JP7328001B2 - 薬液の希釈添加方法 - Google Patents
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Description
このスライムは、製品中に混入することで製品品質や生産効率を低下させたり異臭の原因となったりする。したがって、循環水系や循環水系に流入する工程水系には、スライム防止剤が使用される。
また、循環水系の白水等には原料パルプ由来のカルシウムイオンやバリウムイオンが溶出しており、特に回収古紙パルプからは無機填料由来のカルシウムイオンの溶出量が多い。
抄紙工程で用いられる硫酸バンドやpH調整の硫酸等に由来する硫酸イオン、漂白に使われる過酸化水素の安定化剤として含まれるケイ酸ナトリウムや原料パルプ等から溶出するシリカイオン等と、溶出した前記カルシウムイオン、バリウムイオンとが結合して、水に極めて難溶性の硫酸カルシウム、硫酸バリウム、及びケイ酸カルシウム等が、スケールとして生成される。
スケールは、原料のマシンチェスト、タンク、種箱、インレット、配管、ポンプ、スクリーン等の紙製造工程機器に付着して性能低下の原因になる。さらに、機器類の壁面に付着したスケールが脱落して製品に移り、紙切れや紙製品に斑点を生じさせて品質を損なう等により紙の生産性に大きな損失をもたらす。したがって、紙製造工程水系にスケール防止剤が使用される。
紙製造工程水には、上記理由によりスライム防止剤やスケール防止剤、その他、消泡剤、製造工程における製紙原料や添加薬剤に起因する無機化合物や有機化合物の汚れを防止する汚れ防止剤、また配管や設備の金属錆を防止する防錆剤、紙製造工程で発生する臭気を防止する消臭剤等の各種薬剤が使用されている。
しかしながら、上記の従来から使用されている薬液混合装置では短時間の均一混合が不十分であり、目的とする薬剤効果を得るためには過剰の薬剤添加が必要となっていた。そのため残留薬剤による紙製品特性の低下や薬剤コストが嵩むという問題があった。
しかしながら、それらいずれの先行技術も、工程水系に供給する前工程での均一な薬液の作製に用いられており、紙製造における工程水系への薬液の希釈添加に利用することは開示されていない。
(1)
循環水系の循環水または前記循環水系に流入する流入水系の流入水を滞留させる水貯留部を1箇所または2箇所以上備えた紙製造工程において、
前記水貯留部の少なくとも1箇所の貯留水中に設置された水中撹拌装置を利用する薬液の希釈添加方法であって、
前記水中撹拌装置が、
少なくとも壁面に吸込孔を有する中空管と、
前記循環水又は流入水を含む工程水に薬液を添加して加圧し、加圧水性液体にする加圧液体供給管と、
前記中空管内に向け前記加圧水性液体をジェット水流水として噴射するジェットノズルと、
前記中空管に接続する希釈薬液吐出部を備えてなり、
前記ジェット水流水を噴射することで前記中空管内に負圧を発生させ、前記吸込孔から前記貯留水を吸入貯留水として前記中空管に吸込ませ、前記ジェット水流水と前記吸引貯留水が混合されてできた希釈薬液を、前記希釈薬液吐出部から前記水中撹拌装置が設置された前記水貯留部の前記貯留水中に吐出させることを特徴とする薬液の希釈添加方法。
(2)
前記薬液を前記工程水に所定量供給した後、前記水貯留部内の希釈薬液を含有した前記貯留水を前記工程水として加圧液体供給管に供給しつつ、前記ジェットノズルによるジェット水流水の流れを所定時間継続し、
前記貯留水を前記水中撹拌装置に通し前記水貯留部内で循環させることで、前記薬液を分散させることを特徴とする(1)に記載の薬液の希釈添加方法。
(3)
前記薬液が、スライムコントロール剤、スケール防止剤、防錆剤、消泡剤、または消臭剤の少なくとも1種を含む液体であることを特徴とする(1)または(2)に記載の薬液の希釈添加方法。
の構成とした。
さらに、本発明の薬液の希釈添加方法により、紙製造工程における水貯留部の攪拌効果によって薬剤効果の効率化とともに臭気発生原因となる物質の停滞を防止して工程内で発生する臭気の低減や製品の臭気を防止する効果も有している。
ここで「白水」とは、通常抄紙時に使用する原料パルプに由来する微細繊維や、その他の製紙用薬剤等を含んだ工程水である。
すなわち、原料調整槽1に、パルプを含む原料と水が供給され(図示なし)、さらに回収水タンク12からポンプ13より送水される水が加えられて、パルプスラリーが調整される。
調整されたパルプスラリーは、マシンチェスト2に供給され、さらに粘度調整剤や紙力増強剤等の各種製紙用薬剤等が添加される。その後、パルプスラリーは、ポンプ3により白水循環系A2に供給され、白水サイロ5からの白水と混合されて、紙料としてインレット6に供給される。
