(57)【要約】【課題】簡便な装置であって、アルカリバランスや水バランスを狂わせることなく、新たな排水処理負荷の発生もなく、熱回収率が高く、排気ガス中の臭気を低減化することができるクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置および方法を提供する。【解決手段】クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置において、排気ガスを該回収ボイラーの１次燃焼空気に混合して臭気成分を該回収ボイラーで酸化分解するため、デゾルバーからの排気ガスより熱回収すると同時にその排気ガス側に循環洗浄水を流して排気ガス中の水蒸気の凝結強化および排気ガス中のダストの洗浄機能を付加した熱交換器を少なくとも１つ、該機能を付加した熱交換器を通過した残余のダストと凝結水を回収するサイクロン、および該サイクロンを通過して水蒸気およびダストが除去された排気ガスを１次燃焼空気に混合する設備を付加した該回収ボイラーを付設してなることを特徴とするクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置およびその方法。【選択図】  図１
2004223506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置において、排気ガスを該回収ボイラーの１次燃焼空気に混合して臭気成分を該回収ボイラーで酸化分解するため、デゾルバーからの排気ガスより熱回収すると同時にその排気ガス側に循環洗浄水を流して排気ガス中の水蒸気の凝結強化および排気ガス中のダストの洗浄機能を付加した熱交換器を少なくとも１つ、該機能を付加した熱交換器を通過した残余のダストと凝結水を回収するサイクロン、および該サイクロンを通過して水蒸気およびダストが除去された排気ガスを１次燃焼空気に混合する設備を付加した該回収ボイラーを付設してなることを特徴とするクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置。
【請求項２】
前記機能を付加した熱交換器は、デゾルバーから排出された排気ガスを洗浄した洗浄水を貯留する該熱交換器シールタンクが該熱交換器底部に付設され、貯留された該洗浄水を該シールタンクから該熱交換器の頂部に導入する洗浄水循環系からなることを特徴とする請求項１記載のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置。
【請求項３】
サイクロンは、除去されたダストおよび蒸気の凝結水を回収するサイクロンシールタンクを該サイクロン底部に付設されていることを特徴とする請求項１または２記載のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置。
【請求項４】
クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する方法において、クラフトパルプ製造工程の排液（黒液）を濃縮燃焼したスメルトをデゾルバーに導入し、弱液により溶解処理するとともに、デゾルバーからの排気ガスより熱回収する工程の少なくとも１つの熱交換器の排気ガス側に循環洗浄水を流して排気ガス中の水蒸気の凝結を強化すると同時に排気ガス中のダストを洗浄し、該洗浄機能を付加した熱交換器を通過した残余のダストと凝結水をサイクロンで除去した後、サイクロンを通過して水蒸気およびダストが除去された排気ガスを１次燃焼空気に混合して該回収ボイラーで臭気成分を酸化分解することを特徴とするクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置および方法に関するものであり、さらに詳しくは簡便な装置であって、アルカリバランスや水バランスを狂わせることなく、新たな排水処理負荷の発生もなく、熱回収率が高く、排気ガス中の臭気を低減化することができるクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラフトパルプ、ソーダパルプの製造工程において、木材チップから抽出分離したリグニンを主成分とする排液（黒液）を燃焼して熱と薬品を回収するソーダ回収ボイラーは重要な地位を占めている。
【０００３】
ここで、従来のソーダ回収ボイラーについて、図２で概略説明する。図２は、従来におけるソーダ回収ボイラーを示す概略図である。図２において、ソーダ回収ボイラーは、回収ボイラー１、デゾルバー２、デゾルバー排気筒３、排気筒に付設された１次熱交換器４、排気筒ダンパー５、缶水用給水タンク６から構成される。
