JPH0647461B2

JPH0647461B2 - 石灰焼成度の制御方法

Info

Publication number: JPH0647461B2
Application number: JP20925988A
Authority: JP
Inventors: 順一郎城戸; 仁止西尾; 静男伊藤; 春男丹羽; 博明飯尾
Original assignee: 新王子製紙株式会社
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0259423A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は石灰焼成度の制御方法であって、さらに詳しく
はアルカリパイプ製造工程の薬品回収工程で使用する石
灰の焼成度の制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

アルカリパイプ製造の薬品回収工程における石灰の焼成
度の測定方法は、従来焼成された粉体，粒体混合物をサ
ンプリングし、このサンプルのCaO,CaCO₃を測定して求
められている。

また、近年ロータリーキルンに投入されるマッドの水分
量及びロータリーキルンから排出される排ガス中のCO濃
度を測定して石灰焼成度を制御する方法が提案されてい
る（紙パルプ技術タイムス昭和59年６月号）。

〔本発明が解決しようとする課題〕

従来における焼成物をサンプリングして石灰焼成度を測
定する方法ではサンプルの量が限られておりサンプル誤
差を生ずるばかりか固体のサンプルはCaO が偏在した状
態であるため、分析試料としては必らずしも充分ではな
い。さらにその分析は熟練者であっても１時間に１回が
限度であり、またオンラインの測定方法ではないため、
十分な操業管理ができないと云う欠点がある。

また、従来におけるロータリーキルンに投入するマッド
の水分量と、ロータリーキルンからの排ガス中のCO濃度
を測定する方法は、オンラインで行われるものである
が、マッドの水分量と排ガス中のCO濃度は間接的なもの
で、石灰焼成度の測定としては十分でないばかりでな
く、ロータリーキルン排ガス中のCO濃度はロータリーキ
ルンの燃料の燃焼においても発生すること及び燃焼時に
キルンに流入する空気量の把握が難しい等の欠点があ
り、切灰焼成度を充分に制御し難い。

本出願人は、先にパルプ製造の薬品回収工程オンライン
で石灰焼成度を連続的に測定できる方法を提案した（特
願昭62-236492 号。以下先行技術と云う）。

該先行技術に記載されている発明は、スレーカーにおけ
る苛性化率反応に供せられる石灰の量と緑液の量との割
合の２変数又は前記苛性化率と苛性化反応に供せられる
石灰の量の緑液の量との３変数から石灰焼成度を演算に
よって求めるものである。

前記先行技術は、オンラインに於て連続的に、かつ高い
精度で石灰焼成度を測定することができると云う効果が
ある。

本発明は前記先行技術をさらに改善し、操業時の石灰焼
成度を予じめ設定した石灰焼成度の適正値と比較して石
灰焼成時の燃料を制御し、常時安定した石灰焼成度に維
持できる石灰焼成度の制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルカリパルプ製造工場の薬品回収工程にお
いて、スレーカーにおける苛性化反応に供せられる石灰
量及び緑液量並びに苛性化率の信号が演算回路に入力さ
れており、他方該演算回路には石灰焼成度の適正値が予
じめ設定されており、該演算回路で前記入力されている
石灰量，緑液量及び苛性化率の信号の値から石灰焼成度
を演算すると共に、予じめ設定されている石灰焼成度の
適正値との差を演算し、該差の信号を出力して燃料演算
回路に入力し、他方該燃料演算回路には、焼成キルンに
投入する石灰量の信号が入力され、この信号から石灰焼
成に必要な燃料量が演算されており、該演算によって求
められた燃料量が前記差の信号によって補正され、この
補正された燃料量の信号を燃料タンクの調整弁に入力し
て調整弁の開度を調整して焼成キルンに燃料を供給し、
石灰焼成度を適正値に維持する石灰焼成度の制御方法で
ある。

〔作用〕

茲に、石灰の焼成度は、焼成キルンから取出される原料
中のCaO の重量構成比で、下記１式で定義されるもので
ある。

但しＡ：原料単位定量中のCaO 重量Ｂ：〃 CaCO₃ 重量石灰焼成度が高い程消和反応の効率は高くなると共に、
白液セトラーでのスラッジの量も減少するが、反面高い
焼成度を得るために石灰焼成のためのエネルギーコスト
が増加し、両者はトレードオフの関係にあり、75〜80％
の焼成度が好適であると云われている。

