JPH04241185A - 硫酸セルロース処理過程の硫化度の調節方法 - Google Patents

硫酸セルロース処理過程の硫化度の調節方法

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JPH04241185A JP3168033A JP16803391A JPH04241185A JP H04241185 A JPH04241185 A JP H04241185A JP 3168033 A JP3168033 A JP 3168033A JP 16803391 A JP16803391 A JP 16803391A JP H04241185 A JPH04241185 A JP H04241185A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硫酸セルロース工場か
らの硫黄放出物に関し、特にそれらの放出物を、蒸発段
階中の黒液を蒸煮温度よりも高い温度に加熱し、その黒
液をフラッシュ蒸発し、硫黄含有ガスをそれから分離す
ることにより減少させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】木材は、NaOH及びNa2Sを含有す
る白液を用いた硫酸塩蒸煮法により処理し、それによっ
てリグニンを溶解し、セルロース繊維を分離する。次に
セルロース繊維(パルプ)と蒸煮用化学物質との混合物
を水で処理すると黒液を生ずる結果になる。次にその黒
液を蒸発プラントで蒸発することにより濃縮する。その
ようにして濃縮された黒液をソーダ回収ボイラーで燃焼
し、それによって生じた主にNa2S及びNa2CO3
 を含有する化学溶融物を水に溶解し、緑液を生成させ
る。その緑液を次に苛性石灰(CaO)により苛性化し
、NaOHと、主にCaCO3 を含む石灰スラッジと
を含む白液にする。この白液を蒸煮器へ戻し、石灰スラ
ッジを、石灰スラッジ再燃焼キルンでか焼して苛性石灰
にし、それを苛性化工程へ再循環する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】硫酸塩セルロース工場
では、硫黄放出物は主にソーダ回収ボイラー、蒸発プラ
ント、及び蒸煮室で発生する。セルロース工場による環
境汚染を減少させるため、硫黄放出物を最少にすべきで
ある。黒液の乾燥固形物含有量を減少させると、ソーダ
回収ボイラーの硫黄放出物が減少することが見出されて
いる。他方、その結果として、緑液の硫黄含有量は増大
し、そのため黒液の硫黄含有量と同様白液の硫化度の増
大をもたらすことになる。その結果、蒸発プラントの全
硫黄放出物が、上述の如き黒液中の硫黄の連続的増大の
結果として増大するであろう。本発明は、蒸発工程中で
あるが、その最終段階前に硫黄含有ガスを除去すること
によりこの問題を解決することに関する。
【0004】フィンランド特許出願公告75615(米
国特許第4,929,307 号)には、黒液の粘度を
、その液を蒸煮温度より高い温度に加熱することにより
減少させることができることが示されている。その結果
、ソーダ回収ボイラーの硫黄放出物を減少させながら、
黒液を一層高い乾燥固形物含有量まで蒸発することがで
きる。また米国特許第2,711,430 号明細書に
は、黒液の加熱は有機硫黄化合物の遊離を起こすことが
記載されている。
【0005】
【課題を解決するための手段】驚いたことに、上述の現
象を全く新しいやり方で利用することができることが発
見された。従って、本発明の目的は、上述の現象を硫酸
塩セルロース工場での硫化度を制御するのに利用するこ
とにある。
【0006】本発明の前述の目的及び他の目的は、蒸発
の最終段階又は最終的効果の前に黒液を加圧・加熱反応
器容器中で蒸煮温度より高い温度で加熱処理することに
より硫黄化合物を含有するガスの形で黒液からの硫黄を
除去し、その熱処理中、反応容器中の黒液の熱処理温度
及び(又は)保持時間を調節することにより白液の硫化
度を調節することにより達成される。
【0007】黒液から、それがソーダ回収ボイラーで燃
焼される前に硫黄を除去すると、その溶融物の硫黄含有
量は減少し、その結果緑液及び白液の硫黄含有量も減少
する。パルプ工場からの硫黄の全放出量も、白液の硫化
度の減少により減少する。
【0008】黒液の熱処理では、そこに含まれている一
般に約1〜3重量%の乾燥固形物が、硫化ジメチル(D
MS)含有ガスとして遊離されるであろう。黒液がソー
ダ回収ボイラーへ供給される前に黒液からそのガスを分
離することにより、ボイラー中へ流れる乾燥固形物の体
積は減少し、従ってボイラーに対する負荷も減少する。
【0009】更に、反応容器中での黒液の熱処理温度及
び(又は)保持時間を調節することにより、黒液から発
生する硫黄の量を制御し、それによってそこから再生さ
れる白液の硫黄含有量を希望の水準に調節することがで
きることが見出されている。
【0010】本発明に従い、熱処理は、黒液を約170
 〜200 ℃、好ましくは190 ℃より高い温度で
加圧加熱することにより、最終的蒸発段階又は効果の直
前に行われるのが好ましい。処理時間は温度及び黒液の
量に依存する。保持時間は典型的にはかなりの量の硫黄
化合物を含有するガスを発生するように、約20分であ
る。
【0011】本発明を更に例として図面を参照して記述
