(57)【要約】【課題】クラフトパルプの苛性化工程において石灰焼成炉で発生する硫化水素を低減するために、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量が０．０５質量％以下となるように、石灰泥の洗浄度を制御する石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法を提供する。【解決手段】石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法において、石灰泥洗浄機によって洗浄された石灰泥スラリーを、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることを特徴とする石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法。好ましくは、石灰焼成炉がロータリーキルンである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法において、石灰泥洗浄機によって洗浄された石灰泥スラリーを、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることを特徴とする石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法。
【請求項２】
石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法において、石灰泥供給液に洗浄水を加え、石灰泥洗浄機により洗浄して石灰泥スラリーとし、該石灰泥スラリーの電気伝導度を４５００μＳ／ｃｍ以下になるように石灰泥洗浄機に供給される洗浄水の供給量を制御して、洗浄後の該石灰泥スラリーのアルカリ濃度を４０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）以下とした後、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることを特徴とする石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法。
【請求項３】
石灰焼成炉が、ロータリーキルンであることを特徴とする請求項１または２記載の石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法に関するものであり、さらに詳しくはクラフトパルプの苛性化工程において石灰焼成炉で発生する硫化水素を低減するために、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量が０．０５質量％以下となるように、石灰泥の洗浄度を制御する、石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラフトパルプ製造における苛性化工程の役割は、蒸解廃液を回収ボイラーで燃焼、還元して得られたスメルト（燃焼後の無機固形分）と弱液（工程内で発生する低濃度のアルカリ溶液）を混合して得られる緑液（Ｎａ２ＣＯ３を主成分とし、その他にＮａＯＨ，Ｎａ２Ｓ等を含むアルカリ溶液）を石灰（酸化カルシウム）と混合し、苛性化反応によって緑液中のＮａ２ＣＯ３をＮａＯＨとし、緑液を蒸解薬液である白液（ＮａＯＨを主成分とし、Ｎａ２ＣＯ３，Ｎａ２Ｓ等を含むアルカリ溶液）に再生することである。
【０００３】
ここで使用された石灰は、苛性化反応によって石灰泥（炭酸カルシウム）に変化しており、苛性化反応後は、石灰泥と白液のスラリーが生成する。その後、このスラリーはクラリファイヤーなどで石灰泥と白液に分離され、分離された白液は蒸解工程へ送られ、蒸解薬液として使用される。
【０００４】
一方、石灰泥は、クラリファイヤーで白液と分離された後、石灰泥洗浄機とそれに続く石灰泥フィルターにより、洗浄・脱水され、付随している白液に由来するアルカリ分を取り除かれた後、石灰焼成炉にて焼成されることで、脱炭酸反応により石灰に再生され、再度苛性化工程で使用される。
【０００５】
この石灰の再生には、石灰焼成炉が必要であるが、一般にロータリーキルンや流動床カルサイナーが使用されている。中でも、ロータリーキルンが使用されることが多く、国内においても殆どのクラフトパルプ工場においてロータリーキルンが使用されている。
【０００６】
以下、ロータリーキルンを例に取って説明を行う。
【０００７】
ロータリーキルンは、窯尻より洗浄・脱水した石灰泥を供給し、窯前からバーナーで加熱している。石灰泥は炉内を窯前へと進むうちに徐々に加熱・焼成されて石灰へと変化する。
【０００８】
加熱用のバーナーの燃料としては、重油が使用される。
【０００９】
また、ロータリーキルンには、熱利用の効率化による重油原単位の向上などを目的として、フラッシュドライヤーと呼ばれる石灰泥の予備加熱装置を備えている。
【００１０】
フラッシュドライヤーは、供給される石灰泥を燃焼排ガスと直接接触させることにより、石灰泥の水分除去、予備加熱を行う装置である。
【００１１】
石灰焼成炉から排出される燃焼排ガスには、煤塵、硫黄酸化物、硫化水素などの物質が含まれるため、燃焼排ガスは、電気集塵器やスクラバーなどで処理した後に大気中へ放出される。
【００１２】
これらの物質の中でも、特に硫化水素は、嗅覚臭気への影響も大きいため、確実に除去される必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
石灰焼成炉にて発生する硫化水素は、燃料として使用される重油に由来するものが大部分である。
【００１４】
重油由来の硫化水素は、重油の不完全燃焼により発生するので、燃焼状態を適切に管理することで発生を防止することが可能である。
【００１５】
また、多少なりとも発生した硫化水素は、その大部分が炉内の石灰と反応することにより脱硫され、燃焼排ガス中にはほとんど存在しなくなる。
【００１６】
