JPH073684A - リファイナー漂白における二酸化硫黄生成の除去 - Google Patents

リファイナー漂白における二酸化硫黄生成の除去

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JPH073684A
JPH073684A JP5311527A JP31152793A JPH073684A JP H073684 A JPH073684 A JP H073684A JP 5311527 A JP5311527 A JP 5311527A JP 31152793 A JP31152793 A JP 31152793A JP H073684 A JPH073684 A JP H073684A
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hydrosulfite
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JP5311527A
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Jeffrey Nye
ジェフリー・ナイ
Martin G Fairbank
マーティン・ジー・フェアバンク
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Abitibi Price Inc
Hoechst Celanese Corp
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1084Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
    • D21C9/1089Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds with dithionites
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
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    • D21B1/16Disintegrating in mills in the presence of chemical agents

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 製紙の最初の工程の一つである木材のパルプ
化において、ハイドロサルファイトを用いるリファイナ
ー漂白の間に、二酸化硫黄の生成をなくす方法を提供す
る。 【構成】 亜二チオン酸ナトリウムの添加とほぼ同じと
きに、リファイナーの内容物に、選択された量のカーボ
ネートを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】この発明はハイドロサルファイトを用い
るリファイナー漂白の間に、二酸化硫黄の生成を減少さ
せるかまたはなくす方法に関する。
【0002】製紙の最初の工程の一つは木材のパルプ化
である。リファイナー工程(精製工程)で作り出された
木材パルプは、パルプを白くするある種の処理をしない
と、紙の生成に用いることができるほどは白くないこと
が多い。リファイナー漂白は木材パルプの漂白法として
広く受け入れている。(たとえば、製紙・パルプのリフ
ァイナー漂白法の一例として、Joachimedes
らの米国特許第5,129,987号を参照されたい。
この方法は、NaOHのような強アルカリの存在下でハ
イドロサルファイトを使用する。)リファイナー漂白の
操作中に、一つ以上の薬品をリファイナーに添加する。
このような薬品の一つは、亜二チオン酸ナトリウムとも
呼ばれるハイドロサルファイト(Na224)であ
る。リファイナー内に存在する温度と圧力の極端な条件
によるハイドロサルファイトの分解および二酸化硫黄の
生成に関連する問題によって、リファイナー漂白は一般
に好評を博していない。
【0003】二酸化硫黄は、水と化合すると、これも腐
食性薬品の硫酸となる腐食性で有毒な薬品である。パル
プ工場は、ほとんどの工場がエネルギーコストを低減さ
せるためにリファイナー操作中に生成する水蒸気を回収
するので、二酸化硫黄の生成および付随する硫黄の生成
には特に神経過敏である。該酸を無害にする回収および
/または中和システムは極めて経費がかかる。また、熱
回収システムの問題の中には、二酸化硫黄や硫酸によっ
て侵食されやすいある種の鋼鉄がありそうである。
【0004】紙の白さをますます高めたいという絶えざ
る要求は、漂白剤として用いた場合に、たとえハイドロ
サルファイトが全く申し分のない結果を示すとしても、
多くの製造業者にハイドロサルファイト漂白の代案を考
えることを余儀なくさせている。ハイドロサルファイト
を用いる通常のタワー漂白(tower bleach