つまり、80％を越えるような焼成度に達したものにさら
にこれ以上の熱エネルギーを与えても石灰焼成度はそれ
程向上せず、過剰な燃料の使用は省エネルギーの観点か
ら好ましくない。

また、石灰焼成度の変動は、直ちに消和反応及び苛性化
反応の変動につながり、苛性化工程の大きな外乱要因と
なるため、石灰焼成度は可能な限り定値制御されること
が望ましい。

本発明は薬品回収工程における石灰焼成度を制御するに
当り、焼成キルンに供給する燃料を制御するものであ
る。

茲に苛性化率Ｘは下記２式で定義される。

但しＣ：単位体積当りのNaOHの重量Ｄ：〃 Na₂CO₃の重量薬品回収工程は安定的に循環する工程であるから、前記
２式中Ｃ＋Ｄの量はほぼ一定の値を示すために、苛性化
率ＸはＣの量（NaOHの重量）と高い相関関係がある。

苛性化反応は下記式、 Na₂CO₃＋CaO ＋H₂O →2NaOH ＋CaCO₃ に示す通りであって、焼成度の高い石灰を投入し続ける
とCa(OH)₂ の量が増加し、前記反応式の正反応が進み、
従って苛性化率が高くなる。

しかし、一定の苛性化率にコントロールする場合には、
焼成度の高い石灰の投入量を減らし、反応に供せられる
石灰の量と緑液の量との比率を減少させることによって
反応に供せられる酸化カルシウムの量と緑液の量とを一
定に保つようにすればよい。

即ち、苛性化率制御を行っている苛性化工程にあって
は、石灰焼成度と苛性化率の相関は正であり、石灰の量
の緑液の量との比率との相関は負であるので、これらの
変数から石灰焼成度を演算することができる。

また、苛性化率Ｘは、NaOHが水中で高い導電率を示すた
め、(2)式中のＣの量（NaOHの重量）は電導度計で測定
できる。

他方、スレーカーにおいて苛性化反応に供せられる石灰
の量は、ゲージミル，コンベアスケール等を用いて直接
にその重量を求めることもできるが、この場合スクリュ
ーフィーダー等によって石灰をスレーカーに投入する場
合には、該スクリューフィーダーの回転数と石灰の重量
との相関関係を利用し、スクリューフィーダーの回転数
をパラメーターとして石灰の重量を求めることができ
る。

また緑液の量は超音波流量計又は電磁流量計などの公知
の体積流量計により測定可能である。この場合、重量に
換算した値を求めるためには比重の値が必要になるが、
スレーカーに送られる緑液は通常は比重制御されてお
り、体積流量は重量（質量流量）に比例するのでこれら
公知の体積流量計の指示値をそのまままた緑液の量とし
て使用することができる。尚、前記超音波流量計又は電
磁流量計による測定はオンラインで測定することができ
る。

上に述べた方法により測定された石灰の量及び緑液の量
は、各々独立の変数として石灰焼成度を演算するための
演算式に用いることができるが、その場合には、苛性化
液の苛性化率が緑液の処理量に依存しない変数であるの
に対し、石灰の量及び緑液の量はマクロ的にみればパル
プ生産量に比例的に依存する変量であり、１〜３回／日
変動することがある。たんに緑液の処理量変更を行な
い、これに応じて石灰の量を変えた場合にも同じ比率で
変らないと、石灰焼成度の演算値に影響を与えてしま
う。

従って、石灰の量と緑液の量は両者の比率とし、緑液の
処理量に依存しない変量として用いることにより緑液の
処理量変更の影響を除去して用いることが好ましい。

この石灰の量と緑液の量との比率としては、重量比を用
いてもよいが、上記したような重量と比例関係を持つ回
転数や体積流量の間の比率の値を用いてもよい。

また、前記の各値は何れも電気信号への変換が容易であ
る。

本発明は、前述の手段によって得られた苛性化率と石灰
の量及び緑液の量（この場合石灰の量と緑液の量は両者
の比としてもよい）の値を演算回路で石灰焼成度を演算
する。

