JP2003247187A - オゾン排ガスによる白液酸化方法 - Google Patents
オゾン排ガスによる白液酸化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本願発明が解決しようとする課題は、オゾン排
ガス分解装置を停止できるオゾン排ガスの有効利用方法
を提供することと、これにより、オゾンによる漂白のコ
ストを低減することにある。 【解決手段】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガス
を分解装置で分解することなく、酸素脱リグニン用の白
液酸化工程へ導き、白液酸化の酸素源として使用するこ
とにより、オゾン排ガスを有効に利用できると同時に、
分解装置の停止による大きな省電力を達成できる。この
省電力の分、オゾン漂白コストを低減できる。
ガス分解装置を停止できるオゾン排ガスの有効利用方法
を提供することと、これにより、オゾンによる漂白のコ
ストを低減することにある。 【解決手段】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガス
を分解装置で分解することなく、酸素脱リグニン用の白
液酸化工程へ導き、白液酸化の酸素源として使用するこ
とにより、オゾン排ガスを有効に利用できると同時に、
分解装置の停止による大きな省電力を達成できる。この
省電力の分、オゾン漂白コストを低減できる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】オゾン漂白段からのオゾン排
ガス有効利用方法であって、オゾン排ガス分解装置を使
用せず、残存オゾンを含む排ガスを酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、白液酸化を行うことを特徴とする
オゾン排ガスによる白液酸化方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】塩素や次亜塩素酸塩などの塩素系漂白剤
が長年、パルプの漂白に使用されてきた。しかし、塩素
系漂白剤でパルプを漂白した場合、パルプ中の有機物と
塩素の反応により有機塩素化合物が生成し、これが排水
として放出されるという環境上の問題があった。また、
塩素系漂白段の排水中には塩素イオンが高濃度で含まれ
ているため、排水の回収、再使用も困難であった。 【０００３】このような状況から、塩素系漂白剤に代わ
る漂白剤の研究が盛んに行われ、酸素、過酸化水素、過
酢酸、二酸化塩素、オゾンなどの漂白剤が実用化されて
来ている。特に、二酸化塩素は漂白力が強く、反応選択
性に優れ、高白色度且つ高強度のパルプを製造できるこ
とから、二酸化塩素漂白が多用され、二酸化塩素を使用
したＥＣＦ漂白が現在主流となりつつある。しかし、二
酸化塩素といえども有機塩素化合物を生成することか
ら、二酸化塩素も使用しないＴＣＦ漂白が注目されてい
る。 【０００４】オゾンに関しては、低コストで高濃度オゾ
ンを発生できる高性能な装置の開発が進み、更に中濃度
あるいは高濃度のパルプとオゾンを効率良く混合できる
ハイシェアミキサーの開発が進んだ結果、近年、ＥＣＦ
漂白やＴＣＦ漂白におけるオゾン漂白段の実用化が開始
されている。 【０００５】オゾンでパルプを漂白する場合、オゾン漂
白段から排出される排ガス中には、オゾン漂白段へ供給
されるオゾンガスの1〜30%程度の未反応オゾンが残留
し、その他に酸素、窒素、アルゴン、有機物の分解によ
り発生した有機性ガスなどが含まれている。オゾン漂白
段から排出される未反応オゾンを含むこの排ガスを以
下、オゾン排ガスと記述する。他の漂白剤に比較してオ