ing)は国際標準化機構(ISO)の尺度単位に基づ
き、または参考資料として本明細書に全文を収録してあ
るカナダ紙・パルプ協会技術部会物理化学標準化委員会
による標準E.1(付録IおよびIIを含む)のような他
の同様な尺度により測定しても、約6−10%の白さの
向上を示す。ハイドロサルファイトの添加を逐次二回投
与に分割することによってさらに二つの問題点を得るこ
とができる。白さのさらに別の二つの問題点が、最初の
増白工程を、たとえば、本明細書に参考資料として全文
を収録してあるJoachimedesらの米国特許第
5,129,987号(およびその対応欧州特許出願第
0,333,398号)に記載されているような機械パ
ルプ化装置、たとえばリファイナーまたはグラインダー
内で行うことによって得ることができる。したがって、
二酸化硫黄生成を減少またはなくす或る方法を見付ける
ことが可能ならば、ハイドロサルファイトを用いるリフ
ァイナー漂白の使用を継続するのが有利と思われる。
【0005】したがって、この発明の目的は、リファイ
ナー漂白法において、二酸化硫黄を生成させないかまた
は二酸化硫黄の生成量を低減させるハイドロサルファイ
トの使用方法を提供することにある。この発明の別の目
的は、リファイナー漂白におけるハイドロサルファイト
の使用を、さらに環境的に受け入れられるパルプ漂白法
とすることにある。この発明のさらに別の目的は、製紙
工業が良好な白色度品質のパルプを得ることができるこ
とにある。この発明の前記および他の目的は以下の説明
によって明らかになるであろう。
【0006】
【発明の要約】ハイドロサルファイトおよび炭酸ナトリ
ウムのようなカーボネートを用い、リファイナーまたは
パルプ粉砕装置で木材パルプを漂白する方法が提供され
る。カーボネートの添加の二酸化硫黄の生成を減少させ
るかまたはなくす。
【0007】
【発明の詳細な説明および好ましい態様の説明】さきに
言及した英国特許出願中に記載されているようなリファ
イナーまたはパルプ粉砕装置(以後、一括してリファイ
ナーと呼ぶ)内で、木材パルプを漂白するが、二酸化硫
黄は生成しないかまたは二酸化硫黄の生成量を減少させ
る方法が提供される。二酸化硫黄は、特に水と化合する
と、パルプ設備に激しい腐食環境をつくり出す。炭酸ナ
トリウムのようなカーボネートの添加が、ハイドロサル
ファイトを含有するリファイナー内の二酸化硫黄の生成
を、二酸化硫黄の生成を実質的になくす状態、たとえば
1ppmを下回る量まで減少させることは知られてい
る。リファイナー漂白から二酸化硫黄を放出する典型的
なレベルはゼロないし100ppmの範囲内にあるであ
ろう。典型的な値は10ないし50ppmの範囲内にあ
るとして差し支えない。ここに述べる発明を用いること
によって、1ないし2ppm、さらには0ppmまでの
減少を達成することができる。
【0008】この発明の方法を行う場合に、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム
および炭酸カルシウムより成る群から選ばれる一つ以上
のカーボネートを使用でき炭酸ナトリウムが好ましい。
生成する二酸化硫黄を実質的に減少させるかまたはなく
すためには、使用するカーボネートの効果的な量を、使
用するハイドロサルファイトの量に対して、約20ない
し約150重量パーセントの範囲内、さらにとくに、約
20ないし75重量パーセントの範囲内で選択する。カ
ーボネートのさらにより特定な範囲は、33および50
重量パーセントも含めて、約33ないし50重量パーセ
ントである。該系においては、一般に、処理するパルプ
の絶対乾燥重量に対して、0.1ないし2.0重量パー
セントのハイドロサルファイトを使用する。
【0009】カーボネート(たとえば、炭酸ナトリウ
ム)およびハイドロサルファイトは、リファイナー内に
同時に存在しなければならないが、別々に加えることが
できる。カーボネートおよびハイドロサルファイトはほ
ぼ同時に別々に、または同時にリファイナーに加えるこ
とができる。この発明の好ましい適用では、リファイナ
ー帯域内に加えられる液中に、カーボネートとハイドロ
サルファイトが双方とも存在する。パルプのアルカリに
よる暗色化が生じることがあるという点で、カーボネー
トの添加がハイドロサルファイトの添加よりもあまりに
早すぎる場合には危険がある。同様に、カーボネートの
添加がハイドロサルファイトの添加よりもあまりに遅す
ぎると、二酸化硫黄の完全除去は得られないと思われ
る。
【0010】この発明の方法の好ましい形式では、リフ
ァイナーに加えられるハイドロサルファイトの量の50
重量パーセントに等しい量の炭酸ナトリウムが、二酸化
硫黄の生成を完全になくすのに必要である。この炭酸ナ
トリウムは、ハイドロサルファイトを添加すると同時に
加えられる。
【0011】
【実施例】以下の非限定実施例はこの発明を説明するた
めのものであって、発明を限定するものとみなすべきで
