JPS60171254A - 固形燃料による石灰スラツジ再焼成キルンの燃焼方法 - 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］ 本発明は、ガス化固形燃料でもっ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ッジ再焼成キルンとは、硫酸塩
法またはソーダ法に従っ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ッジ（Ｃａｃｏ３）を焼成
スラッジ（Ｃａｂ）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
法に従っ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ッヂ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ＮａＯ
ＨとＮａｘＳ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４°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って処理する。

処理後任」二がりパルプは、パルプ乾燥機、または製紙
７［場に直接供給される。

パルプ洗浄から発生ずる廃液は、溶解した木材物質と蒸
解て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、蒸発プラント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。蒸解法の選定によっ
ては、ＮａｔＳ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且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（
Ｃａｂ）でもって処理することにより実施される。

ＮａｚＣｏ３＋　ＣａＯ＋　１−１．Ｏ→２　ＮａＯＨ
＋　ＣａＣＯ３１記再帖環をクローズ化するに（ま、次
いて次の反応式に従って石灰スラッジ再焼成キルンにお
けるいわゆる石灰スラツノ再焼成により、形成石灰スラ
ッジ（ＣａＣＯ＋）を焼成石灰（Ｃａｂ）に変えねばな
らない。

ＣａＣ０ａ＋エネルギー→ＣａＯ＋ＣＯ３上記の如くこ
の石灰スラッジ再焼成は通常、回転節状も灰スフッジ再
焼成キルン内で実施され、その中で冷たい水含宵石灰ス
ラッジを、キルンの対向端て一般にオイルまたは天然ガ
スの燃焼によって発生させた煙道ガスに対して向流的に
通過させる。石灰スラッジはキルン内で乾燥、加熱およ
び再焼成の反応を順次受（）、焼成スラッジが形成され
る温度は一般に約１２’００〜１４００’Ｃ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、全体の熱経済性か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
分が石灰スラツノ再焼成キルンて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’ｒＡ　
燃ｆ１を取り入れることが増大するであろうごとを位味
している。それ故、パルプ産業が固形燃料を例えば石灰
スラッジ再焼成キルンの燃焼に利用できるのであれば、
６利なことである。固形燃料は、好ましくは木材、パー
ク、木材廃物およびピー１・のような種Ｊ［ｉの燃料を
Ｑ味ケるのであるが、石灰や他の固形燃料も包含される
。

しかしながら、例えば石灰スラッ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
結環内に入り込み、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。

現在のり「）−ズ化されたパルプ」二業では、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僅保てき
ない。それ故、出液を増大させる別法が文献で検ａ」さ
れているが、４゛へての方法が投資や操業のコストを増
大させている。

更に、粉末状態の燃料で乙って石灰スラッジ再焼成キル
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って、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
完全なゴミ精製の後、イ」灰スラッ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っては充分に低くて、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、石灰スラッジ再
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、カス
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。

スウェーデン国ピーチオのレーブホルメンス・ブルクで
は、石灰スラッジ再焼成キルン燃焼用オイルが、パーク
および木材廃物からの乾燥微粉砕粉末でもって置換され
ている。粉末は２つの石灰スジツノ再焼成キルンに乾燥
燃焼用ポケットから吹き込まれ、特別に設置した粉末バ
ーナーの石灰スラッジ再焼成キルン内に吹き込まれる。

更に、この方法では、粉末の天分中のアルミニウムおよ
びケイ素によっ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
よって問題を引き起こす。

また、石灰スラッジ再焼成キルンを、固定床を有する種
類のガス化装置の黒炭でもって燃焼できることも公知で
ある。ガス化装置は石灰スラッノｉｔ￥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。

石灰スラッジ再焼成キルンの燃焼ガス用のパーク、木材
および木材燃料のガス化システムら開発されている。開
発技術では、別れた流動床カス化装置で８００〜９００
°Ｃの温度でガス化を行う。