前記演算回路には予じめ石灰焼成度の適正値が設定され
ており、前記の如く入力された苛性化率並びに石灰の量
と緑液の量又は石灰の量と緑液の量との割合の値の信号
から石灰焼成度を演算し、この演算によって求められた
石灰焼成度と、予じめ設定されている石灰焼成度の適正
値とを比較して差を求め、この差の信号を燃料演算回路
に出力する。

他方、燃料演算回路には、焼成キルンに投入する石灰の
量の信号が入力され、この石灰焼成に必要な燃料の量が
演算によって求められ、この燃料の量の信号が燃料タン
クの調整弁に入力され、該調整弁の開度を調整して燃料
を焼成キルンに供給しているが、この燃料の量が前記差
の信号によって燃料調整弁の開度を修正し、適正な石灰
焼成度の維持に必要な燃料の量に補正する。

尚、一般的には焼成キルンで得られた石灰は、一旦石灰
ビンに貯蔵された後順次スレーカーに供給されている。
かかる場合薬品回収工程オンラインで測定される苛性化
率並びに石灰の量及び緑液の量から得られる石灰焼成度
と、その時点で焼成キルンで焼成されている石灰とで
は、石灰ビンでの貯留に伴う無駄時間に起因する制御上
のハンティングが発生する。

そのため、本発明では前記無駄時間補償が可能なコント
ローラーとして、演算機能を有する調節計やマイクロコ
ンピューター等を用いることが好ましい。或いはこの場
合分散計数システム内の演算機能を用いることもでき
る。

さらに本発明では焼成キルンに投入する石灰量（即ち焼
成キルンの負荷）が変更された場合石灰投入量の変更に
よって石灰焼成度が変動するおそれがあるが、本発明で
は焼成キルンに投入する石灰の焼成に必要な燃料の量が
演算によって求められているため、焼成キルンの負荷が
変更された場合これに必要な燃料の量が燃料演算回路で
直ちに演算できるため、焼成キルンの負荷の変更に起因
する石灰焼成度の変動は殆んどなく、従って焼成キルン
の負荷の変更に関係なく適正な石灰焼成度に制御でき
る。

〔実施例〕

図面は本発明の一実施例を示したものであるが、つぎに
図面を参照して本願発明を具体的に説明する。薬品回収
工程は焼成キルン１で焼成された石灰がスレーカー２に
送られ温水を作用させてCaO を消和してCa(OH)₂ に転化
した後、デゾルバー（図示省略）からスレーカー２に送
られてくる緑液中のNaCO₃と下記式の如く反応させてNaO
HとCaCO₃ とを得る。

Na₂CO₃＋CaO ＋H₂O →2NaOH ＋CaCO₃ 茲で得られた苛性化液は、100℃を超える白濁液で、こ
れを順次苛性化タンク３，４及びセトラー５等を経て静
澄化され、セトラー５の上澄液であるNaOH及びNa₂Sの混
合溶液（これを白液と云う）を回収しタンク６に貯蔵す
る。

他方、CaCO₃ はセトラー５で沈降してスラッジとして分
離され、スラッジフィルター７で濃縮，脱水された後、
焼成キルン１にフィードバックし、該焼成キルン１で数
百度乃至千二百度で焼成してCaO に変性し、このCaO は
再びスレーカー２に供給され循環して使用されている。

本発明はスレーカー２に供給されるCaO 及びデゾルバー
（図示省略）から供給される縁液の各量の信号８及び９
を夫々マイクロコンピューター10に入力すると共に、タ
ンク６の苛性化率の値の信号11がマイクロコンピュータ
ー10に入力されている。尚、苛性化率はタンク６に限定
するものではなく、タンク３〜５で測定してもよい。

また、マイクロコンピューター10には、予じめ適正な石
灰焼成度の値12が設定されており（以下適正値とい
う）、該マイクロコンピューター10では前記入力されて
いる石灰の量の信号８、緑液の量の信号９及び苛性化率
の信号とから石灰焼成度を演算すると共に、該演算によ
って求められた石灰焼成度と、石灰焼成度の適正値12と
の差を求め、該差の信号13を出力し、この信号13を燃料
演算回路14へ入力する。