ゾンの製造コストは高いので、このオゾン排ガスを有効
に利用することにより、オゾン漂白のコストを低減する
ことが望まれている。 【０００６】オゾン排ガスを有効利用する従来の主な技
術としては、オゾン発生装置への再循環、パルプとオゾ
ンとの混合装置への再循環、他の漂白段への利用、排水
などの処理への利用が挙げられる。 【０００７】オゾン発生装置への再循環に関しては、特
表平08-505662号公報があり、オゾン排ガスを分解装置
で分解後、酸素を追加して所定の酸素濃度としたものを
オゾン発生装置へ戻す技術が開示されている。 【０００８】パルプとオゾンとの混合装置への再循環に
関しては、特許第2792724号公報があり、パルプをオゾ
ンガスで細分化する装置へオゾン排ガスを循環させ使用
する技術である。 【０００９】他の漂白段への利用に関しては、特開昭54
-30902号公報では、オゾン多段漂白において第２段目以
降のオゾン漂白段からのオゾン排ガスを第１段目のオゾ
ン漂白段へ導き使用する技術が開示されている。特開平
04-300380号公報では、酸素漂白（ＥＯＰ段）とオゾン
漂白（Ｚ段）と過酸化漂白（Ｐ段）とから成る無塩素漂
白工程において、オゾン排ガスをＥＯＰ段へ導き、オゾ
ン排ガス中の残存酸素を使用する技術が開示されてい
る。特開平10-37088号公報では、オゾン排ガスをアルカ
リスクラビング後、酸素漂白に使用する技術が記載され
ている。特開平11-21778号公報では、オゾン排ガスを第
２オゾン漂白段あるいはオゾン/二酸化塩素段に使用す
る技術が開示されている。 【００１０】排水などの処理への利用に関しては、特開
平7-279075号公報では、オゾン漂白段から出たパルプを
希釈して、この中にオゾン排ガスをバブリングして、未
反応オゾンを消費させ、同伴水中のＣＯＤを低下させる
技術が記載されている。特開平8-325971号公報では、過
酸化水素漂白段の洗浄濾液をオゾン排ガスで処理する技
術が開示されている。 【００１１】オゾン排ガス中に残存するオゾンは毒性が
極めて強い。オゾンガスの作業環境許容濃度は、0.1ppm
である。従って、オゾン排ガスを大気放出する場合は、
分解装置を通してオゾンを無毒の酸素に分解して放出す
る。またオゾン排ガスを酸素源として有効利用する場合
も分解装置で処理するのが一般的である。オゾンは比較
的不安定な物質であり、高温では簡単に分解して酸素に
変化する。この性質を利用したのがオゾン排ガス分解装
置である。通常の分解装置内には電熱ヒーターが多数配
置され、この熱により約300〜500℃の高温下でオゾンが
分解される。このため、分解装置の電力消費量は大き
く、これがオゾンの製造コストあるいはオゾンによる漂
白のコストを引き上げる一つの要因ともなっている。 【００１２】一方、パルプの多段漂白に先だって蒸解後
のパルプを酸素脱リグニン処理し、カッパー価を大幅に
低下させ、後段の漂白効率を高める酸素脱リグニンの技
術が急速に拡大している。この酸素脱リグニンは、パル
プにフレッシュなNaOHおよび／または酸化処理した白液
を加え、これに酸素を注入し、リアクター内で加温、加
圧して酸化反応させるものである。酸素脱リグニン用の
白液の酸化は、白液酸化塔内の白液に空気を注入するこ
とで通常行われている。白液中のNa2Sと空気中の酸素が
反応して、Na2S酸化が達成される。白液に対する空気の
添加量は、Na2Sの酸化に必要な理論空気量の約2〜10倍
で行うのが一般的である。 【００１３】本発明者らは、オゾンの製造コストあるい
はオゾンによる漂白のコストを更に低減すべく、電力消
費量が大きいオゾン排ガス分解装置を停止できるオゾン