今なお、固形燃料でもって石灰スラッジ再焼成キルンを
燃焼さＵる方法を改良４′ろ必要があり、該方法でｉｊ
：　Ｊ：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］ 従って、本発明は、固形燃料による石灰スラッジ再焼成
キルンの燃焼のための改良された方法に関し、石灰スラ
ッジ再焼成キルンてのその後の直接の最終燃焼てもって
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、石灰スラッジ再焼成キルンで
石灰スラッジ（ＣａＣＯ３）を焼成石灰スラッジ（Ｃａ
ｂ）に再焼成するときに該キルンを固形燃も１で乙って
燃焼さ口ろ方法であって、キルン内に冷たい水性右υく
スラッ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１のカス化を行う方法において、上記
キルンにイ：［設されたザイクロンガス化装置で固形燃
料のガス化を、形成灰分が溶融ずろ１０００℃以−１−
の温度で達成し、且つザイクロン効果によってガス化装
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。ザイクロンガス化装置は、横設され
ていることが好ましい。

従って、石灰スラッジ再焼成キルンに直接に接続された
ザイクロンガス化装置において、燃Ｈのカス化が起こり
、形成灰分が溶融しそしてザイクロンの壁面によって捕
捉されるように、通常１０００℃以上、好ましくは１５
００〜２０００℃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って上記キルンか操業される
ことになる。ザ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）エアファクターに相当する。

エアファクターは０５〜０．９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、ザイクロンガス化装置の出１
」の後でガスに供給する。一般に二次空気は排出される
焼成石灰によって予熱され、石灰の冷却とその熱量の回
収に供される。

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、驚くへ
きことに形成スラグは失活されでいるということか見出
たされたので、ザイクロンからの溶融灰分は石灰スラッ
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、溶融天分を焼成石灰中にとどめ、次にケイ素および
アルミニウムの騰出なしに石灰消化機からハラスとして
天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、天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、溶融天分をサイクロン
の周面に採集し、分離し、そして例えば水浴に導入する
ことができる。更にこの場合には、灰分を処理する手段
でもっ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。

石灰スラッ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、スラグ溶融によって得
られる天分中のケイ素およびアルミニウム分が失活され
ていることによって解消される。それ故、形成スラグは
、石灰スラッ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ッ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。

石灰スラッジ再焼成キルンにスラグ形成ザイクロンガス
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
プラントによって得られる場合よりも、石灰スラッジ再
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。

ガス化法いて石灰スラッジ再焼成キルン内での最終燃焼
というようになる２段燃焼によって、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図は石灰スラッジを再焼成する通常の装置を示し
、石灰スラッ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、オイルでもって石灰スラッジ再焼成キ
ルンを燃やす現在の通常の方法を示す。

オイルはラインｌを通じて石灰スラッジ再焼成゛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、石灰スラッ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でもっ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を通じてか且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、石灰スラッ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ｌを通して石灰スラッジ再焼成キルン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−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、石灰スラッノ再
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図に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っ
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ｌと通じて石灰スラツノ再焼成キ
ルン３のザイクロンガス化装置２に吹き込む。ザイクロ
ンカス化装置のマントルのカ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。ザイクロンガス化装
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。

ザイク〔ノンガス化装置内で、固形燃料の灰分を高温で
もって溶融し、その後溶融天分をザイクロン効果を通し
てザイクロンガス化装置の壁面に捕捉する。溶融スラグ
の分離は石灰スラッン再焼成キルン内で行い、焼成石灰
内に直接落下口しめ、該石灰を石灰冷却器６で冷却後石
灰ザイ［）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てもって実施する。その
後ソーターＩＯ内の同化灰分を、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を通じてか甘い化容器（図示Ｕ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図について述へノ一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ッ
ジ再焼成キルンで石灰スラッジを再焼成するものである
。対照法■３は、外部設置したスラグを形成しないカス
化装置で行うパークガス化からのガスでもって、第３図
に示す石灰スラッジ再焼成キルンのガス燃焼下で石灰ス
ラッジを再焼成ケるものである。方法Ｃは、燃料として
パ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、無さらし硫酸塩バル
ブ製造のバルブ工業を利用し、以下のデータを比較のベ
ースとする。

