JPH0432791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガス化固形燃料でもつて石灰スラツ
ジ再焼成キルンを燃焼させることに関する。

［従来技術］ 回転炉のような石灰スラツジ再焼成キルンと
は、硫酸塩法またはソーダ法に従つてパルプを製
造する場合、消化において形成された石灰スラツ
ジ（CaCO₃）を焼成スラツジ（CaO）に再焼成
するのに使用するものを意味する。

木材からのパルプの製造は通常、硫酸塩法また
はソーダ法に従つて木材を蒸解することにより実
施される。蒸解プロセスは連続またはバツチ型の
プラントで実施され、このプロセスでは（硫酸塩
法においては）木材がNaOHとNa₂Sから成る蒸
解液と共に充填され、木材のリグリン分の大部分
が溶解される。その後に蒸解で形成したパルプを
第２工程で洗浄して精製する。満足な品質を達成
するには、洗浄パルプをしばしばふるい分けと各
種漂白剤による漂白とによつて処理する。

処理後仕上がりパルプは、パルプ乾燥機、また
は製紙工場に直接供給される。

パルプ洗浄から発生する廃液は、溶解した木材
物質と蒸解で充填した薬剤を含有している。これ
らを回収するには、廃液は通常、蒸発プラトンで
水分量の大部分を蒸発させて濃縮し、その後廃液
をいわゆる回収ボイラーで焼成し、このボイラー
において充填薬剤をいわゆる緑液中にNa₂CO₃の
状態で回収する。蒸解法の選定によつては、
Na₂Sも緑液中に見出だされる。回収薬剤を蒸解
プロセスで再循環させることを可能にするには、
緑液のNa₂CO₃分をNaOHに変えねばならない。
このことは通常、いわゆる消化反応で緑液を焼成
石灰（CaO）でもつて処理することにより実施さ
れる。

Na₂CO₃＋CaO＋H₂O →2NaOH＋CaCO₃ 上記再循環をクローズ化するには、次いで次の
反応式に従つて石灰スラツジ再焼成キルンにおけ
るいわゆる石灰スラツジ再焼成により、形成石灰
スラツジ（CaCO₃）を焼成石灰（CaO）に変え
ねばならない。

CaCO₃＋エネルギー→CaO＋CO₂ 上記の如くこの石灰スラツジ再焼成は通常、回
転筒状石灰スラツジ再焼成キルン内で実施され、
その中で冷たい水含有石灰スラツジを、キルンの
対向端で一般にオイルまたは天然ガスの燃焼によ
つて発生させた煙道ガスに対して向流的に通過さ
せる。石灰スラツジはキルン内で乾燥、加熱およ
び再焼成の反応を順次受け、焼成スラツジが形成
される温度は一般に約1200〜1400℃である。

エネルギー価格が高いことにより、パルプ産業
界では、エネルギー経済性を改良することが、そ
して好ましくはオイル必要量を減少することも、
常に試みられている。最近では、全体の熱経済性
が順次に改良されている。その結果、現在ではパ
ルプ産業界の全オイル必要量の大部分が石灰スラ
ツジ再焼成キルンで必要とされているのである。

木材採集方法の変化は、多くのパルプ工業が木
材燃料を取り入れることが増大するであろうこと
を意味している。それ故、パルプ産業が固形燃料
を例えば石灰スラツジ再焼成キルンの燃焼に利用
できるのであれば、有利なことである。固形燃料
は、好ましくは木材、バーク、木材廃物およびピ
ートのような種類の燃料を意味するのであるが、
石灰や他の固形燃料も包含される。

しかしながら、例えば石灰スラツジ再焼成キル
ンで粉末状態の固形燃料を直接燃焼させる試験で
は、燃料中のケイ素およびアルミニウム分の大部
分がプラントの薬剤の循環内に入り込み、例えば
蒸発器の湯垢として問題を引き起こすことが判明
した。