はない。特に明示しなければ、化学記号は通常の意味を
示し、パーセントは重量パーセントであり、温度は摂氏
度単位のものであり、ODは絶対乾燥を意味し、ppm
は百分の一の単位を意味する。
【0012】実施例1−7 Sunds Defibrator CD 300パイ
ロットプラントリファイナーで南部の松材のチップをリ
ファイニングした。木材チップは大気圧下で20分間予
熱水蒸気処理を行い、次にプラグスクリューフィーダー
(plug screw feeder)によってリフ
ァイナーに給送した。リファイナー内容物中のパルプ濃
度が約25%(固形分25%)となるように、十分な希
釈水をリファイナー帯域内に加えた。木材の絶対乾燥重
量に対して1パーセントに等しい量のハイドロサルファ
イトを漂白液としてリファイナー帯域内に加えた。炭酸
ナトリウムを含む実施例の場合には、炭酸ナトリウムを
表Iに挙げた種々の量で漂白液に溶解した。漂白液のp
Hを約10.5に調整するために水酸化ナトリウムを加
えた。この場合にNaOHの代わりに、補足的な炭酸ナ
トリウムを用いてもよかったことに注意されたい。pH
を所望のレベルに調整するために、他の水酸化物のよう
な他の塩基を、該塩基がパルプに悪影響を与えさえしな
ければ、使用することもできよう。
【0013】二つの方法を用いて、リファイナーから出
る排ガスの二酸化硫黄を絶えず測定した。これらの測定
によるデータも表Iに示してある。第一の方法では、約
60ミリリットルのガスをプラスチックのシリンジに引
き入れ、さらに検知管(Gas Tech Analy
zer tube、カタログ番号5LB)に注入した。
検知管は二酸化硫黄に対して特定の変色指示薬を含有し
ていた。データは表IのGas Tech欄に記す。
【0014】第二の方法では、電気化学的検出装置(カ
ナダ、Alberta,CalgaryのB&W Te
chnologies製IS Plant Rat.M
odel IS−PRS−1)を用いて、専用の空気採
取ポンプ(ペンシルベニア州、Bellefonteの
Supelco,Incorporated製Mode
l number SP−13p)により供給される排
ガス流を絶えず測定した。データは表IのPlant
Ratの欄に記す。Plant Ratの感度は約0.
1ppmである。Gas Tech Tubeの感度は
0.1ppmである。これらいずれの方法も同じ感度を
有するものとして示してあるが、Plant Ratの
方が実際のSO2の量をより正確に測定すると考えられ
る。
【0015】表Iのいずれの組のガスデータからもわか
るように、炭酸ナトリウムを33パーセント加えると、
二酸化硫黄の生成量が著しく減少した。炭酸ナトリウム
の量を50パーセントに増すと検知可能な範囲内で、二
酸化硫黄の生成は完全になくなった。また、データから
アルカリ源としての水酸化ナトリウム自体は二酸化硫黄
の生成を減少させないことがわかる(実施例1参照)。
【0016】
【表1】
フロントページの続き (71)出願人 593224452 アビティビ−プライス・インコーポレーテ ッド Abitibi−Price Inc カナダ国トロント エム5ジェイ・2ピー 5,クイーンズ・キー・ウエスト 207, スイート 680 (72)発明者 ジェフリー・ナイ アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28078,ハンターズヴィル,シーダーフォ ール・ドライブ 12409 (72)発明者 マーティン・ジー・フェアバンク カナダ国オンタリオ州エル9ティー・4ア ール6,ミルトン,ベル・ストリート 457

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内容物が木材パルプ、水およびハイドロ
    サルファイトを含むリファイナーにおいて、二酸化硫黄
    の生成を減少させながら木材パルプを漂白する方法にお
    いて、該方法が、二酸化硫黄の生成を実質的に低下させ
    るのに効果的な量の少なくとも一つのカーボネートの添
    加を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記二酸化硫黄の減少が、2ppmを超
    えないレベルに二酸化硫黄の生成を低下させることを特
    徴とする請求項1記載の木材パルプを漂白する方法。
  3. 【請求項3】 前記二酸化硫黄の減少が、1ppmを超
    えないレベルに二酸化硫黄の生成を低下させることを特
    徴とする請求項2記載の木材パルプを漂白する方法。
  4. 【請求項4】 カーボネートが炭酸リチウム、炭酸ナト
    リウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウムおよび炭酸カ
    ルシウムならびに前記の二つ以上の混合物より成る群か
    ら選ばれることを特徴とする請求項1、請求項2または