また、重油由来の硫化水素の他に、フラッシュドライヤーで発生する硫化水素が知られている。
【００１７】
フラッシュドライヤーで燃焼排ガスと石灰泥が直接接触した際に、燃焼排ガス中の二酸化炭素と石灰泥に残留している白液由来の硫化ナトリウムが反応し、硫化水素を発生させる。
【００１８】
前述のように重油由来の硫化水素は、燃焼管理により防止できる上、仮に燃焼状態の不良により発生しても炉内にて石灰と反応し脱硫されるが、フラッシュドライヤーにて発生する硫化水素は、その後の工程で除去しなければ大気中へ放出されることになる。
【００１９】
この硫化水素は、公害防止上、発生の抑制およびその除去が非常に重要である。多くのロータリーキルンは、燃焼排ガスを脱硫して処理しているが、燃焼排ガス中の硫化水素濃度が変動すると、脱硫が不十分なまま燃焼排ガスが排出される可能性が生じる。また、燃焼排ガス中の硫化水素濃度が高くなると、脱硫に必要なアルカリ源も増大することから経済的にも不利益である。
【００２０】
上述したように、発生段階で硫化水素を抑制することは非常に重要な課題である。
【００２１】
しかしながら、このフラッシュドライヤーで発生する硫化水素については、従来より解決するための知見が少なく、硫化水素を低減する有効な方法が見られなかった。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−１８８８１３号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、クラフトパルプの苛性化工程において石灰焼成炉で発生する硫化水素を低減するために、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量が０．０５質量％以下となるように、石灰泥の洗浄度を制御する、石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法を提供するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量が０．０５質量％以下となるように石灰泥を洗浄することで、硫化水素の発生を安定的に低減できること、また、その洗浄度の指標として石灰泥フィルターのろ液のアルカリ濃度が使用できること、さらにアルカリ濃度の代替指標として電気伝導度が使用できることを見出した。
【００２５】
すなわち、第１の発明は、石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法において、石灰泥洗浄機によって洗浄された石灰泥スラリーを、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることを特徴とするものである。
【００２６】
また、第２の発明は、石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法において、石灰泥供給液に洗浄水を加え、石灰泥洗浄機により洗浄して石灰泥スラリーとし、該石灰泥スラリーの電気伝導度を４５００μＳ／ｃｍ以下になるように石灰泥洗浄機に供給される洗浄水の供給量を制御して、洗浄後の該石灰泥スラリーのアルカリ濃度を４０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）以下とした後、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることを特徴とするものである。
【００２７】
上記本発明において、石灰焼成炉としては、ロータリーキルンであることが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明は、クラフトパルプの苛性化工程において石灰焼成炉で発生する硫化水素を、石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウム含有量が０．０５質量％以下となるように、石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度を指標に洗浄水量を制御することにより低減するものである。
【００２９】
石灰焼成炉としては、ロータリーキルン、流動床カルサイナーがあるが、本発明は特にロータリーキルンにおいて最適である。
【００３０】
第１の発明は、フラッシュドライヤーで発生する硫化水素を低減させる場合、石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量を０．０５質量％以下に下げることにある。そのためには、石灰泥中に残留する硫化ナトリウムの量に応じて洗浄度を調整する必要がある。
【００３１】
この洗浄の指標となる石灰泥中の硫化ナトリウムの量を直接測定するには、イオンクロマトグラフィーなどの分析機器を使用する必要があり、作業が繁雑な上、測定に時間がかかるため、工程管理に使用するには不適当である。
【００３２】
そのため、工程管理に使用するには簡便かつ迅速に石灰泥中に残留する硫化ナトリウムの量を測定する方法が必要であるが、工程管理上では、硫化ナトリウムの量を直接測定する必要はなく、硫化ナトリウムの残留量が推定できる代替指標があればよい。
【００３３】
石灰泥に付随している、白液に由来するアルカリ分は、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２Ｓからなり、その比率はほぼ一定である。このため、洗浄の度合いにより他のアルカリ成分と同様に硫化ナトリウムも等しく除去されると考えられ、石灰泥に残留するアルカリ分を硫化ナトリウムの代替指標とした。しかし、固形分が８０質量％近い石灰泥のアルカリ分を直接測定することは困難であり、温水などの手段によって石灰泥からアルカリ分を抽出してそのアルカリ分を測定するなどの操作が必要であり、工程管理用として適用するには不適当である。
【００３４】