現在のクローズ化されたパルプ工業では、これ
ら物質の自然出液が充分でなくて支障のない操業
を確保できない。それ故、出液を増大させる別法
が文献で検討されているが、すべての方法が投資
や操業のコストを増大させている。

更に、粉末状態の燃料でもつて石灰スラツジ再
焼成キルンを燃焼させる際、固定床または流動床
のガス化装置で燃料をガス化することによつて、
ケイ素およびアルミニウムの問題を解消できるこ
とが公知である。煙道ガスの完全なゴミ精製と
後、石灰スラツジ再焼成キルンに灰分を添加する
ことは、蒸解および回収システムの正常な出液メ
カニズムにとつては充分に低くて、湯垢問題を避
けるには充分であることを示している。

しかし、別れているガス化プラントは、石灰ス
ラツジ再焼成キルンで直接に粉末を燃焼させるこ
とに比較して、複雑化とコストを追加することを
意味する。更に、ガス化プロセスをエネルギー損
失なしに操業できないので、熱経済性が悪くな
る。

スウエーデン国ピーテオのレーブホルメンス・
ブルクでは、石灰スラツジ再焼成キルン燃焼用オ
イルが、バークおよび木材廃物からの乾燥微粉砕
粉末でもつて置換されている。粉末は２つの石灰
スラツジ再焼成キルンに乾燥燃焼用ポケツトから
吹き込まれ、特別に設置した粉末バーナーの石灰
スラツジ再焼成キルン内に吹き込まれる。

更に、この方法では、粉末の灰分中のアルミニ
ウムおよびケイ素によつて上述の問題を引き起こ
し、灰分は焼成石灰中にはいり、その後ケイ素お
よびアルミニウムが消化プロセスで放出される。
放出されたケイ素およびアルミニウムは、蒸解プ
ラントや回収システムにおいて、湯垢、悪化した
沈降性などによつて問題を引き起こす。

また、石灰スラツジ再焼成キルンを、固定床を
有する種類のガス化装置の黒炭でもつて燃焼でき
ることも公知である。ガス化装置は石灰スラツジ
再焼成キルンからは別れており、形成ガスはゴミ
除去後ガス／オイル混合体バーナーに導入され
る。

石灰スラツジ再焼成キルンの燃焼ガス用のバー
ク、木材および木材燃料のガス化システムも開発
されている。開発技術では、別れた流動床ガス化
装置で800〜900℃の温度でガス化を行う。

今なお、固形燃料でもつて石灰スラツジ再焼成
キルンを燃焼させる方法を改良する必要があり、
該方法では上述の灰分中のアルミニウムおよびケ
イ素による問題を引き起こすことなく、実施する
ことが経済的であり且つ簡易であることである。

［発明の目的］ 従つて、本発明は、固形燃料による石灰スラツ
ジ再焼成キルンの燃焼のための改良された方法に
関し、石灰スラツジ再焼成キルンでのその後の直
接の最終燃焼でもつて燃料をガス化することを包
含する。

［発明の構成と効果］ 更に詳しくは、本発明は、石灰スラツジ再焼成
キルンで石灰スラツジ（CaCO₃）を焼成石灰ス
ラツジ（CaO）に再焼成するときに該キルンを固
形燃料でもつて燃焼させる方法であつて、キルン
内に冷たい水性石灰スラツジを一端から導入し、
対抗端で形成した熱煙道ガスに対して向流状態で
再焼成し、熱煙道ガス形成用空気供給下に固形燃
料のガス化を行う方法において、上記キルンに付
設されたサイクロンガス化装置で固形燃料のガス
化を、形成灰分が溶融する1000℃以上の温度で達
成し、且つサイクロン効果によつてガス化装置の
壁面に捕集された溶融灰分を分離することを特徴
とする方法に関する。サイクロンガス化装置は、
横設されていることが好ましい。

