、シクロヘキシルアミン（ＣＨＡ）、モルホリン（ＭＯＲ）、ジエチルエタノールアミン（ＤＥＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、３－メトキシプロピルアミン（ＭＯＰＡ）、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール（ＡＭＰ）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）等の揮発性アミン等を用いることができる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　中和性アミンに替えて、以下の脱酸素剤の熱分解に由来するアンモニアでｐＨ調整してもよい。
　中和性アミンを併用する場合、中和性アミンの添加量は、凝縮水膜形成抑制性アミンの使用量、被加熱物の種類や蒸気ドライヤの形式などによっても異なるが、蒸気量に対して０．１～５０ｐｐｍ、特に１～３０ｐｐｍとすることが好ましい。
　中和性アミンと凝縮水膜形成抑制性アミンとを１液に製剤化した薬剤を使用する場合には、凝縮水膜形成抑制性アミン単独の場合よりも、ｐＨや、電気伝導率が上昇しやすいので、凝縮水膜形成抑制性アミン濃度ではなく、前掲の表１に示す通り、ｐＨや電気伝導率に基づく注入量管理を行ってもよい。
　凝縮水膜形成抑制性アミンと共に脱酸素剤を併用してもよい。脱酸素剤の併用で中和性アミンと同様に蒸気ドラム等の腐食低減という効果を得ることができる。
　脱酸素剤としては、ヒドラジンやカルボヒドラジドなどのヒドラジン誘導体を用いることができる。非ヒドラジン系脱酸素剤として、カルボヒドラジド、ハイドロキノン、１－アミノピロリジン、１－アミノ－４－メチルピペラジン、Ｎ，Ｎ－ジエチルヒドロキシルアミン、イソプロピルヒドロキシルアミン、エリソルビン酸又はその塩、アスコルビン酸又はその塩、タンニン酸又はその塩、糖類、亜硫酸ナトリウムなどを用いることもできる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　脱酸素剤を併用する場合、脱酸素剤の添加量は、凝縮水膜形成抑制性アミンの使用量、被加熱物の種類や蒸気ドライヤの形式などによっても異なるが、蒸気量に対して０．０１～３ｐｐｍ、特に０．０５～１ｐｐｍが好ましい。
　上記の併用薬剤は、凝縮水膜形成抑制性アミンと同一箇所に添加してもよく、異なる箇所に添加してもよい。２種以上の薬剤を同一箇所に添加する場合、添加する薬剤を予め混合して添加してもよく、各々別々に添加してもよい。トレーサー物質として、これらを併用してもよい。この場合には、揮発性物質であって、分析が簡易な素材を用いるのが好ましい。例えば、Ｎ，Ｎ－ジエチルヒドロキシルアミンやアンモニアが好適である。
　以下に実施例及び比較例について説明する。
　以下において、蒸気原単位は、不良発生分を除いた紙の生産量（抄造量）（ｔ）に対する蒸気使用量（ｔ）の割合で算出した。
［実施例１］
　図１に示す抄紙乾燥設備において（ただし、薬剤タンク２０からの薬注箇所は水蒸気ヘッダ７とした。）、ヤンキードライヤのドラム直径３ｍ、供給水蒸気圧力０．６ＭＰａ、水蒸気供給量約９００ｋｇ／ｈとし、ドラムの外表面温度が１００℃となり、乾燥後の製品（紙）の含水率が２０～３０％となるように、ヤンキードライヤへの水蒸気供給量を流量調節バルブ９で制御した。