【０００４】
回収ボイラー１では、リグニンなどの有機物を燃焼して熱源とする一方で、無機性薬品である苛性ソーダ、硫化ナトリウムなどを約８００℃に溶融した「スメルト」として回収される。
【０００５】
このスメルト７は、苛性化装置の洗浄工程から回収した弱液により溶解させ、強アルカリ性の「緑液」とされる。そして、その緑液を苛性化装置を用いて苛性化処理し、木材チップを蒸解する「白液」として再生される。
【０００６】
デゾルバー２（またはデゾルビングタンクと呼ぶ。）は、通常、回収ボイラー１の下側に設置され、スメルト７を溶解するための装置である。デゾルバー２では、溶融状態のスメルト７を弱液により直接溶解し、ほぼ沸騰に近い状態で操業されていることから、激しく水蒸気が発生する。
【０００７】
この発生した水蒸気は、デゾルバーに付設された排気筒３のダンパー５の開閉による自然通風で系外に排出されるが、この際、大量の熱、アルカリ塩を含む水滴、デゾルバー２内および一部は回収ボイラー１の炉内の臭気成分を含む空気が随伴、排出されている。パルプ製造の各工程の臭気ガス対策が進んだ現在では、これがパルプ工場における環境臭気の大きな原因となると同時に、スタックレインと呼ばれる塩類などを含む水滴となって装置周辺の汚染の原因となっている。
【０００８】
これに対応するため、ファンを設置し、デゾルバーの排気ガスを工場の集合煙突に導き、拡散範囲を拡げることによって工場周辺の臭気を低減させるなどの方法が一部で実施されている。しかし、気象条件などによる臭気成分の拡散の変化などの影響を受け、根本的な解決方法にはなっていないばかりか、ファンにダストが付着、連続操業のためにしばしばファンの掃除が必要など、安定操業の面でも問題があった。
【０００９】
本発明者らは、デゾルバー２の排気ガス中の成分を知るために排気ガスの性状を分析したところ、臭気成分としては、硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルサルファイド、ジメチルジサルファイドなどの少量でも臭気の強い硫黄化合物と相対的に多量のアンモニアが主要成分として検出され、他に無視できない量のアルカリ系ダストと多量の水蒸気を含むことを確認した。
【００１０】
硫黄系の臭気物質は、アルカリ性の吸収液を用いて処理することにより比較的処理しやすいが、酸性の吸収液では処理できない。アンモニアは、酸性の吸収液では処理しやすいが、アルカリ性の吸収液では処理できない。このように、酸性、アルカリ性の何れでも単独の吸収液では処理しきれないことがわかる。
【００１１】
また、酸化・燃焼によって無臭化できる余地もあるが、水分が非常に多いために対策が必要であることがわかる。
【００１２】
また、ダスト成分も多いことから、排気ファンへのスケールの付着による頻繁な操業トラブルの発生が容易に説明できる。さらに分析すると、これらダストは、炭酸ナトリウムや硫化ナトリウムからなる水溶性塩類が主成分であり、液化した水蒸気に溶解した状態で排出され、ファンなどの表面部分で水が失われることによって早いサイクルで析出し、安定化剤その他の方法による対処が困難であることがわかる。
【００１３】
これらの問題解決に当たって、従来より種々の解決方法が採られてきた。例えば、以下のような解決方法を挙げることができる。
【００１４】
多量の煤塵を含む燃焼排ガスをカルシウム系化合物を含有する水性吸収液に接触させて処理する技術（例えば、特許文献１参照）があり、所定の効果を得ているが、カルシウム系化合物の固液分離する必要があるが、装置が大型化するばかりでなく、廃石膏などの処分が必要となるという欠点がある。
【００１５】
また、排煙あるいは悪臭吸い込み口と、周囲から水を噴霧するノズルと、吐出口側にフィルターなどをファンスクラバーに付設した湿式洗浄スクラバーという技術（例えば、特許文献２参照）があるが、デゾルバーの排気ガス中の臭気成分は複雑であり、水洗、アルカリ洗浄、酸洗浄という単独の洗浄では臭気の低減効果が不充分であって、単独の装置では充分な臭気の低減効果は得られない。
【００１６】
ここで、ダストは水溶性であることから、ダスト除去の効果も期待できるが、大量の洗浄水が必要であること、洗浄水にダストが溶け込むために洗浄後の水の用途が著しく制限されること、さらには熱のロスの拡大につながること、など種々の欠点がある。
【００１７】
また、セメントキルンの排気ガスのカルシウム系のダストを洗い落とし、石膏を回収する工程において、塩酸などによる固形成分の溶解と塩酸の回収などを含む処理方法（例えば、特許文献３参照）も開示されているが、カルシウム系ダストが非常に多い場合には有効な方法ではあるものの長大な設備と新たな排水の処理設備などを必要とする欠点がある。