従つて、石灰スラツジ再焼成キルンに直接に接
続されたサイクロンガス化装置において、燃料の
ガス化が起こり、形成灰分が溶融しそしてサイク
ロンの壁面によつて捕促されるように、通常1000
℃以上、好ましくは1500〜2000℃の充分に高い温
度を与える、乾燥燃料と空気供給の組合わせによ
つて上記キルンが操業されることになる。サイク
ロンガス化装置への空気の供給は、１以下の（理
論燃焼用）エアフアクターに相当する。エアフア
クターは0.5〜0.9の範囲にあることが好ましい。
完全燃焼用の必要な空気過剰量以外の残りの必要
な空気は二次空気として、サイクロンガス化装置
の出口の後でガスに供給する。一般に二次空気は
排出される焼成石灰によつて予熱され、石灰の冷
却とその熱量の回収に共される。

本発明の特に好適な実施態様によれば、緑液お
よび白液中のケイ素およびアルミニウムの放出に
関して、驚くべきことに形成スラグは失活されて
いるということが見出だされたので、サイクロン
からの溶融灰分は石灰スラツジ再焼成キルン内の
焼成石灰中に直接分離される。それ故、溶融灰分
を焼成石灰中にとどめ、次にケイ素およびアルミ
ニウムの放出なしに石灰消化機からバラスとして
灰分を分離することを可能ならしめる。この場
合、石灰消化機からの石灰質バラス分離用のすで
に存在するシステムが、形成された少量の灰分の
分離にも充分であるので、灰分を処理するための
システムは必要でない。

本発明の他の実施態様によれば、溶融灰分をサ
イクロンの周面に採集し、分離し、そして例えば
水溶に導入することができる。更にこの場合に
は、灰分を処理する手段でもつてシステムを補充
しなければならない。

本発明によれば、公知の技術に比較して、多く
の利点が得られる。そのいくつかを以下に述べ
る。

本発明を採用すると、安価で好ましくは国内の
燃料を使用できるので、エネルギーコストが大き
く減少される。

石灰スラツジ再焼成キルンの粉末直接燃焼で出
現するケイ素およびアルミニウム問題は、スラグ
溶融によつて得られる灰分中のケイ素およびアル
ミニウム分が失活されていることによつて解消さ
れる。それ故、形成スラグは、石灰スラツジ再焼
成キルン外に溶融スラグとして、または溶融スラ
グが石灰スラツジ再焼成キルンに入ることを許容
されるのであれば、石灰消化機内のバラスとして
取り出すことができる。

石灰スラツジ再焼成キルンにスラグ形成サイク
ロンガス化装置を付設することは、ゴミおよびタ
ールによるガスラインの閉塞の危険性を解消し、
また別れているガス化プラントによつて得られる
場合よりも、石灰スラツジ再焼成キルンで固形燃
料を利用するのに多くのエネルギーを必要としな
い単純で安価な方法が得られる。

ガス化次いで石灰スラツジ再焼成キルン内での
最終燃焼というようになる２段燃焼によつて、窒
素酸化物の形成量がオイルおよび粉末燃焼に比べ
て減少される。

ガス化が強い乱流の下で高温で行なわれるの
で、非常に速いガス化が得られ、その結果サイク
ロンガス化装置を小型で安価にすることができ
る。

［実施例］ 本発明の具体例を図面を参照して以下に詳細に
説明する。第２図は石灰スラツジを再焼成する通
常の装置を示し、石灰スラツジ再焼成キルンはオ
イルを燃やす。第３図は対応する装置を示し、ガ
ス／オイル混合体を使用する。第１図は本発明に
よる装置を示し、固形燃料を使用する。

第２図の装置は、オイルでもつて石灰スラツジ
再焼成キルンを燃やす現在の通常の方法を示す。
オイルはライン１を通じて石灰スラツジ再焼成キ
ルン３のバーナー２に供給される。燃焼および冷
却用の一時空気４は、オイルラインの外側に同心
的に配置されたエアマントルに供給される。残り
の必要な空気は二次空気５として、石灰スラツジ
再焼成キルンの石灰冷却器６に供給される。