　凝縮水膜形成抑制性アミンにＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミン、中和性アミンにシクロヘキシルアミンを用いた。ポリアミンはポリオキシエチレンココアミンで乳化させて添加した。ポリオキシエチレンココアミンおよびシクロヘキシルアミンの配合量はＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミン１００重量部に対し１５重量部、５００重量部とした。凝縮水膜形成抑制性アミンのトレーサー物質としてＤＥＨＡ（Ｎ，Ｎ－ジエチルヒドロキシルアミン）を５重量部添加した。
　ドラム１１からのドライヤドレインのＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミン濃度を、分析装置２３にて、ベンガルローズを用いる発色法により測定した。この測定結果から、ドライヤドレン中のＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミン濃度が０．３ｐｐｍとなるように薬注制御した。
　その結果、添加前の蒸気原単位は、２．９４であったが、Ｎ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミン添加後は２．８１に改善された。
　試験中、抄紙乾燥設備のストレーナーの詰まりも発生しなかった。
　結果を表２に示す。ベンガルローズでの測定結果とＤＥＨＡによる分析結果は良好な相関関係を有していた。
　この実施例１では、上記の薬注制御で、Ｎ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミンの蒸気当たりの注入量は０．２～０．３ｐｐｍの範囲で変動した。
［比較例１，２］
　実施例１において、Ｎ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミンの薬注制御を行わず、Ｎ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミンの薬注量を１．０ｐｐｍで一定とした以外は実施例１と同様にして、蒸気原単位とストレーナーの詰まりの有無を調べた。結果を表２に示した。比較例１では、試験中、一時的に装置の運転を停止した。比較例２では、試験中に厚みのある種類の紙を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１及び比較例１，２の結果により、本発明によれば、有効薬剤濃度の過不足がなく、蒸気による加熱効率を更に向上させることができるので、抄紙設備等において生産効率を高めた安定運転を継続させることができることが分かる。
　比較例１は、試験中に装置の運転を停止した期間があり、この期間において過剰注入となって、ストレーナーの詰まりが発生した。
　比較例２では、試験中に厚みのある種類の紙を製造したために蒸気量が増加した結果、薬剤不足で蒸気量に対するＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミンの添加比率が総じて低くなり、ドレンの中のＮ－オクタデセニルプロパン－１，３－ジアミンの残留濃度が０．１ｐｐｍ未満の期間もあった。その結果、ストレーナーの詰まりは発生しないものの、蒸気原単位の向上効果は十分ではなかった。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０１８年２月１５日付で出願された日本特許出願２０１８－０２５２２８に基づいており、その全体が引用により援用される。
　４　給水ヘッダ
　５　ボイラ
　７　水蒸気ヘッダ
　１１　ドラム
　１２　サイホン
　２０　薬剤タンク
　２３　分析装置
　Ｐ　湿紙
　Ｗ　凝縮水

