JPH01260085A - 硫化ソーダ含有水溶液の向流充填塔式空気酸化法とその装置 - 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］ この発明は硫酸塩パルプ製造時に得られる硫化ソーダ含
有水溶液（白液、緑液、黒液）の空気酸化法とその装置
に関する。

［従来の技術］ 硫酸塩パルプは、パルプ原料に水酸化ナトリウムと硫化
ナトリウムの混合液を添加して加圧蒸煮する方法で製造
されるが、ここで得られる蒸煮廃液は一般に「黒液」と
称せられ、この廃液を濃縮後、燃焼させてソーダ融解物
とし、これを水に溶かした所謂「緑液」を、さらに生石
灰で苛性化したアルカリ溶液は、一般に「白液」と呼ば
れている。この白液は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウ
ムの混合液であるので、硫酸塩パルプの製造では、これ
をパルプ原料の蒸煮に再使用するのが通例であるが、そ
の一方で、白液はパルプの漂白工程に必要なアルカリ源
にも利用されている。

しかし、硫酸塩法での白液は硫化ソーダを含有している
ため、これをパルプの漂白に利用する場合には、予め白
液中の硫化ソーダを除去又は減少させておかなければな
らない、硫化ソーダはパルプに損傷を与えるからである
。白液に含まれる硫化ソーダの除去乃至は低減化には、
従来、次のような空気酸化法が使用されている。

その一つは竪型タンクに白液を滞留させ、タンク底部か
ら空気を吹き込んで白液中の硫化ソーダを下記のように
酸化するものである。

２Ｎａ、Ｓ÷２０．　＋　Ｈ，Ｏ−＋　２ＮａＯＨ＋　
Ｎａ、Ｓ、０゜そして、他の一つは固体触媒を充填した
反応器に、白液と空気の混合物を供給して接触化学反応
によって硫化ソーダを空気酸化するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来採用されている白液空気酸化法のなかにあって、前
記のタンク方式は、白液の静圧類に打ち勝つ圧力を持っ
た空気をタンク内に吹き込まなければないために、空気
ブロアーとしてルーツ式のものを用いているが、このブ
ロアーは高価であるばかりでなく、消費電力も非常に大
きい不利がある。さらに、この方式で白液中の硫化ソー
ダを充分酸化するためには、８〜９時間もの長時間に亘
って、空気を吹き込む必要があるので、白液中の水酸化
ナトリウムが、空気中の炭酸ガスが下記のように反応し
て目減りする不都合もある。

２ＮａＯＨ”　ＣＯ３→Ｎａ＝Ｃ０ａ　”　Ｈ＊０一方
、触媒反応器方式は、触媒の作用で水酸化ソーダと炭酸
ガスの反応を抑制し、硫化ソーダの酸化反応だけを選択
的に進行させることができる点で優れているが、約３０
ｋｇ／ａｊＧもの高い反応圧力を必要とする。このため
に用いる空気吹き込み用の圧縮機は、タンク方式の場合
の空気ブロアー以上に高価で、消費電力もさらに大きく
なる。そればかりでなく、この方式では触媒表面にカル
シウム分が析出することで、触媒が活性低下を招来する
問題がある。すなわち、緑液から白液を得る苛性化工程
中で生石灰を使用している関係上、白液中には飽和溶解
度相当の炭酸カルシウムが含まれるが、これは触媒表面
に漸次析出するので、時間の経過と共に触媒活性が低下
する。従って、触媒反応器方式では、定期的に触媒を酸
洗いしなければならない煩わしさがあり、その際排出さ
れる酸性液の処理にも配慮を必要とする。

緑液や黒液を空気酸化する場合も同様であって、例えば
蒸発缶で処理する前の予備処理として黒液を空気酸化す
る場合、あるいはバルプ工場で発生する酸性ガスの洗浄
用に緑液を利用するに際して、その予備処理として緑液
を空気酸化する場合には、従来の空気酸化法は必ずしも
賞月できない。