インレット6からワイヤパート7のワイヤ7aへ供給された紙料は、脱水されてシート形状となり、プレスパート8以降の紙製造工程に送られて紙製品となる。
一方、ワイヤパート7に残った水は、白水として白水サイロ5に貯留され、さらにポンプ4でインレット6へ再び供給され、白水循環系A2が形成される。
固液分離処理された成分のうちの水は、回収水タンク12に貯留された後、その一部はポンプ13により原料調整系A1の原料調整槽1に供給されてパルプスラリーの濃度調整に利用される。
また、その水の別の一部は図示しない配管を通ってワイヤパート7のワイヤ7aやプレスパート8のフェルトを清浄に保つためのシャワー水に利用等される。固液分離処理で生じた水は、このように抄紙工程Aにおける各種用水として再利用される。
白水回収系A3は、原料調整系A1、および、白水循環系A2とともに、抄紙工程Aの循環水系を構成し、水はこの循環水系内を循環している。
なお、回収水タンク12内の他の一部の水は、濃度調整のために系外に排出され、図示しない排水処理設備等に送られる。
ただし、本発明における水貯留部は、それら循環水系の箇所等に限定されず、抄紙工程における他の循環水系およびそれら循環水系或いは他の循環水系に流入する他の水系に存在して水を滞留する水貯留部は全て本発明に含まれる。
水貯留部は、特に限定されないが、これら水系内に存在する水槽等、一時的に水の滞留する箇所が対象となる。
ジェットノズル21を設置する側の中空管20の端部近傍は拡径されており、薬液22bを含有する工程水25のジェット水流水21aの噴射によって負圧20aが生じる。
その負圧20aによって、ジェットノズル21近傍にある吸込孔24から水貯留部27の循環水である貯留水27a、または図示していないが循環水系に流入する流入水を滑らかに吸込ませ、薬液20bを含有する工程水25のジェット水流水21aと水貯留部27の循環水である貯留水27a、または図示していないが循環水系に流入する流入水が混合希釈され、中空管20に設けられている希釈薬液吐出部23から希釈薬液23aを水貯留部の水中に吐出させる。
それにより、循環水系および当該循環水系に流入する水系の少なくとも何れかの水系に薬液22bが添加される。
加圧液体供給管22への薬液22bの添加、ジェットノズル21への加圧液体の供給、中空管20への噴射は連続でも間欠でも可能であるが、薬液22bの添加条件は種類によって連続添加、または間欠添加が好ましく選ばれる。
好ましくは予め決められた量の薬液22bが循環水または/及び流入水25aである工程水25へ吐出添加された後、加圧液体供給管22への薬液22bの供給を停止し、薬液22bの撹拌分散サイクルとして、水貯留部27内の希釈薬液23aを含有した、循環水または/及び流入水25aを含む貯留水27aを工程水25として水中撹拌装置Sの加圧液体供給管22に供給し、加圧液体供給管22からジェットノズル21へ供給して中空管20内へ噴射し、水貯留部内の貯留水27aへ吐出するというサイクルを予定された一定時間中繰り返す。
すなわち、希釈薬液23aを含有した貯留水27aを水中撹拌装置Sに通し、ジェットノズル21によるジェット水流水21aの流れを所定時間継続させることで、水中撹拌装置Sが設定された水貯留部27内で貯留水27aを循環させることができ、前述の薬液22bの撹拌分散サイクルが自動的に実行される。
これにより水貯留部内の水系における薬液の均一分散が図られる。この場合、中空管20がジェットノズル21の近傍の壁面に備えられた少なくとも1つの吸込孔24により水貯留部内の希釈薬液23aを含有した循環水または流入水を含む吸引貯留水24aの中空管20への供給が加速されるので薬液(薬剤)の均一分散には好ましい。
ジェット水流水21aの噴射量は、圧送ポンプによる圧力水量調節や、噴射ノズルの開閉量等で制御、調整することができる。尚、本発明の中空管の形状は図2では円筒状が示されているが、直方体状等も使用可能であり、形状には限定されない。
上向き噴射式の水中撹拌装置を用いると水流が気液界面を波立たせることにより空気を気泡として水中に巻き込むリスクが高くなって気泡による紙特性への悪影響が出る場合には好ましくない。
薬液としては、以下に挙げるスライム防止剤、スケール防止剤、汚れ防止剤、防錆剤、消泡剤、消臭剤等が挙げられるが、特に限定されず、紙製造関連で公知の薬液が使用される。
製紙工場における抄紙機の、白水サイロ(容量50m3)、および回収水タンク(容量50m3)に、図2に記載のようなジェットノズルを有する水中撹拌装置を設置し、白水サイロ、および回収水タンクの貯留水を供給しながらジェットノズル手前の加圧液体供給管に薬液供給口からスライム防止用薬液として、次亜塩素酸ナトリウム溶液と塩化アンモニウム溶液から得られる0.2質量%のモノクロラミン水溶液を添加供給する実機試験を実施した。