する。図1中、六つの蒸発段階又は効果E I〜EVI
を有する多段階蒸発器装置が例として示されている。洗
浄領域からの約18%の乾燥固体含有量を有する薄い黒
液が、ライン又は導管2を通って段階EVIへ供給され
る。六つの蒸発器は、米国特許第3,366,158 
号明細書に記載の降下膜型蒸発器の如き慣用的型のもの
であり、その場合液体は加熱表面に沿って連続的膜とし
て流下し、水蒸気又は任意の他の源からの蒸気の如き熱
い蒸気により加熱される。段階EVで蒸発により発生し
た蒸気は導管4を通って段階EVIへ送られ、段階EV
I中で加熱用蒸気として用いられる。段階EVIから蒸
発した液体は導管6を通って次の段階EVへ移され、そ
の段階は前の段階と比較して一層高い温度及び圧力を有
する。同様に、液は段階EVから導管8を通って段階E
IVへ移され、段階EIVから導管10を通って段階I
II へ移される。段階E IIIからの蒸気は導管1
2を通って段階EIVへ送られ、段階EIVから導管1
4を通って段階E Vへ送られる。
【0012】蒸発の結果として、黒液の乾燥固体含有量
は図1に示された例では37%の値へ増大する。この幾
らか濃縮された黒液を、導管16を通って多段階フラッ
シュ蒸発器・加熱器装置へ移され、更に濃縮される。そ
の装置は熱交換器HEX I〜HEXVII 、フラッ
シュタンクFT I〜FTVI、及び反応容器18を有
する。熱交換器及びフラッシュタンクは、黒液が、熱交
換器を通って流れる黒液に対し向流的にフラッシュタン
クを通って流れ、液体の膨張で発生した蒸気が直接熱交
換器中の液体を加熱するのに用いられるようなやり方で
操作上一緒に結合されている。例えば、熱交換器は導管
20、22、24、26、28及び30を通って直列に
接続される。フラッシュタンクは操作上導管36、38
、40、42及び44を通って直列に接続される。フラ
ッシュタンクは操作上熱交換器に導管46、48、50
、52、54及び56を通って接続される。蒸発プラン
トから来る黒液はポンプで熱交換器HEXIへ導管16
を通って送られる。HEX Iでは、この液はフラッシ
ュタンクFT Iから導管46を通ってきた蒸気によっ
て加熱される。
【0013】同様に、液は熱交換器HEXII〜HEX
VI中で、フラッシュタンクFTII〜FTVIからの
蒸気で加熱される。液は最後の熱交換器HEX VII
中で導管68を通ってきた新しい蒸気又は水蒸気で加熱
され、然る後、それは導管32を通って上記加圧加熱の
ための反応容器18へ移される。反応容器18から液は
導管34を通ってフラッシュタンクFTVIへ移される
。液体は直列に接続されたフラッシュタンク中で約13
バールの圧力から約2バールの圧力まで段階的に膨張し
、その温度は低下する。最後のフラッシュタンクFT 
Iからの液はポンプにより蒸発プラントの段階EIIへ
導管70を通って送られ、更に導管72を通って段階E
 Iへ送られる。段階EIは導管78からの新しい蒸気
又は水蒸気により加熱される。段階E Iの蒸発による
蒸気は導管74を通って段階EIIへ送られ、段階EI
Iからの蒸気は対応するやり方で導管76を通って段階
E IIIへ送られる。
【0014】ここに記載した加圧加熱工程の目的は、一
方では最終的蒸発段階で濃縮すべき黒液の粘度を減少さ
せ、それによって黒液の蒸発及び続く処理をやり易く且
つ改良し、他方でそれから硫黄を除去することにある。 これらの目的は、図1に示した装置中で黒液の温度を、
熱交換器HEX I〜HEX VII中でその液を順次
加熱することにより約90℃から約191 ℃へ段階的
に上昇させ、反応器18中でその温度に黒液を約20分
間維持することにより達成される。この手順の結果とし
て、黒液のリグニン分子は分裂し、それが前述の粘度減
少を与える結果になる。粘度減少により蒸発プラントの
段階E Iでの黒液の最終的濃縮は促進され、約80%
の乾燥固体含有量になる。同時に、リグニンのメトキシ
基が除去され、DMSが生成する。
【0015】フラッシュタンクから出た液の膨張蒸気を
熱交換器HEX I〜HEXVI中で凝縮させると、第
二の凝縮物がその中に生ずる。この凝縮物を圧縮板を通
って高い圧力で作動する熱交換器から低い圧力で作動す
る熱交換器へ導管58、60、62、64及び66を通
って移動させる。凝縮物は低い圧力で作動する熱交換器
に達すると、膨張し、非凝縮性ガスを発生し、第二凝縮
物の流れとは向流的に熱交換器中を流れる液体に熱を放
出する。硫黄化合物を含有する非凝縮性ガスは熱交換器
から排出され、共通ガス排出管80へ送られる。その排
出管は、図2に示されているように硫黄回収又は除去装
置に接続されている。
【0016】図2は、記載の加圧加熱工程で黒液から取
り出された硫黄化合物含有ガスを、一方は全て又は実質
的に全ての硫黄化合物を含有し、他方は実質的に硫黄を
含まない二つの部分に分割する装置を概略的に例示して
いる。図1に示された装置で生成した硫黄含有ガスは、
導管80を通って送られ、慣用的二領域充填塔84へ移
すされる。塔84では、これらのガスはそれらの領域の
間へ送られる。蒸気又は水蒸気が導管86を通って塔8
4の底部へ供給される。
【0017】図2に示されているように塔84から出た
硫黄含有ガスは冷却器88で冷却され、一方はメタノー
ルを含有する実質的に硫黄を含まない凝縮物の化合物、