    請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記カーボネートが炭酸ナトリウムであ
    ることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3
    のいずれか一つの項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 カーボネートを、リファイナー内のハイ
    ドロサルファイトの重量に対して、20および150重
    量パーセントも含めて20ないし150重量パーセント
    の量で添加することを特徴とする請求項1、請求項2ま
    たは請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 カーボネートが炭酸ナトリウムであっ
    て、該炭酸ナトリウムを、リファイナー内のハイドロサ
    ルファイトの重量に対して、20および150重量パー
    セントも含めて、20ないし150重量パーセントの量
    で添加することを特徴とする請求項1、請求項2または
    請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 カーボネートを、リファイナー内のハイ
    ドロサルファイトの重量に対して、20および75重量
    パーセントも含めて、20ないし75重量パーセントの
    量で添加することを特徴とする請求項1、請求項2また
    は請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 カーボネートが炭酸ナトリウムであっ
    て、リファイナー内のハイドロサルファイトの重量に対
    して、20および75重量パーセントも含めて、20な
    いし75重量パーセントの量で添加されることを特徴と
    する請求項1、請求項2または請求項3のいずれか一つ
    の項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 カーボネートを、リファイナー内のハ
    イドロサルファイトの重量に対して、33および50重
    量パーセントも含めて、33ないし50重量パーセント
    の量で添加することを特徴とする請求項1、請求項2ま
    たは請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 カーボネートが炭酸ナトリウムであっ
    て、リファイナー内のハイドロサルファイトの重量に対
    して、33および50重量パーセントも含めて、33な
    いし50重量パーセントの量で添加されることを特徴と
    する請求項1、請求項2または請求項3のいずれか一つ
    の項に記載の方法。
  12. 【請求項12】 カーボネートを、ハイドロサルファイ
    トの添加とほぼ同じときに添加することを特徴とする請
    求項1、請求項2または請求項3のいずれか一つの項に
    記載の方法。
  13. 【請求項13】 カーボネートを、ハイドロサルファイ
    トと同時に添加することを特徴とする請求項1、請求項
    2または請求項3のいずれか一つの項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 漂白がハイドロサルファイトならびに
    炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マ
    グネシウムおよび炭酸カルシウムおよび前記の二つ以上
    の混合物より成る群から選ばれる少なくとも一つのカー
    ボネートを用いて行われ、該漂白が二酸化硫黄の検出可
    能な放出なしに行われたことを特徴とするリファイナー
    内で漂白された木材パルプ。
  15. 【請求項15】 漂白が、ハイドロサルファイトならび
    に炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸
    マグネシウムおよび炭酸カルシウムおよび前記の二つ以
    上の混合物より成る群から選ばれる少なくとも一つのカ
    ーボネートを用いて行われ、該漂白が二酸化硫黄の検出
    可能な放出を2ppmを超えないレベルに低下させて行
    われたことを特徴とするリファイナー内で漂白された木
    材パルプ。
JP5311527A 1992-12-14 1993-12-13 リファイナー漂白における二酸化硫黄生成の除去 Pending JPH073684A (ja)

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US55121 1993-04-30

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