燃料演算回路14には、焼成キルン１に投入する石灰量の
信号18が入力されると共に、該石灰の焼成に必要な燃料
の量が予じめ演算され、さらに前記差の信号13から燃料
の量を補正し、この燃料の量の信号15が燃料タンク16の
調整弁17に入力して調整弁17の開度を調整し、焼成キル
ン１に燃料を供給する。

また、焼成キルン１の負荷が変更されたときは、石灰の
量の信号18が燃料演算回路14に入力し、該石灰の量に必
要な燃料の量を演算するため、焼成キルン１の負荷の変
更による石灰焼成度の影響を防止できる。

尚、マイクロコンピューター10は焼成された石灰が石灰
ビン19に貯蔵されている無駄時間を予じめ求め、無駄時
間を補償しているため、無駄時間に起因する制御上のハ
ンティングが防止できる。

即ち、本発明はマイクロコンピューター10に予じめ設定
されている石灰焼成度の適正値12とオンラインで得られ
た値から演算によって求められた石灰焼成度とを比較
し、その差に相当する燃料の量を求めて燃焼する燃料を
制御し、石灰焼成度を適正値に維持するものであるか
ら、石灰焼成度の変動は極めて小さく、また焼成キルン
で燃焼する燃料の量が規正できるため、従来の如き過剰
な燃料を使用しないため省エネルギーに資することがで
きる。

また、従来石灰焼成度が１日に１回管理値（適正値）を
外れる場合があり、そのため苛性化工程の変動をひき起
していたが、本発明では管理値を外れる頻度が１／10以
下に減少しており、その間焼成度の変更又はオペレータ
ーの手動操作による自動制御への介入は皆無である。

その結果、石灰焼成度の標準偏差は、従来の５．０％程
度であったものが約２．５％と半減しており、工程の安
定化に寄与しているのが認められる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明はアルカリパルプ製造時の薬品回収工
程オンラインで石灰焼成度を求め、これを予じめ設定し
た石灰焼成度の適正値と比較し、その差から焼成キルン
の燃料を調整して石灰焼成度を適正値に維持できるか
ら、薬品回収工程における苛性化反応，消和反応の変動
がなく安定した操業が達成できる。

また、焼成キルンの負荷に応じて必要とする燃料を制御
できるため、焼成キルンの負荷変更に伴なう石灰焼成度
の変動も防止できると共に、焼成キルンに供給する燃料
を常に適正な量に調整できるため過剰の燃料を使用しな
いため省エネルギーに資することができるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例の説明図である。１：焼成キルン、２：スレーカー、３，４，６：タン
ク、５：セトラー、７：スラッジフィルター、８，９，
11，13，15，18：信号、10：マイクロコンピューター、
12：適正値、14：燃料演算回路、16：燃料タンク、17：
調整弁、19：石灰ビン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹羽春男愛知県春日井市王子町１番地王子製紙株式会社春日井工場内 (72)発明者飯尾博明愛知県春日井市王子町１番地王子製紙株式会社春日井工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリパルプ製造工場の薬品回収工程に
おいて、スレーカーにおける苛性化反応に供せられる石
灰の量及び緑液の量並びに苛性化率の信号が演算回路に
入力されており、他方該演算回路には石灰焼成度の適正
値が予じめ設定されており、該演算回路で前記入力され
ている石灰の量、緑液の量及び苛性化率の信号の値から
石灰焼成度を演算すると共に、予じめ設定されている石
灰焼成度の適正値との差を演算し、該差の信号を出力し
て燃料演算回路に入力し、他方該燃料演算回路には、焼
成キルンに投入する石灰量の信号が入力され、この信号
から石灰焼成に必要な燃料の量が演算されており、該演
算によって求められた燃料の量が、前記差の信号によっ
て補正され、この補正された燃料の量の信号を燃料タン
クの調整弁に入力して調整弁の開度を調整して焼成キル
ンに燃料を供給し、石灰焼成度を適正値に維持すること
を特徴とする石灰焼成度の制御方法。