排ガスの有効利用技術について鋭意検討を行った。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】本願発明が解決しよう
とする課題は、オゾン排ガス分解装置を停止できるオゾ
ン排ガスの有効利用方法を提供することと、これによ
り、オゾンによる漂白のコストを低減することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、オゾン排
ガスの有効利用方法について鋭意検討した結果、分解装
置を通さず、オゾン排ガスを直接、酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、オゾン排ガス中の残留オゾンと酸
素とを白液酸化用の酸素源として有効利用することによ
り、本発明を完成し、前記の課題を解決した。 【００１６】 【発明の実施の形態】オゾンの原料である酸素は、酸素
メーカーから液化酸素の形で供給されるか、オゾンを使
用する現場でオンサイトで酸素を製造するＰＳＡ方式か
のどちらかが採用されている。特に、パルプの処理工程
の中に酸素脱リグニン工程を有する工場では、酸素の使
用量が多くなるため、ＰＳＡ方式が主流となっている。
一方、オゾン発生の主流は、酸素を原料とした無声放電
方式である。また、オゾン漂白段へ供給するオゾンガス
の濃度は、オゾン漂白段におけるパルプ濃度が低濃度な
のか中濃度なのか高濃度なのかによって異なる。これら
の酸素原料の種類やオゾン発生装置の型式、更にオゾン
漂白段へ供給されるオゾンガスの濃度に関係なく、オゾ
ン漂白段から排出されるオゾン排ガスの主要成分が酸素
と残留オゾンおよび二酸化炭素などであれば、酸素脱リ
グニン用白液の酸化のための酸素源として使用できる。
残留オゾン濃度は、500〜5,000ppmが好ましい。 【００１７】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガス
はファンで吸引され、密閉配管を通して、酸素脱リグニ
ン用の白液酸化工程へ導かれる。この際、注意すべきこ
とは、オゾンは金属を腐食する性質が強いことである。
配管やバルブなどの金属材料がオゾンで腐食され穴があ
くと、ここから有毒のオゾンガスが漏れ出すことにな
る。これを避けるためには、TAPPI PROC 1996 INT PULP
BLEACH CONF BOOK 2,PAGE.439-444 1996で公知の技術
となっている耐腐食性の金属材料やテフロンなどを使用
する必要がある。すなわち、配管やバルブの金属材料と
しては、ステンレスＬシリーズの304か316を使用する必
要がある。また、シール部分に通常使用されるゴムは、
オゾンと接触すると急速に劣化しシール機能を失ってし
まうので、ゴムの使用は避け、ハイパロンかテフロン
(登録商標)などの材料を使用する必要がある。 【００１８】耐腐食性の配管などを通って酸素脱リグニ
ン用の白液酸化工程へ導かれたオゾン排ガスは、白液酸
化に通常用いられている空気の代わりに使用される。オ
ゾン排ガスと空気を混合して白液酸化塔へ注入しても良
いし、オゾン排ガスのみ白液酸化塔へ注入しても良い。 【００１９】オゾン排ガスと空気の混合気体、あるいは
オゾン排ガス単独の白液に対する添加量は、白液中のNa
2Sの酸化に必要な理論酸素量の2〜10倍になるように調
整することが望ましく、好ましくは3〜6倍である。2倍
未満の添加量の場合は、白液中のNa2Sの酸化が不十分と
なり、白液の酸化率が低下する結果、酸素脱リグニンの
効果が低下してしまう。一方、10倍を超える場合、白液
酸化塔へ注入する量が増えるのでブロアの消費電力が増
大するし、白液酸化塔内の散気部分での状態が不良とな
り、ミクロコロイダルエアーが得にくく、白液との反応