【００１８】
さらに、別の技術として、臭気物質を含む凝縮水のストリッピングによって発生する臭気物質を含む硫黄成分について、アルカリ性の水溶液を用いて処理し、硫黄分をパルプ製造工程内に回収する技術（例えば、特許文献４参照）があるが、この場合には、新たな排水処理を必要とせず、また、単純な設備で対応が可能となっているが、この方法では、排気ガスの処理工程がパルプ製造工程への新たなアルカリ流入源となるために系内のアルカリ仕掛かりが増加し、アルカリバランスが崩れる可能性がある。
【００１９】
また、デゾルバーの排気ガスの処理工程においては、従来排出されていた凝縮水がアルカリ性洗浄液中に回収され、工程内に戻されるために回収ボイラーと苛性化工程との間の水バランスを崩し、苛性化工程で洗浄水の使用可能量が減じ、苛性化工程のマッドの洗浄が悪化してキルンの安定性が低下し、パルプ製造工程の操業安定性が低下するという問題もある。
【００２０】
【特許文献１】
特開平０９−０１０５５０号公報
【特許文献２】
特開平０７−０５１５３４号公報
【特許文献３】
特開２００１−０１７９３９号公報
【特許文献４】
特開平０６−２２８８９６号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便な装置であって、アルカリバランスや水バランスを狂わせることなく、新たな排水処理負荷の発生もなく、熱回収率が高く、排気ガス中の臭気を低減化することができるクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置およびその方法を提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記に鑑み鋭意検討した結果、本発明のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置および方法を発明するに至った。
【００２３】
すなわち、本発明のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置は、クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置において、排気ガスを該回収ボイラーの１次燃焼空気に混合して臭気成分を該回収ボイラーで酸化分解するため、デゾルバーからの排気ガスより熱回収すると同時にその排気ガス側に循環洗浄水を流して排気ガス中の水蒸気の凝結強化および排気ガス中のダストの洗浄機能を付加した熱交換器を少なくとも１つ、該機能を付加した熱交換器を通過した残余のダストと凝結水を回収するサイクロン、および該サイクロンを通過して水蒸気およびダストが除去された排気ガスを１次燃焼空気に混合する設備を付加した該回収ボイラーを付設してなることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明において、上記機能を付加した熱交換器は、デゾルバーから排出された排気ガスを洗浄した洗浄水を貯留する該熱交換器シールタンクが該熱交換器底部に付設され、貯留された該洗浄水を該シールタンクから該熱交換器の頂部に導入する洗浄水循環系からなることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明において、サイクロンは、除去されたダストおよび水蒸気の凝結水を回収するサイクロンシールタンクを該サイクロン底部に付設されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する方法は、クラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する方法において、クラフトパルプ製造工程の排液（黒液）を濃縮燃焼したスメルトをデゾルバーに導入し、弱液により溶解処理するとともに、デゾルバーからの排気ガスより熱回収する工程の少なくとも１つの熱交換器の排気ガス側に循環洗浄水を流して排気ガス中の水蒸気の凝結を強化すると同時に排気ガス中のダストを洗浄し、該洗浄機能を付加した熱交換器を通過した残余のダストと凝結水をサイクロンで除去した後、サイクロンを通過して水蒸気およびダストが除去された排気ガスを１次燃焼空気に混合して該回収ボイラーで臭気成分を酸化分解することを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の本発明のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置および方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では、排気ガス中の水蒸気の凝結強化およびダストの洗浄機能を付加した熱交換器を１基設けた２次熱交換器として説明する。