循環水系における目標添加濃度が結合残留塩素濃度として10mg/Lとなるように水中撹拌装置(ジェットノズル直径10cm、ジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分)を用いてスライム防止用薬液を白水サイロと回収水タンクに連続的に同量ずつ添加した。
白水サイロと回収水タンクの薬液添加水を上記の水中撹拌装置によりジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分の条件で加圧液体供給管からの薬液供給有無に関わらず白水サイロ、および回収水タンクの貯留水を供給して連続稼働して循環させながら、希釈薬液含有の白水サイロ水と回収水タンク水を循環水系に供給した。
希釈薬液を供給して15分後に白水サイロ、および回収水タンクから採取した試験液を用いて、液中の細菌数を次のようにして測定した。30秒間静置した後の試験液の上清を採取、その一般細菌数をJIS K0101(1998) 63.2に従って測定した。
その結果を表1に示す。希釈薬液の供給前の白水サイロ、および回収水タンクの薬液未添加水の細菌数の測定値は、それぞれ液中で1.8×108個/mL、2.0×108個/mLであった。
実施例1と同じ製紙工場における抄紙機の、実施例1と同じ白水サイロと回収水タンクに、図2のようなジェットノズルを有する水中撹拌装置を設置し、白水サイロ、および回収水タンクの貯留水を供給しながらジェットノズル手前の加圧液体供給管に薬液供給口からスケール防止薬液として10質量%のポリアクリル酸ソーダ(質量平均分子量8000)含有水を供給添加する実機試験を実施した。
循環水系における目標添加濃度が有効成分として5mg/Lを維持するように水中撹拌装置(ジェットノズル直径10cm、ジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分)により白水サイロと回収水タンクに連続的に同量ずつ添加した。
上記の水中撹拌装置は加圧液体供給管への薬液供給有無に関わらず白水サイロ、および回収水タンクの貯留水を供給してジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分の条件で連続稼働させながら、希釈薬液含有の白水サイロ水と回収水タンク水を循環水系に供給した。
効果確認のため、定修時にインレット内の点検を実施した。
その結果を表2に示す。評価は、インレットの目視判定により、◎:スケールがない、○:微細なスケールが見られる、△:スケールが見られる、×:スケールが明確に見られる、の4段階で行った。
実施例1と同じ製紙工場における抄紙機の、実施例1と同じ白水サイロ、および回収水タンクに、図2に記載のようなジェットノズルを有する水中撹拌装置を設置し、白水サイロ、および回収水タンクの貯留水を供給ながらジェットノズル手前の加圧液体供給管に薬液供給口からスライム防止用薬液として次亜塩素酸ナトリウム溶液と塩化アンモニウム溶液から得られる0.2質量%のモノクロラミン水溶液を供給添加する実機試験を実施した。
循環水系における目標添加濃度が結合残留塩素濃度として10mg/Lとなるように水中撹拌装置(ジェットノズル直径4cm、ジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分)を用いてスライム防止用薬液を白水サイロと回収水タンクに同量ずつ添加した。
加圧液体供給管への薬液供給を停止している間は水中撹拌装置は停止し、希釈薬液含有の白水サイロ水と回収水タンク水を循環水系に供給した。
希釈薬液を供給して15分後に白水サイロ、および回収水タンクから採取した試験液を用いて、液中の細菌数を次のようにして測定した。30秒間静置した後の試験液の上清を採取、その一般細菌数をJIS K0101(1998) 63.2に従って測定した。
その結果を表1に示す。希釈薬液の供給前の白水サイロ、および回収水タンクの薬液未添加水の細菌数の測定値は、それぞれ液中で1.9×108個/mL、2.0×108個/mLであった。
実施例1と同じ製紙工場における抄紙機の、実施例1と同じ回収水タンクに、図2のようなジェットノズルを有する水中撹拌装置を設置し、回収水タンクの貯留水を供給しながらジェットノズル手前の加圧液体供給管に薬液供給口からスケール防止薬液として10質量%のポリアクリル酸ソーダ(質量平均分子量8000)含有水を供給添加する実機試験を実施した。
循環水系における目標添加濃度が有効成分として5mg/Lとなるように水中撹拌装置(ジェットノズル直径10cm、ジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分)により回収水タンクに連続的に添加した。