が不十分のまま大きなエアーが通過してしまう、いわゆ
るショートパスを引き起こしやすくなる。 【００２０】白液酸化塔内での散気方式は、通常使用さ
れている方式であれば、特に制限はなく、回転散気管方
式や充填塔方式などを用いることができる。 【００２１】白液へ注入されたオゾン排ガスは、強アル
カリ性の白液と反応し、残留オゾンは直ちに分解して酸
素となり、排ガス中にもともとあった酸素と同様に、次
の反応式の如く、白液の酸化反応で消費される。 オゾン排ガス中のオゾンの分解反応：2O3→3O2 白液の酸化反応：2Na2S+2O2+H2O→Na2S2O3+2NaOH 【００２２】このようにして、オゾン排ガスの分解装置
をバイパスして、オゾン排ガスを酸素脱リグニン用の白
液酸化工程で使用することが出来る。分解装置停止によ
る省電力量は、分解装置の処理能力に左右される。一例
を挙げると、処理能力がガス流量で約1,000kg/時間、分
解装置内温度が約350℃の場合、省電力は約30kWにも達
する。 【００２３】酸化された白液は、単独で酸素脱リグニン
に使用しても良いし、フレッシュなNaOHと混合して酸素
脱リグニンに使用しても良い。 【００２４】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
示すが、本願発明は勿論かかる実施例に限定されるもの
ではない。 【００２５】白液中のNa2Sの分析方法と白液酸化率の計
算方法を次に示す。白液中のNa2Sの分析方法 分析用サンプル2.5mlを採取する。これに10%塩化バリ
ウム水溶液を50ml添加する。チモールフタレンを指示薬
として、0.5N塩酸で滴定する。チモールフタレンの変色
点はpH=10.5。この滴定数をＡmlとする。 引き続き、フェノールフタレンを指示薬として、0.5N
塩酸で滴定する。フェノールフタレンの変色点はpH=10.
0。ここまでの滴定数をＢmlとする。 サンプル中のNa2S濃度を次式で計算する。 Na2S(g/l、Na2Oとして)=1.24×2(Ｂ-Ａ)白液の酸化率の計算方法 酸化前の白液について上記の方法で、Na2S濃度を求め
る。これをＣ(g/l)とする。酸化後の白液について同様
にNa2S濃度を求める。これをＤ(g/l)とする。 白液の酸化率を次式で計算する。 白液の酸化率(%)=100(Ｃ-Ｄ)/Ｃ 【００２６】 【実施例１】ＫＰ法で製造したパルプの漂白工程中の中
濃度オゾン漂白段から排出されたオゾン排ガスを、分解
装置を停止して、酸素脱リグニン用の白液の酸化工程へ
導き、空気の代わりにオゾン排ガスのみで白液酸化を行
った。使用したオゾン排ガスのガス分析結果を表１に示
した。尚、オゾン発生装置はＰＳＡ酸素を原料としてい
る。白液に対するオゾン排ガスの添加量は、白液中のNa
2Sを全量酸化できる理論酸素量の5倍となるように調整
した。酸化処理前後の白液についてNa2Sの分析を行っ
た。酸化前の白液中のNa2S濃度(Na2O換算)は32.0g/lで
あり、酸化後の白液中のNa2S濃度は0.3g/lであった。従
って、オゾン排ガス注入による白液の酸化率は、99.1%
に達した。一方、オゾン分解装置の停止による省電力は
30kWであった。従って、分解装置の運転日数が年間340
日間と仮定すると245MWhもの多大な省電力量が可能であ
る。 【表１】オゾン排ガスのガス分析結果 【００２７】 【比較例１】酸素脱リグニン用の白液酸化を通常通り、
空気の注入により行った。白液に対する空気の添加量
は、白液中のNa2Sを全量酸化できる理論酸素量の6倍と
なるように調整した。酸化前の白液中のNa2S濃度(Na2O
換算)は32.0g/lであり、酸化後の白液中のNa2S濃度は1.
