JPS62276095A - アルカリパルプ廃液から苛性ソ−ダを回収する方法 - 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】 ３発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、木材繊維のアルカリ蒸解、洗浄および必要に
応じて漂白段階からなる工程から排出される黒液と称さ
れる実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性廃液から
、苛性ソーダ全回収する方法に関する。

更に詳しく云うと、本発明においては、木材繊維のアル
カリ蒸解により得られる液、例えば、実質的に苛性ソー
ダを主たる蒸解薬品として、これにアントラキノン及び
その誘導体、アントラセン誘導体、脂肪族又は芳香族ア
ミン類、脂肪族アルコール類、酸素、過酸化水素および
オゾン、窒素酸化物！！ｊｉ　ｆｐよびこれらのナトリ
ウム塩類を単独もしくは併用添加して蒸解して得られる
液や、その蒸解くよって得られたパルプの洗浄液及び必
要に応じてそのパルプをアルカリ・酸素漂白、アルカリ
・過酸化水素漂白およびオゾン・アルカリ漂白による漂
白廃液などの実質的に硫黄化合物を含まな−アルカリ性
廃液を黒液と称し、本発明はこれらの黒液から苛性ソー
ダを回収する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来性なわれている木材繊維のアルカリ蒸解法であるク
ラフト蒸解法（以下、ＫＰ法という）の蒸解廃液である
ＫＰ黒液には、蒸解薬品として使用する苛性ソーダおよ
び硫化ソーダに由来するソーダ分と硫黄化合物が含まれ
ている。この黒液から蒸解薬品を回収する方法は、ＫＰ
黒液を濃縮し還元性雰囲気で燃焼して水に溶解した後、
生石灰上添加して、苛性ソーダおよび硫化ソーダを含む
蒸解白液として回収している。

このＫＰ法は、パルプ品質および蒸解薬品の回収法かは
ぼ完成されているが、硫黄化合物による悪臭の発生と、
生石灰を回収するため、多大な熱エネルギーを必要とす
る欠点がある。

これらの欠点を解決する方法の１つとして、硫黄化合物
を使用しない蒸解法であるソーダ蒸解法（以下ＡＰ法と
いう）がある。このＡｐ”ｌ、液から蒸解薬品を回収す
る方法として、ＡＰ黒液を濃縮し、酸化鉄と共に酸化燃
焼させ、その酸化燃焼生成物を水で加水分解して苛性ソ
ーダを含む蒸解白液として回収する方法（％公昭５１−
１２７２４号公報）があり、この方法では、硫黄化合物
による悪臭の発生もなく、生石灰を回収する丸めの多大
な熱エネルギーも必要とぜず、また装置の腐食性等の問
題も少ない。

この薬品回収方法は、酸化鉄による直接苛性化法と称せ
られる方法であるが、実用化のための開発が世界各国て
行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

苛性化剤として酸化鉄を使用する直接苛性化法（以下、
直接苛性化法という）は前述の如く種々なる利点ｔ−有
する苛性ソーダ等の回収法であるが、この方法をパルプ
製造工程で実際に適用可能にするためには下記の如き解
決を要する問題点が存在する。

（ＩＩ　　第１図に示すようにＡＰ黒液の粘度がＫＰ点
液の粘度に比べて著しく高いこと（なお第１図において
は従来法ＡＰ黒液、従来法ＫＰ黒液のはか、後述する本
発明法ＡＰ黒液の粘度も併せて示しである） （２）黒液を燃焼させる燃焼炉（炉本体内部中及びその
煙道中に廃熱ボイラを付設した炉を含めて、以下単に燃
焼炉という） の型式によって、以下の如き問題点を有する。

燃焼炉の型式としては、流動床炉、固定床炉、高速流動
層炉がある。流動床炉とは通常の流動床炉を言うが、当
方法に於ける固定床炉とは、炉底の構造として揺動式、
移床式ヌトーカｌ及速（５〜８■／ｓ）で搬送されると
共に燃焼ガスから分離した粒子を再び燃焼炉に戻す循環
系を構成してガス中の粒子濃度が高い状態で燃焼させる
炉を言う。

（１）固定床炉、高速流動層炉においては燃焼反応条件
の確保の困難性に伴う問題点 （ＩＩ）　　流動床炉において蝶、酸化鉄の微粉化に伴
う問題点 （３）酸化鉄や木材チップ中に含まれる無機不純物（Ａ
／、Ｏ／、８１　　等）が工程中に蓄積することＫよる
問題点 以下、前記口）〜（３）各項の問題点につめて詳述する
Ｏ 山　直接苛性化法は、木材パルプ製造用薬品、Ｉ！／＃
に苛性ソーダの回収法であるが、同時に燃焼炉で燃焼エ
ネルギーを蒸気として回収するため、黒液自体をより高
濃度まで濃縮して燃焼させて熱回収率を向上させる必要
がある。