バルブ製造　＋０００１／日（９０％）石灰スラッノ再
焼成キルンのオイル消費４０ｔ／日 オイル価格　＋　８００　Ｓｗ、Ｃｒ、／ｌオイル熱ｍ
　４１．６ＧＪ／Ｌ バーり熱量　１９．２ＧＪ／Ｌ （乾燥体（１）Ｓ）） 操業時間　３３０日／年 パーク価格　３００　Ｓ　ｗ、Ｃｒ、／　ｔＤ　Ｓ従っ
て、必要量のハークを再燃焼さＵるのに要する熱ｍは、 ４０Ｘ４＋、６／２４＝６９．３ＧＪ／時対照法Ｉ３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っ−ζ、石灰スラッジ
再焼成を実施ｉ−る。１．’ｊｌ　Ｊｌ；燃料を単純な
型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％のカス化および燃焼の効
率では、木材燃ネ：１の消費は６９．３／１９．２１０
．８７十〇８＝４９．５ＬＤＳ／時となる。乾燥機、カ
ス化装置および燃焼装置の投資額は、約３８百万Ｓｗ。

りＬＪ−ネとなる。

溶融スラグを石灰スラッジ再焼成キルン内に直接取り出
４−のに、該キルンに接続して設（ＪたザイタＶｌ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、ザイクロノ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０．８Ｌ（乾燥体）７時
の乾燥必要量と共で、木材燃料の消費量を６９．３／Ｉ
　９．２１０．９２＋０．８＝４．７２ｉＤＳ／時とす
る。対照法Ｂに匹敵する、乾燥機およびザイクロノガス
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
１３およびＣ−この燃ｒＩ費および投資ｈｆｊの節約は
、以下の通りである。

燃料費　投資額 一□−−−□−□−〕了しケＳ　ｗ、Ｃｒ、／年ｙ−℃
貞フ７Ｓｗ、り対照法Ａ　２３．８　０ 対照法１３　１１．８　３８ 対照法Ｃ１１，２３０ 以上のご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って、燃料費の相当な節約を達
成することができる。

（対照法Ｂによって代表される）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前額の減少と
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だ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って、１は燃料供給ライ
ン、２はザイクロンガス化装置、３は石灰スラッジ再焼
成キルン１，４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０（給ライン、ＩＯはソーター、１１は消
化石灰排出ライン、Ｉ２は雑物排出ラインを示す。 特許出願人　オーツ−インドラストリン・プロセスコン
スルト・アブ 代理人弁理士　青　山葆　はか１名 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■９石石灰スラッジ再焼成キルン石灰スラッジ（ＣａＣ
   Ｏ３）を焼成石灰スラッジ（Ｃａｂ）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って、キルン
   内に冷たシテ水性石灰スラツノを一端から導入し、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
   供給上燃料をカ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、上記キルンにイτ１設されたザイクロ
   ンガス化装置で固形燃料のガス化を、形成天分が溶融す
   る１０００℃以」−の温度で実施し、且つザイクロン効
   果によってザ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、ザ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　→１−２ヶロ゛ノー７ｆス什坊置の壁面ｌこ捕隼六
   ス１．た溶融天分を、石灰スラッジ再焼成キルン内の焼
   成石灰スラッジ中に分離する上記第１項の方法。 イ、ザイクロンガス化装置の温度か１５００〜２０００
   ℃である上記第１項の方法。 ５、溶融天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、溶融天分をザ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、ザイクロンガス化装置内の空気供給が、１以下のエ
   アファクターに相当する」二記第１項の方法。 １０、空気供給が０．５〜０．９のエアファクターに相
   当する上記第９項の方法。