7g/lであった。従って、空気注入による白液の酸化率
は、94.7%であった。 【００２８】実施例１のオゾン排ガスによる白液酸化の
場合、比較例１の空気による白液酸化の場合に比べて、
実施例１の白液酸化率は比較例１の白液酸化率と同程度
あるいはそれ以上であり、オゾン排ガスを分解装置バイ
パスで白液酸化に使用しても全く問題が無いことが分か
る。 【００２９】 【発明の効果】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガ
スを分解装置で分解することなく、酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、白液酸化の酸素源として使用する
ことにより、オゾン排ガスを有効に利用できると同時
に、分解装置の停止による大きな省電力を達成できる。
この省電力の分、オゾン漂白コストを低減できる。
ガス有効利用方法であって、オゾン排ガス分解装置を使
用せず、残存オゾンを含む排ガスを酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、白液酸化を行うことを特徴とする
オゾン排ガスによる白液酸化方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】塩素や次亜塩素酸塩などの塩素系漂白剤
が長年、パルプの漂白に使用されてきた。しかし、塩素
系漂白剤でパルプを漂白した場合、パルプ中の有機物と
塩素の反応により有機塩素化合物が生成し、これが排水
として放出されるという環境上の問題があった。また、
塩素系漂白段の排水中には塩素イオンが高濃度で含まれ
ているため、排水の回収、再使用も困難であった。 【０００３】このような状況から、塩素系漂白剤に代わ
る漂白剤の研究が盛んに行われ、酸素、過酸化水素、過
酢酸、二酸化塩素、オゾンなどの漂白剤が実用化されて
来ている。特に、二酸化塩素は漂白力が強く、反応選択
性に優れ、高白色度且つ高強度のパルプを製造できるこ
とから、二酸化塩素漂白が多用され、二酸化塩素を使用
したＥＣＦ漂白が現在主流となりつつある。しかし、二
酸化塩素といえども有機塩素化合物を生成することか
ら、二酸化塩素も使用しないＴＣＦ漂白が注目されてい
る。 【０００４】オゾンに関しては、低コストで高濃度オゾ
ンを発生できる高性能な装置の開発が進み、更に中濃度
あるいは高濃度のパルプとオゾンを効率良く混合できる
ハイシェアミキサーの開発が進んだ結果、近年、ＥＣＦ
漂白やＴＣＦ漂白におけるオゾン漂白段の実用化が開始
されている。 【０００５】オゾンでパルプを漂白する場合、オゾン漂
白段から排出される排ガス中には、オゾン漂白段へ供給
されるオゾンガスの1〜30%程度の未反応オゾンが残留
し、その他に酸素、窒素、アルゴン、有機物の分解によ
り発生した有機性ガスなどが含まれている。オゾン漂白
段から排出される未反応オゾンを含むこの排ガスを以
下、オゾン排ガスと記述する。他の漂白剤に比較してオ
ゾンの製造コストは高いので、このオゾン排ガスを有効
に利用することにより、オゾン漂白のコストを低減する
ことが望まれている。 【０００６】オゾン排ガスを有効利用する従来の主な技
術としては、オゾン発生装置への再循環、パルプとオゾ
ンとの混合装置への再循環、他の漂白段への利用、排水
などの処理への利用が挙げられる。 【０００７】オゾン発生装置への再循環に関しては、特
表平08-505662号公報があり、オゾン排ガスを分解装置
で分解後、酸素を追加して所定の酸素濃度としたものを
オゾン発生装置へ戻す技術が開示されている。 【０００８】パルプとオゾンとの混合装置への再循環に
関しては、特許第2792724号公報があり、パルプをオゾ
ンガスで細分化する装置へオゾン排ガスを循環させ使用
する技術である。 【０００９】他の漂白段への利用に関しては、特開昭54
-30902号公報では、オゾン多段漂白において第２段目以
降のオゾン漂白段からのオゾン排ガスを第１段目のオゾ
ン漂白段へ導き使用する技術が開示されている。特開平
04-300380号公報では、酸素漂白（ＥＯＰ段）とオゾン