しかしながら、一般的に黒液は濃度が増加すると、粘度
が急激に上昇し、水蒸気圧が低下し、黒液の沸点が急激
に上昇するとめう問題があつ九。そしてさらに、ＡＰ法
である直接苛性化技術はＫＰ法の製造装置をその′ｔま
使用することが可能である・・ため優れ友化学パルプの
製造方法として期待されているが、実用化する上での問
題点の１つに前記第１図に示すようにＡＰ黒液の粘度が
ＫＰ黒液のそれに比較して黒液固形分濃度（以下、黒液
濃度という）が同一でも約１０倍も高くなっていること
である。

黒液の粘度が高いと流動性が悪化しエバポレータでの黒
液の濃縮性が低下するはかりでなく、黒液の輸送性が低
下しかつ燃焼炉でののバーナＩからの噴霧性も悪化する
ため、黒液の燃焼性も低下し黒液の燃焼性が低下すると
還元雰囲気となり＠化第二鉄（Ｆ６，０．）が還元され
て反応性の乏しい四三酸化鉄（Ｆ　６　ｓ　ｏ　ａ　）
や酸化第一鉄（ｙｅｏ）にな９苛性ノーダの回収率の指
標である苛性化率が低下する原因となる。

また前記の如く黒液を固形化すると、第２図に示すとと
（ｋＰ黒液は著しく吸湿性を有し固形化黒液をバンカー
等に貯蔵すると吸湿して粘着性を示し、移送及び）・ン
ドリンクを困難にするという問題もある。（なお第２図
上部のＯ印が炭Ｉ！２ガス未吸収のＡＰ黒液の吸湿率を
示し、同、＾印は本発明方法による炭酸ガス処理黒液の
指示−１における吸湿率を示す） 従ってＡＰ黒液がＫＰ黒液よ！１）１０倍も黒液粘度が
高いことは、実用化上の大きなマイナスとなっている。

（２）　燃焼炉の型式としては流動床炉、固定床炉およ
び高速流動層炉の単独又は組み合せ友ものがある。

流動床炉法は炉内に於ける媒体の攪拌、混合が良好で酸
化状態に於ける炉内滞留時間も例えば０．１〜２時間と
長くとれるため、中心部までの反応時間を長く要する０
、５〜２Ｈφのような大粒径の鉄鉱石も使用可能な優れ
た方式である。しかしながら鉄鉱石は次第に微粉化して
炉外へ排出されるので（粒状酸化鉄は１回炉内を通過す
ると２０〜５ＯＮが粉化する）そのままではついには流
動化の維持が不可能になる。

固定床炉法は、流動床炉に較べると媒体の流動化エネル
ギー及び媒体の粉化に伴なう造粒エネルギーが不要であ
るという特徴がある。

しかしながら一般に黒液と酸化鉄による鉄酸ソーダ生成
反応は黒液の乾燥（固化）→燃焼→反応という段階を経
由するため、固定床炉では黒液と微粉酸化鉄を予混合後
、蒸気又は空気により炉内へ噴霧して微粒化させ、炉の
空塔部を落下中に浮遊燃焼させ炉底で反応を完結させる
必要がある。そのため浮遊燃焼が完全でないと、燃焼せ
ずに落下し、炉底で火炎を発して燃焼するいわゆる焔燃
焼状態になシ、そのような状態になると反応雰囲気が還
元状態になり、苛性化率が低く又生成物は塊状をなし、
以後の移送を困難にするという問題がある。又逆に噴霧
粒径が小さすぎると落下時に炉外への飛散量が増大する
欠点や燃焼が速く進みすぎるため炉底の温度が低下し、
反応が完結しないという問題が発生する。そのため微粒
化の丸めの最適粒径を決定し七〇粒径を維持しなければ
ならないという技術的な面倒さがある。

高速流動層炉は上記の固定床炉と異なり微粉酸化鉄を予
混合せずに炉内へ投入し、酸化鉄および鉄酸ソータ“を
高速で循環させて燃焼反応を行うもので、循環使用によ
ｐ　Ｆａ　／　Ｎａモル比の低減および燃焼炉の小型化
が可能であり、又酸化鉄の循環エネルギーが必要である
としても造粒操作を必要としない等の特徴がある。

しかしながら前記の如く炉内滞留時間が非常に短かいた
め反応の完結が不充分となり苛性化率が低下するという
問題点を有する。

（３）直接苛性化法によって得られる白液はＡ／。

Ｂｘ、０１．（ａ等の（Ｎ＆以外の）無機不純物が多量
に含まれるためこれを除去しなければならない。

即ち通常のＫＰ法でも木材チップ、工程で、□使用する
水、苛性化剤であるＯａＯに由来する無機不純物が工程
内へ混入されるが、この内Ｍｇ、Ｏａ、Ｍｎ　　等の不
溶性不純物は、苛性化工程に於けるドレックス、グリッ
ドと呼ばれる沈澱物として分離除去され、又Ｑ／　　等
の溶解性物質は炉外へ排出されて集塵、分離されたり、
燃焼炉系統から揮散によって一定量維持され系内にお−
てバランスする。