Claims (8)

  1. 　金属材料を介して蒸気により被加熱物を加熱する加熱工程において、凝縮水膜形成抑制性アミンを添加することにより該蒸気による加熱効率を向上させる方法であって、
    　該凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を、ドレン中の凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ドレンのｐＨ、ドレンの電気伝導率、ドレン量、蒸気量、ドレン温度、金属材料温度、ドレン中の金属材料溶出量、のいずれか１以上に基づいて制御することを特徴とする蒸気による加熱効率向上方法。
  2. 　前記金属材料が回転していることを特徴とする請求項１に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
  3. 　前記加熱工程は、蒸気ドライヤにより、前記被加熱物を加熱する工程であり、該蒸気ドライヤに蒸気を供給する蒸気配管または蒸気ヘッダの該蒸気ドライヤ直前の箇所に前記凝縮水膜形成抑制性アミンを添加し、前記蒸気ドライヤのドレンの凝縮水膜形成抑制性アミン濃度、ｐＨ、量、温度、金属材料溶出量、のいずれか１以上に基づいて、該凝縮水膜形成抑制性アミンの添加量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
  4. 　前記加熱工程に、前記凝縮水膜形成抑制性アミンと中和性アミンとを共存させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
  5. 　前記加熱工程に、前記凝縮水膜形成抑制性アミンとトレーサー物質とを共存させ、トレーサー物質の濃度を基に、凝縮水膜形成抑制性アミンの濃度管理を実施することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
  6. 　前記凝縮水膜形成抑制性アミンが、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン、オレイルアミン、リシノレイルアミン、リノレイルアミン、リノレニルアミン、ヤシ油アミン、及び硬化牛脂アミンの１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
  7. 　前記凝縮水膜形成抑制性アミンが下記一般式（１）で表されるポリアミンの１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
    　　Ｒ１－［ＮＨ－（ＣＨ２）ｍ］ｎ－ＮＨ２　　…（１）
    　式中、Ｒ１は炭素数１０～２２の飽和又は不飽和炭化水素基を示す。ｍは１～８の整数である。ｎは１～７の整数である。ｎが２以上の場合、複数のＮＨ－（ＣＨ２）ｍは同一でも異なっていてもよい。
  8. 　前記凝縮水膜形成抑制性アミンを、乳化剤を用いて水性エマルジョンとして添加することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蒸気による加熱効率向上方法。
PCT/JP2018/042945 2018-02-15 2018-11-21 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法 WO2019159469A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/641,005 US11186951B2 (en) 2018-02-15 2018-11-21 Method for enhancing efficiency of heating with steam, and papermaking method
ES18906591T ES2939116T3 (es) 2018-02-15 2018-11-21 Método para mejorar la eficiencia de calentamiento con vapor y método para fabricar papel
CN201880052557.6A CN111032955B (zh) 2018-02-15 2018-11-21 提高利用蒸气加热的效率的方法及抄纸方法
EP18906591.5A EP3754108B1 (en) 2018-02-15 2018-11-21 Method for improving efficiency of heating with steam and method for making paper
FIEP18906591.5T FI3754108T3 (fi) 2018-02-15 2018-11-21 Höyrylämmityksen hyötysuhteen parannusmenetelmä ja paperinvalmistusmenetelmä
PL18906591.5T PL3754108T3 (pl) 2018-02-15 2018-11-21 Sposób poprawy wydajności ogrzewania parą i sposób wytwarzania papieru

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018025228A JP6601516B2 (ja) 2018-02-15 2018-02-15 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法
JP2018-025228 2018-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019159469A1 true WO2019159469A1 (ja) 2019-08-22

Family

ID=67619337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/042945 WO2019159469A1 (ja) 2018-02-15 2018-11-21 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11186951B2 (ja)
EP (1) EP3754108B1 (ja)
JP (1) JP6601516B2 (ja)
CN (1) CN111032955B (ja)
ES (1) ES2939116T3 (ja)
FI (1) FI3754108T3 (ja)
PL (1) PL3754108T3 (ja)
TW (1) TWI817984B (ja)
WO (1) WO2019159469A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111121400B (zh) * 2020-04-01 2020-06-23 湖南生物机电职业技术学院 一种物体干燥装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532051A (ja) * 2000-05-01 2003-10-28 オンデオ ナルコ カンパニー ボイラー制御のための制御マトリックス（ｃｏｎｔｒｏｌｍａｔｒｉｘ）の使用
JP2011012921A (ja) 2009-07-03 2011-01-20 Kurita Water Ind Ltd 蒸気ドライヤの伝熱効率改善方法
JP2011033301A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Kurita Water Ind Ltd ボイラ装置の腐食抑制方法及び腐食抑制装置
JP2015117913A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 三浦工業株式会社 ボイラシステム
JP2017119893A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 花王株式会社 金属用リンス剤組成物
JP2017181476A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 株式会社デンソーアイティーラボラトリ 車両位置検出装置、車両位置検出方法及び車両位置検出用コンピュータプログラム
JP2018025228A (ja) 2016-08-09 2018-02-15 ジヤトコ株式会社 コントロールバルブユニット