漂白（Ｚ段）と過酸化漂白（Ｐ段）とから成る無塩素漂
白工程において、オゾン排ガスをＥＯＰ段へ導き、オゾ
ン排ガス中の残存酸素を使用する技術が開示されてい
る。特開平10-37088号公報では、オゾン排ガスをアルカ
リスクラビング後、酸素漂白に使用する技術が記載され
ている。特開平11-21778号公報では、オゾン排ガスを第
２オゾン漂白段あるいはオゾン/二酸化塩素段に使用す
る技術が開示されている。 【００１０】排水などの処理への利用に関しては、特開
平7-279075号公報では、オゾン漂白段から出たパルプを
希釈して、この中にオゾン排ガスをバブリングして、未
反応オゾンを消費させ、同伴水中のＣＯＤを低下させる
技術が記載されている。特開平8-325971号公報では、過
酸化水素漂白段の洗浄濾液をオゾン排ガスで処理する技
術が開示されている。 【００１１】オゾン排ガス中に残存するオゾンは毒性が
極めて強い。オゾンガスの作業環境許容濃度は、0.1ppm
である。従って、オゾン排ガスを大気放出する場合は、
分解装置を通してオゾンを無毒の酸素に分解して放出す
る。またオゾン排ガスを酸素源として有効利用する場合
も分解装置で処理するのが一般的である。オゾンは比較
的不安定な物質であり、高温では簡単に分解して酸素に
変化する。この性質を利用したのがオゾン排ガス分解装
置である。通常の分解装置内には電熱ヒーターが多数配
置され、この熱により約300〜500℃の高温下でオゾンが
分解される。このため、分解装置の電力消費量は大き
く、これがオゾンの製造コストあるいはオゾンによる漂
白のコストを引き上げる一つの要因ともなっている。 【００１２】一方、パルプの多段漂白に先だって蒸解後
のパルプを酸素脱リグニン処理し、カッパー価を大幅に
低下させ、後段の漂白効率を高める酸素脱リグニンの技
術が急速に拡大している。この酸素脱リグニンは、パル
プにフレッシュなNaOHおよび／または酸化処理した白液
を加え、これに酸素を注入し、リアクター内で加温、加
圧して酸化反応させるものである。酸素脱リグニン用の
白液の酸化は、白液酸化塔内の白液に空気を注入するこ
とで通常行われている。白液中のNa2Sと空気中の酸素が
反応して、Na2S酸化が達成される。白液に対する空気の
添加量は、Na2Sの酸化に必要な理論空気量の約2〜10倍
で行うのが一般的である。 【００１３】本発明者らは、オゾンの製造コストあるい
はオゾンによる漂白のコストを更に低減すべく、電力消
費量が大きいオゾン排ガス分解装置を停止できるオゾン
排ガスの有効利用技術について鋭意検討を行った。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】本願発明が解決しよう
とする課題は、オゾン排ガス分解装置を停止できるオゾ
ン排ガスの有効利用方法を提供することと、これによ
り、オゾンによる漂白のコストを低減することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、オゾン排
ガスの有効利用方法について鋭意検討した結果、分解装
置を通さず、オゾン排ガスを直接、酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、オゾン排ガス中の残留オゾンと酸
素とを白液酸化用の酸素源として有効利用することによ
り、本発明を完成し、前記の課題を解決した。 【００１６】 【発明の実施の形態】オゾンの原料である酸素は、酸素
メーカーから液化酸素の形で供給されるか、オゾンを使
用する現場でオンサイトで酸素を製造するＰＳＡ方式か
のどちらかが採用されている。特に、パルプの処理工程
の中に酸素脱リグニン工程を有する工場では、酸素の使
用量が多くなるため、ＰＳＡ方式が主流となっている。
一方、オゾン発生の主流は、酸素を原料とした無声放電
方式である。また、オゾン漂白段へ供給するオゾンガス
の濃度は、オゾン漂白段におけるパルプ濃度が低濃度な
のか中濃度なのか高濃度なのかによって異なる。これら
の酸素原料の種類やオゾン発生装置の型式、更にオゾン