［課題を解決するための手段］ 本発明は従来法で指摘されている上記の如き各種の問題
点を一挙に解消できる新しい向流充填塔式空気酸化法と
その装置を提供する。

すなわち、本発明の方法は、気液接触用充填物を詰めた
充填層とその下方に位置するチムニ−トレイとの組合せ
で構成される少なくとも一つの気液接触段を塔の上部域
に具え、塔頂に未酸化の白液又は緑液の供給ノズルと廃
空気の排出ノズルとを有する段塔の塔頂部に白液又は緑
液を供給し、前記接触段の下方に供給される空気につい
ては黒液の噴震液滴と接触させて空気中の炭酸ガスをこ
れに吸収させた後、実質的に炭酸ガスを含まない空気を
、前記接触段を流下する白液又は緑液と接触させて白液
又は緑液を酸化し、液との接触を終了した廃空気を前記
排出ノズルから塔外に放出させると共に、酸化された白
液又は緑液を、最下接触段のチムニ−トレイから塔外に
抜き出すことを特徴とする。

そして１本発明の方法を実施するに適する装置は、ほぼ
垂直な塔の上部域に、気液接触用充填物を収めた充填層
と、その下方のチムニ−トレイとからなる少なくとも一
組の気液接触段を設置し、塔頂部に白液又は緑液の供給
ノズルと廃空気の排出ノズルを設け、また最下段のチム
ニ−トレイには酸化法の白液又は緑液を塔から抜き出す
ための排出ノズルを設け、さらに最下段のチムニ−トレ
イの下方に、黒液を下向きに噴霧するためのノズルを設
けると共に、塔の最下部に黒液排出ノズルを設けてこの
二つのノズルの間に空気供給ノズルを設けた構成にある
。

本発明に於いて、空気酸化の対象物が黒液である場合に
は、その黒液は塔頂にだけ供給され。

塔下部域で噴震されることはない。

［作　　　用］ 白液の空気酸化を例にとって第１図により本発明を説明
すると、タンク１内の未酸化白液は、ポンプ２により白
液酸化塔３の塔頂に供給される。白液酸化塔３はその上
部域に気液接触用充填物を収めた充填層４と、その下方
に位置するチムニ−トレイ５とで構成される少なくとの
一つの気液接触段を有するが１図面では、二つの気液接
触を設けた例が示されている。最下段のチムニ−トレイ
５の下方には、ライン６を経て供給される黒液の噴霧ノ
ズル７が設けられ、ここから下向きに噴霧された黒液は
、液液留部８を経て塔外に取り出される。この黒液の一
部は必要に応じて再度噴霧ノズル６に循環することがで
きる。酸化用空気は空気ブロアー９からライン１０を経
由し、噴霧ノズル７と液液留部８との中間位置で、酸化
塔３に供給されて塔内を上昇する。

酸化塔３の塔頂に供給された未酸化の白液は。

充填層内の充填物表面を薄膜状で流下しつつ、塔内を上
昇する空気と向流的に接触するが、本発明では塔内に供
給された空気が、未酸化白液との接触に先立って、ノズ
ル７から噴霧される黒液の液滴と接触して空気中の炭酸
ガスを吸収除去させる。尚、図示を省略したが、当該領
域には空気と黒液との接触効率の向上を図るために、塔
上部域と同様な気液接触段を設置することも有効な方法
である。黒液との接触によって。

空気に含まれる炭酸ガスは黒液に吸収されるので、塔上
部域の気液接触段に上昇して来る空気は、炭酸ガスを実
質的に含んでいない、従って、この空気と自流的に接触
した未酸化白液中の硫化ソーダは、 ２Ｎａ、Ｓ　＋　２０．　＋　Ｈ２Ｏ→２ＮａＯＨ＋　
Ｎａ、５２０３の如く酸化されるのみで、液中の水酸化
ソーダが炭酸ガスによって、 ２ＮａＯＨ＋　ＣＯ＊→Ｎａ、ＧＯａ　＋　Ｈ，０の如
く中和されてしまうことがない。

こうして空気酸化された白液は、最下段のチムニ−トレ
イから塔外に取り出され、ライン１１を経て酸化白液タ
ンク１２に回収される。この酸化白液は必要に応じてポ
ンプ１３及びライン１４を介して酸化塔３に循環するこ
とができる。また、空気中の炭酸ガスを吸収して塔底か
ら排出される黒液の一部は白液を空気酸化する際の触媒
として、未酸化白液に添加することも可能である。