【００２８】
本発明におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置の１例を示す概略図を図１に示す。図１において、ソーダ回収ボイラーは、回収ボイラー１、デゾルバー２、デゾルバー排気筒３、排気筒に付設された１次熱交換器４、缶水用給水タンク６、２次熱交換器１０、サイクロン１３から構成される。
【００２９】
２次熱交換器１０には、その底部に２次熱交換器シールタンク１１が付設され２次熱交換器１０の循環洗浄水１２を貯留し、該２次交換器１０の頂部より流入する循環系となっている。また、サイクロン１３には、サイクロン１３で除去されたダストおよび凝結水を回収するその底部にサイクロンシールタンク１４が付設されている。また、サイクロン１３にて処理された排気ガスを回収ボイラー１に送る排気回収ファン１５が付設されている。
【００３０】
すなわち、本発明におけるクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置は、（１）デゾルバーの排気ガス中の水分と除塵を行う装置、（２）ドレンの分離処理装置、（３）無臭化するための酸化分解装置より構成されるものである。
【００３１】
まず、（１）デゾルバーの排気ガス中の水分と除塵を行う装置では、２次熱交換器１０の表面に、２次熱交換器シールタンクに貯留された循環洗浄水１２を流入させ、絶えず循環させることによって、２次熱交換器１０表面へのスケールの成長を阻止すると同時に熱を最大限有効に活用させることができる。一方、通常の間接式熱交換器では、設置角度などの工夫により熱交換器の表面（チューブまたはプレート）に発生するドレンによりある程度の洗浄効果は期待できるが、洗浄効果は限定的で定期的なスケール洗浄を避けることはできない。
【００３２】
また、（２）ドレンの分離処理装置では、生成した炭酸ソーダなどの塩類を含むドレンを、まず主に２次熱交換器１０の循環洗浄水１２に吸収させ、次いでサイクロン１３で分離するもので、該サイクロン１３の底部にはサイクロンシールタンク１４が付設され、除去されたダストおよび水蒸気の凝結水を回収できる。因みに、ドレンは緑液中への回収も可能ではあるが、緑液への回収は苛性化工程での洗浄水を減ずるため工程安定化の観点からは適切ではない。それよりも活性汚泥による処理は回収したアンモニアを活性汚泥の窒素源として活用できること、パルプ工場は通常パルプ系からの排水の処理のために活性汚泥を併設していることから、こちらの方がより適切と考えられる。
【００３３】
さらに、（３）無臭化するための酸化分解装置では、除塵、水分を減じた排気ガスを回収ボイラー１の１次空気の一部として、１次燃焼空気８を回収ボイラー１に導入し、自己循環させて排気ガス中の臭気を酸化分解させることができる。一方、従来では、除塵、水分を減じた臭気ガスは既存の熱分解装置、化学的酸化分解処理、ボイラーなどの燃焼装置での処理が可能ではあるが、これらはいずれも新たな別のエネルギーを必要とする欠点がある。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例をあげて、本発明をより具体的に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではない。
【００３５】
比較例１
図２は、従来におけるソーダ回収ボイラーを示す概略図であり、これを用いて説明する。回収ボイラー１に、クラフトパルプ製造工程の排液（黒液）と１次燃焼空気８を送入し、燃焼して、有機物を熱に変換して回収すると同時に、蒸解無機薬品をスメルト７として回収した。
【００３６】
回収したスメルト７は、デゾルバー２内にて弱液を加えて緑液に変換させた。この時、発生する水蒸気、その他は、自然通風によってデゾルバー排気筒３上部のダンパー５開放して排気した。その間、排気の熱エネルギーの一部は、１次熱交換器４により回収され、缶水用水９を加熱して缶水用給水タンク６に回収した。この場合、デゾルバー排気筒３のダンパー出口からは水蒸気と共に臭気物質、ダスト、無機物を含む凝結水であるスタックレインが漏出した。
【００３７】
＜運転条件＞