漂白段へ供給されるオゾンガスの濃度に関係なく、オゾ
ン漂白段から排出されるオゾン排ガスの主要成分が酸素
と残留オゾンおよび二酸化炭素などであれば、酸素脱リ
グニン用白液の酸化のための酸素源として使用できる。
残留オゾン濃度は、500〜5,000ppmが好ましい。 【００１７】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガス
はファンで吸引され、密閉配管を通して、酸素脱リグニ
ン用の白液酸化工程へ導かれる。この際、注意すべきこ
とは、オゾンは金属を腐食する性質が強いことである。
配管やバルブなどの金属材料がオゾンで腐食され穴があ
くと、ここから有毒のオゾンガスが漏れ出すことにな
る。これを避けるためには、TAPPI PROC 1996 INT PULP
BLEACH CONF BOOK 2,PAGE.439-444 1996で公知の技術
となっている耐腐食性の金属材料やテフロンなどを使用
する必要がある。すなわち、配管やバルブの金属材料と
しては、ステンレスＬシリーズの304か316を使用する必
要がある。また、シール部分に通常使用されるゴムは、
オゾンと接触すると急速に劣化しシール機能を失ってし
まうので、ゴムの使用は避け、ハイパロンかテフロン
(登録商標)などの材料を使用する必要がある。 【００１８】耐腐食性の配管などを通って酸素脱リグニ
ン用の白液酸化工程へ導かれたオゾン排ガスは、白液酸
化に通常用いられている空気の代わりに使用される。オ
ゾン排ガスと空気を混合して白液酸化塔へ注入しても良
いし、オゾン排ガスのみ白液酸化塔へ注入しても良い。 【００１９】オゾン排ガスと空気の混合気体、あるいは
オゾン排ガス単独の白液に対する添加量は、白液中のNa
2Sの酸化に必要な理論酸素量の2〜10倍になるように調
整することが望ましく、好ましくは3〜6倍である。2倍
未満の添加量の場合は、白液中のNa2Sの酸化が不十分と
なり、白液の酸化率が低下する結果、酸素脱リグニンの
効果が低下してしまう。一方、10倍を超える場合、白液
酸化塔へ注入する量が増えるのでブロアの消費電力が増
大するし、白液酸化塔内の散気部分での状態が不良とな
り、ミクロコロイダルエアーが得にくく、白液との反応
が不十分のまま大きなエアーが通過してしまう、いわゆ
るショートパスを引き起こしやすくなる。 【００２０】白液酸化塔内での散気方式は、通常使用さ
れている方式であれば、特に制限はなく、回転散気管方
式や充填塔方式などを用いることができる。 【００２１】白液へ注入されたオゾン排ガスは、強アル
カリ性の白液と反応し、残留オゾンは直ちに分解して酸
素となり、排ガス中にもともとあった酸素と同様に、次
の反応式の如く、白液の酸化反応で消費される。 オゾン排ガス中のオゾンの分解反応：2O3→3O2 白液の酸化反応：2Na2S+2O2+H2O→Na2S2O3+2NaOH 【００２２】このようにして、オゾン排ガスの分解装置
をバイパスして、オゾン排ガスを酸素脱リグニン用の白
液酸化工程で使用することが出来る。分解装置停止によ
る省電力量は、分解装置の処理能力に左右される。一例
を挙げると、処理能力がガス流量で約1,000kg/時間、分
解装置内温度が約350℃の場合、省電力は約30kWにも達
する。 【００２３】酸化された白液は、単独で酸素脱リグニン
に使用しても良いし、フレッシュなNaOHと混合して酸素
脱リグニンに使用しても良い。 【００２４】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
示すが、本願発明は勿論かかる実施例に限定されるもの
ではない。 【００２５】白液中のNa2Sの分析方法と白液酸化率の計
算方法を次に示す。白液中のNa2Sの分析方法 分析用サンプル2.5mlを採取する。これに10%塩化バリ
ウム水溶液を50ml添加する。チモールフタレンを指示薬
として、0.5N塩酸で滴定する。チモールフタレンの変色
点はpH=10.5。この滴定数をＡmlとする。 引き続き、フェノールフタレンを指示薬として、0.5N
塩酸で滴定する。フェノールフタレンの変色点はpH=10.