本発明に於いて、白液酸化塔３の気液接触段に使用する
充填物としては、ラシヒリング、ポールリング、テラレ
ット、マクマホンバッキングその他の各種の気液接触用
充填物がいずれも使用可能であるが、本発明者の実験に
よれば、住友重機械工業（株）製の住友／スルザー・バ
ッキング（商品名）あるいは住友／スルザー・メラパッ
ク（商品名）が、本発明で使用する充填物として最も適
している。

［発明の効果］ 本発明の酸化塔は常圧運転が可能で、しかも塔内での圧
力損失が極めて小さいので、空気ブロアーの電力消費を
従来法の１７１０程度に低減させることができる。また
、空気と白液との接触に先立って、空気中の炭酸ガスを
黒液にて除去しているので、空気酸化に際して白液に含
まれる水酸化ソーダが目減りすることもない、さらにま
た、本発明は固体触媒を使用していないので、炭酸カル
シウムが充填物に付着する心配もない。

そしてまた、本発明の空気酸化法とその装置は、白液を
空気酸化する場合だけに限らず、黒液を蒸発缶で処理す
る前の予備処理として、黒液を空気酸化する場合に利用
できる外、パルプ工場で発生する酸性ガスの洗浄用とし
て緑液を使用する場合に、その予備処理としての緑液の
空気酸化法として利用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローシートである。 １：未酸化白液タンク　２：ポンプ　３白液酸化塔　４
：充填層　５：チムニ−トレイ６：黒液供給ライン　７
：噴震ノズル　８：液液留部　９：空気ブロアー　１１
＝酸化白液ライン　１２二酸化白液タンク　１３：ポン
プ　１４：酸化白液循環ライン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気液接触を高めるための充填物を詰めた充填層とそ
   の下方に位置するチムニートレイとの組合せで構成され
   る少なくとも一つの気液接触段を塔の上部域に具え、塔
   頂に白液又は緑液の供給ノズルと、廃空気の排出ノズル
   とを有する充填塔の塔頂部に白液又は緑液を供給し、前
   記接触段の下方に供給される空気を、黒液の噴霧液滴と
   接触させて空気中の炭酸ガスをこれに吸収させた後、実
   質的に炭酸ガスを含まない空気を、前記充填層を流下す
   る白液又は緑液と気液接触させて白液又は緑液を酸化し
   、白液又は緑液との気液接触を終了した廃空気を前記排
   出ノズルから塔外に排出させると共に、酸化された白液
   又は緑液を、最下接触段のチムニートレイから塔外に抜
   き出すことを特徴とする白液又は緑液の向流充填塔式空
   気酸化法。 ２、気液接触を高めるための充填物を収めた充填層とそ
   の下方に位置するチムニートレイとの組合せで構成され
   る少なくとも一つの気液接触段を塔の上部域に具え、塔
   頂に黒液の供給ノズルと、廃空気の排出ノズルとを有す
   る充填層の塔頂部に黒液を供給し、前記接触段の下方に
   供給される空気を、前記充填層を流下する黒液と気液接
   触させて黒液を酸化し、黒液との気液接触を終了した廃
   空気を前記排出ノズルから塔外に排出させると共に、酸
   化された黒液を、最下接触段のチムニートレイから塔外
   に抜き出すことを特徴とする黒液の向流充填塔式空気酸
   化法。 ３、ほぼ垂直な塔の上部域に、気液接触用充填物を詰め
   た少なくとも一つの充填層と、各充填層の下方にチムニ
   ートレイとを設置し、塔頂部に白液又は緑液の供給ノズ
   ルと廃空気の排出ノズルを設け、また最下段のチムニー
   トレイに酸化された白液又は緑液を塔外に抜き出すため
   の排出ノズルを設け、また一方で最下段のチムニートレ
   イの下方に、黒液を下向きに噴霧するためのノズルを設
   け、塔の最下端と本ノズルとの間に空気供給ノズルを設
   けてなる向流充填塔式空気酸化装置。 ４、ほぼ垂直な塔の上部域に、気液接触用充填物を詰め
   た少なくとも一つの充填層と、各充填層の下方にチムニ
   ートレイとを設置し、塔頂部に黒液の供給ノズルと廃空
   気の排出ノズルを設け、また最下段のチムニートレイに
   酸化された黒液を塔外に抜き出すための排出ノズルを設
   け、また最下段のチムニートレイと塔の最下端との間に
   空気供給ノズルを設けてなる向流充填塔式空気酸化装置
   。