クラフトパルプ製造工程の排液（黒液）の固形分処理量約６００ｔ／日、デゾルバー排気ガスの量９０００ｍ３Ｎ／時、１次燃焼空気の量５４０００ｍ３Ｎ／時、缶水用水の供給量８６ｍ３／時、１次熱交換器流入デゾルバー排気ガスの温度８５℃、缶水用水の供給温度２８℃の条件で運転した。
【００３８】
実施例１
図１は、本発明におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置の１例を示す概略図であり、これを用いて説明する。図２との違いは、主な設備として循環洗浄水設備を伴う２次熱交換器１０、サイクロン１３および排気回収ファン１５を付加した点である。デゾルバー排気筒３のダンパー５を閉じ、デゾルバーの排気ガス１６を２次熱交換器１０に導入し、缶水用水９に熱を移して温度を下げると同時に、大半のダストと水分を除去し、さらにサイクロン１３により大部分のダストと水分を除去した後、回収排気ファン１５を経て１次燃焼空気８に加えるよう配管した。
【００３９】
缶水用水９は、図２の場合とは異なり、１次熱交換器４に入る前に２次熱交換器１０で一段加熱されてから１次熱交換器４に入るよう配管した。２次熱交換器１０の循環洗浄水１２は、２次熱交換器シールタンク１１よりポンプアップされ、２次熱交換器１０の頂部に至り、熱交換界面の排気ガス側を流れ、アルカリダストを溶解すると同時に排気ガス中の水蒸気の凝結水を加えてシールタンク１１に戻るように配管した。凝結水が加わるため、通常の運転状態では２次熱交換器シールタンク１１からはオバーフローが出ることになる。
【００４０】
２次熱交換器１０で除去しきれなかったダストと凝結水は、サイクロン１３で取除き、サイクロンシールタンク１４に回収するように配置した。夫々のシールタンクのオーバーフローは排水処理に回した。排水処理に回した凝結水などの量は、略毎時３〜５ｍ３程度であり、本発明では凝結水中のアンモニアが活性汚泥の窒素源として活用され、新たな排水処理負荷の増とはならなかった。また、特許文献４では、洗浄液にアルカリ性の薬品を使用しているが、本発明では、洗浄液にアルカリ性の薬品を使用しないために、系内にアルカリが溜まることもなく、アルカリバランスも変化させることがなかった。
【００４１】
＜運転条件＞
クラフトパルプ製造工程の排液（黒液）の固形分処理量約６００ｔ／日、デゾルバー排気ガスの量９０００ｍ３Ｎ／時、１次燃焼空気の量５４０００ｍ３Ｎ／時、缶水用水の供給量８６ｍ３／時、２次熱交換器の循環洗浄水の循環量９ｍ３／時、１次熱交換器流入デゾルバー排気ガスの温度８５℃、缶水用水の供給温度２８℃の条件で運転した。
【００４２】
上記の比較例１および実施例１より、下記のような結果を得た。
＜結果＞
比較例１に対して、実施例１では、デゾルバー排気ガスの１次燃焼空気への合流時温度は、４０℃まで降下し、缶水用水の缶水用給水タンクへの流入温度は７５℃まで上昇して熱回収した。図２における１次熱交換器のみの場合に比較して約４０℃向上した。
【００４３】
また、臭気モニターによる臭気報告日数は、従来、年間約１００日であったものがほぼゼロになった。スタックレインについては、処理なしでは、デゾルバー排気筒周辺で発生した点状の汚れが皆無になった。オバーフロー水については、既存の排水処理系に合流させたが異常はなかった。
【００４４】
さらに、付加的効果として、排気回収ファンを用いて強制排気するため、スメルトスポート廻りの排気改善によって熱がこもることがなくなり、作業者への安全性も改善できた。
【００４５】
【発明の効果】
上記より、本発明のクラフトパルプ製造におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置およびその方法は、簡便な装置であって、アルカリバランスや水バランスを狂わせることなく、新たな排水処理負荷の発生もなく、熱回収率が高く、排気ガス中の臭気を低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるソーダ回収ボイラーの臭気を低減する装置の１例を示す概略図である。
【図２】従来におけるソーダ回収ボイラーを示す概略図である。
【符号の説明】
１  回収ボイラー
２  デゾルバー
３  デゾルバー排気筒
４  デゾルバー排気筒に付設された１次熱交換器
５  排気筒ダンパー
６  缶水用給水タンク
７  スメルト
８  １次燃焼空気
９  缶水用水
１０  ２次熱交換器
１１  ２次熱交換器シールタンク
１２  循環洗浄水
１３  サイクロン
１４  サイクロンシールタンク
１５  排気ガス回収ファン
１６  排気ガス
【図１】
2004223506.tif 000003
【図２】
2004223506.tif 000004