0。ここまでの滴定数をＢmlとする。 サンプル中のNa2S濃度を次式で計算する。 Na2S(g/l、Na2Oとして)=1.24×2(Ｂ-Ａ)白液の酸化率の計算方法 酸化前の白液について上記の方法で、Na2S濃度を求め
る。これをＣ(g/l)とする。酸化後の白液について同様
にNa2S濃度を求める。これをＤ(g/l)とする。 白液の酸化率を次式で計算する。 白液の酸化率(%)=100(Ｃ-Ｄ)/Ｃ 【００２６】 【実施例１】ＫＰ法で製造したパルプの漂白工程中の中
濃度オゾン漂白段から排出されたオゾン排ガスを、分解
装置を停止して、酸素脱リグニン用の白液の酸化工程へ
導き、空気の代わりにオゾン排ガスのみで白液酸化を行
った。使用したオゾン排ガスのガス分析結果を表１に示
した。尚、オゾン発生装置はＰＳＡ酸素を原料としてい
る。白液に対するオゾン排ガスの添加量は、白液中のNa
2Sを全量酸化できる理論酸素量の5倍となるように調整
した。酸化処理前後の白液についてNa2Sの分析を行っ
た。酸化前の白液中のNa2S濃度(Na2O換算)は32.0g/lで
あり、酸化後の白液中のNa2S濃度は0.3g/lであった。従
って、オゾン排ガス注入による白液の酸化率は、99.1%
に達した。一方、オゾン分解装置の停止による省電力は
30kWであった。従って、分解装置の運転日数が年間340
日間と仮定すると245MWhもの多大な省電力量が可能であ
る。 【表１】オゾン排ガスのガス分析結果 【００２７】 【比較例１】酸素脱リグニン用の白液酸化を通常通り、
空気の注入により行った。白液に対する空気の添加量
は、白液中のNa2Sを全量酸化できる理論酸素量の6倍と
なるように調整した。酸化前の白液中のNa2S濃度(Na2O
換算)は32.0g/lであり、酸化後の白液中のNa2S濃度は1.
7g/lであった。従って、空気注入による白液の酸化率
は、94.7%であった。 【００２８】実施例１のオゾン排ガスによる白液酸化の
場合、比較例１の空気による白液酸化の場合に比べて、
実施例１の白液酸化率は比較例１の白液酸化率と同程度
あるいはそれ以上であり、オゾン排ガスを分解装置バイ
パスで白液酸化に使用しても全く問題が無いことが分か
る。 【００２９】 【発明の効果】オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガ
スを分解装置で分解することなく、酸素脱リグニン用の
白液酸化工程へ導き、白液酸化の酸素源として使用する
ことにより、オゾン排ガスを有効に利用できると同時
に、分解装置の停止による大きな省電力を達成できる。
この省電力の分、オゾン漂白コストを低減できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 東館 哲雄
北海道苫小牧市勇払143 日本製紙株式会
社勇払工場内
Ｆターム(参考） 4D002 AA11 AC07 BA20 DA70 HA09
4L055 AC06 AD08 BB18 BD14 BG01
FA23
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 オゾン漂白段から排出されるオゾン排ガ
スの有効利用方法であって、オゾン分解装置を経由せず
に該オゾン排ガスを、酸素脱リグニン用の白液酸化工程
へ導き、白液酸化用の酸素源として使用することを特徴
とするオゾン排ガスによる白液酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047325A JP2003247187A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | オゾン排ガスによる白液酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047325A JP2003247187A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | オゾン排ガスによる白液酸化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247187A true JP2003247187A (ja) | 2003-09-05 |
Family
ID=28660414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002047325A Pending JP2003247187A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | オゾン排ガスによる白液酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003247187A (ja) |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002047325A patent/JP2003247187A/ja active Pending
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