排出された焼成石灰はまず石灰用サイロ７に貯
蔵され、該サイロには新しい石灰も供給される。
石灰はサイロから石灰消化機８に供給され、ここ
で緑液９でもつて消化が行なわれる。硬焼石灰、
砂、バラス、および緑液と反応しない他の物質
は、その後ライン１２を通じて分離される。緑液
中で消化された石灰は、次いでライン１１を通じ
てかせい化反応を実施するためにかせい化容器
（図示せず）に供給される。

第３図の装置は、石灰スラツジ再焼成キルンに
ガス／オイル混合体を使用する他の公知方法を示
す。オイルはライン１を通じて石灰スラツジ再焼
成キルン３のバーナー２に供給される。

ガスはライン４を通じて、バーナー２のオイル
ラインの外側に同心的に配置されたガスラインに
供給される。燃焼および冷却用一次空気５は、オ
イルとガスのラインの外側に同心的に配置された
エアマントルに供給される。残りの必要な空気は
二次空気６として、石灰スラツジ再焼成キルンの
石灰冷却器７に供給される。

排出された焼成石灰は、第２図で述べたのと同
様の方法で処理される。

ガスの代わりに、オイルバーナーの外側に同心
的に配置された粉末バーナーに木粉を空気と共に
吹くことによつて供給してもよい。

第１図は、本発明の好ましい実施態様の概要を
示す。

粉砕固形燃料をライン１と通じて石灰スラツジ
再焼成キルン３のサイクロンガス化装置２に吹き
込む。サイクロンガス化装置のマントルのガス化
および冷却用の一次空気は、ライン４を通じて供
給する。サイクロンガス化装置への空気の供給
は、内部マントルの孔を通じて接線方向に実施す
る。石灰冷却用および形成ガス最終燃焼用の二次
空気は、ライン５を通じて石灰冷却器６に供給す
る。

サイクロンガス化装置内で、固形燃料の灰分を
高温でもつて溶融し、その後溶融灰分をサイクロ
ン効果を通じてサイクロンガス化装置の壁面に捕
捉する。溶融スラグの分離は石灰スラツジ再焼成
キルン内で行い、焼成石灰内に直接落下せしめ、
該石灰を石灰冷却器６で冷却後石灰サイロ７に供
給する。

石灰と固化した溶融灰分は石灰サイロから石灰
消化機８に供給し、ここで消化を緑液９でもつて
実施する。その後ソーター１０内の固化灰分を、
石灰中の非反応物質と共に出口１２を通じて分離
する。消化した石灰は次いでライン１１を通じて
かせい化容器（図示せず）に供給する。

本例では、第２図と第３図について述べた従来
技術と、第１図について述べた本発明の好ましい
実施態様とを比較する。

対照法Ａは、第２図に示す通常のオイル燃焼石
灰スラツジ再焼成キルンで石灰スラツジを再焼成
するものである。対照法Ｂは、外部設置したスラ
グを形成しないガス化装置で行うバークガス化か
らのガスでもつて、第３図に示す石灰スラツジ再
焼成キルンのガス燃焼下で石灰スラツジを再焼成
するものである。方法Ｃは、燃料としてバークを
使用する本発明法に関する。

これら３つの方法すべてにおいて、無さらし硫
酸塩パルプ製造のパルプ工業を利用し、以下のデ
ータを比較のベースとする。

パルプ製造 1000t／日（90％） 石灰スラツジ再焼成キルンのオイル消費 40t／日 オイル価格 1800Sw.Cr／ｔ オイル熱量 41.6GJ／ｔ バーク熱量 19.2GJ／ｔ（乾燥体（DS）） 操業時間 330日／年 バーク価格 300Sw.Cr／tDS 従つて、必要量のバークを再燃焼させるのに要
する熱量は、 40×41.6／24＝69.3GJ／時 対照法Ｂでは、外部設置装置において灰分の溶融
および軟化点以下の温度で発生した熱分解ガスで
もつて、石灰スラツジ再焼成を実施する。固形燃
料を単純な形式の別の乾燥装置において乾燥量45
％から90％に乾燥するには、約0.8tDS／時の木
材燃料を必要とする。オイルに比例して87％のガ
ス化および燃焼の効率では、木材燃料の消費は
69.3／19.2／0.87＋0.8＝49.5tDS／時となる。乾
燥機、ガス化装置および燃焼装置の投資額は、約
38百万Sw.クローネとなる。