上記の水中撹拌装置は加圧液体供給管への薬液供給の有無に関わらずジェットノズル吐出量60L/分、水中撹拌装置からの吐出量180L/分の条件で回収水タンクの貯留水を供給して連続稼働させながら、希釈薬液含有の回収水タンク水を循環水系に供給した。
効果確認のため、定修時にインレット内の点検を実施した。
その結果を表2に示す。
実施例1と同じ製紙工場における抄紙機の、実施例1と同じ白水サイロ、および回収水タンクの底部に、プロペラ羽根型撹拌装置を設置、稼動(羽根径/サイロ径=0.2、回転速度100rpm)させながら、スライム防止用薬液として次亜塩素酸ナトリウム溶液と塩化アンモニウム溶液から得られる0.2質量%のモノクロラミン水溶液を循環水系における目標添加濃度が有効全塩素濃度として10mg/Lとなるように添加し、羽根型撹拌装置を連続的に稼働させながら希釈薬液含有水を循環水系へ供給した。
白水サイロ、および回収水タンクの希釈薬液含有水を循環水系へ供給して15分後に白水サイロ、および回収水タンクから採取した試験液を用いて、液中の細菌数を次のようにして測定した。30秒間静置した後の試験液の上清を採取、その一般細菌数をJIS K0101(1998) 63.2に従って測定した。
その結果を表1に示す。希釈薬液の供給前の白水サイロ、および回収水タンクの薬液未添加水の細菌数の測定値は、それぞれ液中で1.8×108個/mL、2.3×108個/mLであった。
実施例1と同じ製紙工場における抄紙機の、実施例1と同じ回収水タンクの底部にプロペラ羽根型撹拌装置を設置、稼動(羽根径/タンク径=0.2、回転速度100rpm)させながら、スケール防止薬液として10質量%のポリアクリル酸ソーダ(質量平均分子量8000)含有水を循環水系における目標添加濃度が有効成分として5mg/Lとなるように連続的に添加し、羽根型撹拌装置を稼働させながら希釈薬液含有水を循環水系へ供給した。
効果確認のため、定修時にインレット内の点検を実施した。
その結果を表2に示す。
A1 原料調整系
A2 白水循環系
A3 白水回収系
S 水中撹拌装置
1 原料調整槽
2 マシンチェスト
3 ポンプ
4 ポンプ
5 白水サイロ
6 インレット
7 ワイヤパート
7a ワイヤ
8 プレスパート
9 シールピット
10 ポンプ
11 固液分離装置
12 回収水タンク
13 ポンプ
14 クッションタンク
15 用水ライン
16 ポンプ
20 中空管
20a 負圧
21 ジェットノズル
21a ジェット水流水
22 加圧液体供給管
22a 薬液供給管
22b 薬液
22c 薬液供給口
23 希釈薬液吐出部
23a 希釈薬液
24 吸込孔
24a 吸引貯留水
25 工程水
25a 循環水または/及び流入水
26 加圧水性液体
27 水貯留部
27a 貯留水
Claims (3)
- 循環水系の循環水または前記循環水系に流入する流入水系の流入水を滞留させる水貯留部を1箇所または2箇所以上備えた紙製造工程において、
前記水貯留部の少なくとも1箇所の貯留水中に設置された水中撹拌装置を利用する薬液の希釈添加方法であって、
前記水中撹拌装置が、
少なくとも壁面に吸込孔を有する中空管と、
前記循環水又は流入水を含む工程水に薬液を添加して加圧し、加圧水性液体にする加圧液体供給管と、
前記中空管内に向け前記加圧水性液体をジェット水流水として噴射するジェットノズルと、
前記中空管に接続する希釈薬液吐出部を備えてなり、
前記ジェット水流水を噴射することで前記中空管内に負圧を発生させ、前記吸込孔から前記貯留水を吸入貯留水として前記中空管に吸込ませ、前記ジェット水流水と前記吸引貯留水が混合されてできた希釈薬液を、前記希釈薬液吐出部から前記水中撹拌装置が設置された前記水貯留部の前記貯留水中に吐出させることを特徴とする薬液の希釈添加方法。 - 前記薬液を前記工程水に所定量供給した後、前記水貯留部内の希釈薬液を含有した前記貯留水を前記工程水として加圧液体供給管に供給しつつ、前記ジェットノズルによるジェット水流水の流れを所定時間継続し、
前記貯留水を前記水中撹拌装置に通し前記水貯留部内で循環させることで、前記薬液を分散させることを特徴とする請求項1に記載の薬液の希釈添加方法。 - 前記薬液が、スライムコントロール剤、スケール防止剤、防錆剤、消泡剤、または消臭剤の少なくとも1種を含む液体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薬液の希釈添加方法。
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