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1325583C (en) 1987-12-11 1993-12-28 Gary L. Baker Visual analytical tracer and method for detection and quantitative analysis for water treatment chemicals
US6336058B1 (en) * 2000-05-01 2002-01-01 Nalco Chemical Company Use of control matrix for boiler control
US20130119303A1 (en) 2010-05-18 2013-05-16 Bk Giulini Gmbh Medium for improving the heat transfer in steam generating plants
JP6215511B2 (ja) * 2010-07-16 2017-10-18 栗田工業株式会社 ボイラ用防食剤
DE102012217858A1 (de) * 2012-09-28 2014-06-12 Papierfabrik August Koehler KG Trockenpartie und Verfahren zum Trocknen einer Bahn aus Fasermaterial sowie Maschine mit einer solchen Trockenpartie
US20160045841A1 (en) * 2013-03-15 2016-02-18 Transtar Group, Ltd. New and improved system for processing various chemicals and materials
JP6699234B2 (ja) 2016-02-29 2020-05-27 栗田工業株式会社 ボイラ水の水処理方法
HUE042965T2 (hu) * 2016-06-22 2019-07-29 Kurita Water Ind Ltd Szerves aminok vizes olaj-a-vízben emulziói
JP6735717B2 (ja) 2017-09-21 2020-08-19 栗田工業株式会社 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532051A (ja) * 2000-05-01 2003-10-28 オンデオ ナルコ カンパニー ボイラー制御のための制御マトリックス（ｃｏｎｔｒｏｌｍａｔｒｉｘ）の使用
JP2011012921A (ja) 2009-07-03 2011-01-20 Kurita Water Ind Ltd 蒸気ドライヤの伝熱効率改善方法
JP2011033301A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Kurita Water Ind Ltd ボイラ装置の腐食抑制方法及び腐食抑制装置
JP2015117913A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 三浦工業株式会社 ボイラシステム
JP2017119893A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 花王株式会社 金属用リンス剤組成物
JP2017181476A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 株式会社デンソーアイティーラボラトリ 車両位置検出装置、車両位置検出方法及び車両位置検出用コンピュータプログラム
JP2018025228A (ja) 2016-08-09 2018-02-15 ジヤトコ株式会社 コントロールバルブユニット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3754108A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3754108A4 (en) 2021-11-17
TW201934946A (zh) 2019-09-01
FI3754108T3 (fi) 2023-03-07
ES2939116T3 (es) 2023-04-19
PL3754108T3 (pl) 2023-06-12
EP3754108A1 (en) 2020-12-23
US11186951B2 (en) 2021-11-30
TWI817984B (zh) 2023-10-11
CN111032955B (zh) 2022-09-06
EP3754108B1 (en) 2023-01-18
CN111032955A (zh) 2020-04-17
US20200407914A1 (en) 2020-12-31
JP2019137957A (ja) 2019-08-22
JP6601516B2 (ja) 2019-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI810253B (zh) 蒸氣之凝縮方法
WO2019159469A1 (ja) 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法
KR102497100B1 (ko) 증기에 의한 가열 효율 향상 방법 및 초지 방법
BR112016017693B1 (pt) Removedor de incrustação para remover incrustações depositadas em um sistema de uma instalação de geração de vapor
JP5332971B2 (ja) 蒸気ドライヤの伝熱効率改善方法
JP7099413B2 (ja) 蒸気による加熱効率向上方法及び抄紙方法
US2588343A (en) Inhibiting foaming in steam generators
TW202346784A (zh) 熱交換器的傳熱效率改善方法
CN117651838A (zh) 利用蒸汽的传热效率改善方法
TW201915218A (zh) 銅系材料的腐蝕抑制方法
WO2021245743A1 (en) Method for providing corrosion protection to a pressurized water-steam system
RU2568011C1 (ru) Способ организации комплексной технологии очистки, пассивации и поддержания водно-химического режима рабочего водопарового тракта энергоблока
DE202008006609U1 (de) Anlage zur Vakuumtrocknung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18906591

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018906591

Country of ref document: EP

Effective date: 20200915