他方は硫黄化合物の大部分又は全てを含むガスからなる
二つの部分が発生する。冷却器88からの凝縮物の一部
分を、導管90によって塔84の上部へ供給する。凝縮
物の残りの部分を導管90により燃焼器100 へ供給
し、そこでそれを燃焼し、熱回収装置102 中で熱を
回収する。硫黄化合物の殆どを含むガスからなる部分は
、冷却器88から出て導管92を通り燃焼器94へ送ら
れ、そこでそれは燃焼される。この燃焼で生じた熱は熱
回収装置96で回収され、発生したSO2 は吸収装置
98中で水、NaOH溶液又は白液中に吸収されるか、
又はSO2 は凝縮される。
【0018】蒸煮器、蒸発プラント、ストリッピングカ
ラムの如きパルプ工場の他の部分で生じた硫黄含有ガス
を、図1に示した加圧加熱段階で発生したガスと一緒に
し、導管80を通って充填塔84へ供給することもでき
る。
【0019】導管80中のガス流中の硫黄化合物は、本
発明の範囲から離れることなく、他の既知の方法を用い
て回収又は分離することもできることは明らかである。
【0020】本発明の好ましい態様に適用されたものと
して、本発明の基本的な新規な特徴を示し、記述し、指
摘してきたが、例示した形態及び詳細な点及び工程操作
について種々の省略、置き換え、及び変化を、本発明の
本質から離れることなく当業者によって行えることは分
かるであろう。従って本発明は、特許請求の範囲によっ
て示されたことによってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法を実施するための多段階フラ
ッシュ蒸発器及び加熱器装置の概略的構成図である。
【図2】硫黄含有ガス流から硫黄化合物含有部分を分離
するための装置の概略的構成図である。
【符号の説明】
EVI〜E I  蒸発段階 HEX I〜HEX VII  熱交換器FT I〜F
TVI  フラッシュタンク18  反応容器 84  二領域充填塔 88  冷却器 94、100   燃焼器 96、102   熱回収装置 98  吸収装置

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  木材チップを蒸煮器中で蒸煮温度で蒸
    煮することにより黒液を生成させ、前記黒液を多段階蒸
    発器装置中で蒸発させ、前記黒液を最後の蒸発器段階の
    前に前記蒸発器装置から取り出し、前記黒液を最後の蒸
    発段階の前に容器中で前記蒸煮温度より高い温度へ加熱
    し、前記加熱された黒液を前記容器中で予め定められた
    時間維持し、前記黒液をフラッシュ蒸発させることによ
    り硫黄含有ガスを発生させ、そして前記硫黄含有ガスを
    前記フラッシュ蒸発した黒液から除去する、諸工程から
    なることを特徴とする硫酸セルロース処理過程の硫化度
    を調節する方法。
  2. 【請求項2】  フラッシュ蒸発した黒液から白液を発
    生させ、前記白液の硫化度を、保持時間及び温度の一方
    を調節することにより調節する付加的工程を含むことを
    特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  硫黄含有ガスを燃焼してSO2 を形
    成する付加的工程を含むことを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】  SO2 を、水、水酸化ナトリウム溶
    液、又は白液のいずれかに吸収させることを特徴とする
    請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】  SO2 を凝縮することを特徴とする
    請求項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】  硫黄含有ガスを、実質的に全ての硫黄
    を含む第一部分と、実質的に硫黄を含まない第二部分に
    分け、それらの部分を夫々別々に燃焼する付加的工程を
    含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】  硫黄含有部分を冷却器なかで分離する
    ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】  黒液のフラッシュ蒸発を、圧力が減少
    していく多段階フラッシュ蒸発器中で行うことを特徴と
    する請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】  黒液を170 ℃より高く、好ましく
    は190 ℃より高い温度に加熱することを特徴とする
    請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】  温度が5〜60分、好ましくは10
    〜30分間維持されることを特徴とする請求項9に記載
    の方法。
  11. 【請求項11】  黒液を加熱する工程が、多段階蒸発
    器装置の最後の蒸発段階直前に行われることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
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