溶融スラグを石灰スラツジ再焼成キルン内に直
接取り出すのに、該キルンに接続して設けたサイ
クロンガス化装置内でガス化を実施する（本発明
による）方法Ｃでは、サイクロンガス化装置の熱
損失はオイルに比例して92％に減少し、このこと
は0.8t（乾燥体）／時の乾燥必要量と共で、木材
燃料の消費量を69.3／19.2／0.92＋0.8＝
4.72tDS／時とする。対照法Ｂに匹敵する、乾燥
機およびサイクロンガス化装置の投資額は、約30
百万Sw.クローネとなる。

通常のオイル燃焼技術（方法Ａ）と比較して２
つの方法ＢおよびＣでの燃料費および投資額の節
約は、以下の通りである。

燃料費 投資額 (百万Sw.Cr./年) （百万Sw.Cr.） 対照法Ａ 23.8 ０ 対照法Ｂ 11.8 38 対照法Ｃ 11.2 30 以上のことから明らかな如く、本発明を採用
し、安価な燃料を利用することによつて、燃料費
の相当な節約を達成することができる。

（対照法Ｂによつて代表される）最良の公知技
術と比較して、単純な設計により燃料費の節約と
投資額の減少との両者が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施するための装置の一具
体例を示すフローシート、第２図および第３図は
各々従来法を実施する装置のフローシートであつ
て、１は燃料供給ライン、２はサイクロンガス化
装置、３は石灰スラツジ再焼成キルン、４は一次
空気供給ライン、５は二次空気供給ライン、６は
石灰冷却器、７はサイロ、８は石灰消化機、９は
緑液供給ライン、１０はソーター、１１は消化石
灰排出ライン、１２は雑物排出ラインを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石灰スラツジ再焼成キルンで石灰スラツジ
   （CaCO₃）を焼成石灰スラツジ（CaO）に再焼成
   するときに該キルンを固形燃料で燃焼する方法で
   あつて、キルン内に冷たい水性石灰スラツジを一
   端から導入し、対向端で形成された熱煙道ガスに
   向流させて再焼成し、空気供給下燃料をガス化し
   て熱煙道ガスを形成することを含む方法におい
   て、上記キルンに付設されたサイクロンガス化装
   置で固形燃料のガス化を、形成灰分が溶融する
   1000℃以上の温度で実施し、且つサイクロン効果
   によつてサイクロンガス化装置の壁面に捕集され
   た溶融灰分を分離することを特徴とする方法。 ２ サイクロンガス化装置が横設されている上記
   第１項の方法。 ３ サイクロンガス化装置の壁面に捕集された溶
   融灰分を、石灰スラツジ再焼成キルン内の焼成石
   灰スラツジ中に分離する上記第１項の方法。 ４ サイクロンガス化装置の温度が1500〜2000℃
   である上記第１項の方法。 ５ 溶融灰分および焼成石灰を冷却し、石灰を消
   化した後、石灰中の非反応性物質と共に灰分を石
   灰から固形状態で分離する上記第１項の方法。 ６ 溶融灰分をサイクロンガス化装置の周面から
   分離する上記第１項の方法。 ７ 分離した溶融灰分を冷却する上記第６項の方
   法。 ８ 冷却を水浴中で実施する上記第７項の方法。 ９ サイクロンガス化装置内の空気供給が、１以
   下のエアフアクターに相当する上記第１項の方
   法。 １０ 空気供給が0.5〜0.9のエアフアクターに相
   当する上記第９項の方法。