そこで、検討した結果、石灰泥フィルターのろ液のアルカリ濃度と石灰泥に残留しているアルカリ分に相関関係があることを見出し、石灰泥フィルターのろ液のアルカリ濃度を一定に調整することにより、結果として、石灰泥に含有されるアルカリ量を概ね一定にすることが可能であることを見出した。
【００３５】
このろ液のアルカリ濃度は、滴定などにより測定することが可能であるが、オンラインで簡便に測定する方法として、ろ液の電気伝導度を測定することを検討した。その結果、ろ液の電気伝導度とアルカリ濃度に相関関係があり、電気伝導度がアルカリ濃度の代替指標になることを確認した。
【００３６】
上記のとおり検討した結果、石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度が一定範囲の値になるように管理することで、石灰泥中に残留するアルカリ分を一定量にコントロールすることが可能となり、ひいては、石灰泥中の硫化ナトリウムの量を一定量にコントロールすることが可能となったのである。
【００３７】
本発明では、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下にするため、石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度を指標として使用できることに着目し、ろ液の電気伝導度と石灰泥中の硫化ナトリウム含有量の間に相関関係があることを確認した。その結果、ろ液の電気伝導度を一定値以下に保つことにより、石灰焼成炉における硫化水素の発生量が低減できることを見出したのである。
【００３８】
本発明において、石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度が３００〜１０００μＳ／ｃｍの値を有するとき、ろ液のアルカリ濃度は３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）となり、石灰焼成炉において発生する硫化水素を大幅に低減できる。好ましくは、電気伝導度が４００〜８００μＳ／ｃｍの範囲である。
【００３９】
ここで、電気伝導度が１０００μＳ／ｃｍを越える場合には、洗浄が不足し、硫化水素の発生量が増加する。
【００４０】
また、電気伝導度が３００μＳ／ｃｍに満たない場合には、洗浄が過剰であり、不必要な洗浄水を使用することとなって工程管理上好ましくない。
【００４１】
電気伝導度の測定に当たっては、横河電機社製の電気伝導度計「ＭＯＤＥＬ  ＳＣ８２」を使用した。
【００４２】
続いて、第２の発明は、石灰泥供給液に洗浄水を加え、石灰泥洗浄機により洗浄して石灰泥スラリーとし、該石灰泥スラリーの電気伝導度を４５００μＳ／ｃｍ以下になるように石灰泥洗浄機に供給される洗浄水の供給量を制御して、洗浄後の該石灰泥スラリーのアルカリ濃度を４０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）以下とした後、石灰泥フィルターにより洗浄、脱水ろ過するに当たり、該石灰泥フィルターからろ過されたろ液のアルカリ濃度を３〜１０ｇ／リットル（Ｎａ２Ｏとして）にするため、ろ液の電気伝導度を３００〜１０００μＳ／ｃｍの範囲に入るように洗浄水の供給量を制御し、もって石灰焼成炉に供給される石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を０．０５質量％以下とすることによって、石灰焼成炉において発生する硫化水素を安定的に低減できる。好ましくは、石灰泥スラリーの電気伝導度を４０００μＳ／ｃｍ以下とすることである。
【００４３】
ここで、石灰泥洗浄機において石灰泥スラリーの電気伝導度を制御しない場合は、工程変動の影響を石灰泥フィルターだけで吸収できない場合が生じ、結果として石灰焼成炉において硫化水素を低減できない場合が生じる。
【００４４】
【実施例】
以下、比較例および実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより制限されるものではない。
【００４５】
比較例１および実施例１〜２
石灰泥フィルターの異なるろ液電気伝導度について、燃焼排ガス中の硫化水素濃度との関係を測定し、その結果を下記表１に示す。
【００４６】
【表１】
2004183117.tif 000002
【００４７】
上記表１のとおり、石灰泥中の硫化ナトリウム含有量とろ液のアルカリ濃度、電気伝導度には相関関係があり、電気伝導度を下げることで、結果として石灰泥中の硫化ナトリウム含有量を低下させ、発生する硫化水素を低減させることができる。
【００４８】
比較例２〜３および実施例３
石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度を基に、石灰泥フィルターのシャワー水量を調整して洗浄度を制御させた場合、および前工程の石灰泥洗浄機にて石灰泥スラリーの電気伝導度を基に、石灰泥洗浄機の洗浄度を制御した後、石灰泥フィルターのろ液の電気伝導度を基に、石灰泥フィルターのシャワー水量を調整して洗浄度を制御させた場合の燃焼排ガス中の硫化水素濃度の変化を測定し、その結果を下記表２に示す。
【００４９】
【表２】
2004183117.tif 000003
【００５０】
上記表２のとおり、石灰泥フィルターの前工程にある石灰泥洗浄機の洗浄度を制御することにより、石灰泥フィルターにおける洗浄度が安定するとともに、燃焼排ガス中の硫化水素濃度が安定的に低下することを確認できた。
【００５１】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明の石灰焼成炉における硫化水素を低減する方法は、クラフトパルプの苛性化工程において石灰焼成炉で発生する硫化水素を低減するために、石灰焼成炉に供給される石灰泥中の白液に由来する硫化ナトリウムの含有量が０．０５質量％以下となるように、石灰泥の洗浄度を制御することによって、フラッシュドライヤーで発生する硫化水素を低減させることができる。