これに対して直接苛性化法で扛木材チップ、□水の他に
酸化鉄源として一般的に用いられる鉄鉱石中の不純物、
特にＡ／、８１等が溶出してくる上に、更に通常、ＫＰ
法に存在するような排出個所がないか、又は減少するた
め、このままでは系内に不純物の蓄積量が増大する。

＆／、８１が系内に蓄積すると蒸解釜、エバポレータに
スケールが生じ、熱効率全署しく悪化させ、ついには工
程の運転が不可能になるばかりでなく、ＣＩ！　　が増
大するとボイラＩに於ける高温腐食を助長するためボイ
ラ〃効率を低下させるという不具合をも九らす。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題点を解決すべく研究し、前記直
接苛性化に伴う問題点を全て解決しうる方法を完成した
。

すなわち本発明は、木材繊維のアルカリ蒸解、洗浄およ
び必要に応じて標目段階よりなる工程より排出される黒
液と称される実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性
廃液から苛性ソーダを回収する方法において、 （ＩＬ）　　上記黒液をそのまま又は濃縮後、該黒液に
炭酸ガス含有ガスを添加して該黒液のｐＨを９．５〜１
２．５　（黒液濃度４０％、８０Ｃ）Ｋ調整する工程 （ｂ）　　上記黒液を固形分濃度５０〜９５％に濃縮す
る工程 （ｃ）燃焼炉内に上記炭酸ガス処理濃縮黒液、酸素およ
び酸化鉄を添加して燃焼させ、有機物の燃焼、無機ソー
ダ分の炭酸ソーダ化および炭酸ソーダの鉄酸ソーダ化を
行わせる工程（ｄ）　上記生成物を加水分解し、苛性ソ
ーダを回収すると共に再生酸化鉄は上記（ｃ）工程に循
環させる工程よりなるアルカリパルプ廃液から苛性ソー
ダを回収する方法である。

〔構成の説明〕

以下、本発明の構成（ＩＬ）〜（（１）について詳述す
る。

本発明でいう炭酸ガス含有ガスとは、炭酸ガス自体ばか
りでなく、炭酸ガスを含有する黒液の燃焼炉からの燃焼
排ガス、および系統の全く異なる他のプロセス例えば有
機物の燃焼排ガスのような炭酸ガス含有ガス（以下、単
に炭酸ガスという）ｔ−意味する。

黒液の炭酸ガス処理は、黒液の粘度および吸湿性の低減
更に燃焼性の向上のために行うものである。すなわち黒
液の炭酸ガスの処理度合によって黒液の一祉徐々に低下
し、特定範囲の−において粘度が低下しく＠３図参照）
、それによって黒液の濃縮性が改良され、更に黒液を濃
縮固化させた場合、その固化物の吸湿性が低減されてい
るので、（第２図参照）黒液の燃焼炉でのバーナからの
噴霧性を良好にする効果をもたらす。この結果、従来の
直接苛性化法における黒液の粘度上昇による不具合は完
全に解決することができる。

またＡＰ黒液扛もともとＫＰ黒液に比べて着火温度が高
い欠点があるが、炭酸ガス処理してｐＨを低下させ友ム
Ｐ黒液は着火温度が低下するため燃焼性を改善すること
ができる。

黒液の燃焼炉の燃焼排ガスや他のプロセスからの燃焼排
ガスを、黒液に添加する炭酸ガスの供給源として利用す
ることは、本発明がコスト的に非常に安価なものとなる
利点がある。

炭酸ガスを添加する黒液濃度としては、特に制限はない
が、黒液の鎖線工程のどの濃度段階において炭酸ガスを
添加しても、それ以降の黒液の濃縮性および燃焼性に効
果をも九らす。炭酸ガスを添加する黒液濃度が高いｔｌ
ど黒液処理量が減少するが、余り高濃度の黒ｉでは黒液
粘度が増加するため、炭酸ガスの黒液への吸収性が悪化
し炭酸ガスの添加効率上良くない。また、黒液濃度が低
いほど黒液処理量が増大するが、黒液粘度が低い丸め黒
液への炭酸ガスの吸収性が向上する。黒液に炭酸ガスを
添加する具体的な黒液温度としてＵ、２０Ｘ〜７５％で
あり、より望ましくは４０Ｘ〜６５％があげられる。

炭酸ガスを添加する黒液温度についても、特に制限はな
いが、通常Ｂ、２ｎｃ〜１００Ｃで′ｈす、より望まし
くは４０Ｃ〜９０Ｇである。

本発明において、黒液に炭酸ガスを添加して黒液の濃縮
性の改良が期待できる黒液の州は、−を黒液濃度４０％
における８０Ｃ’の…（以下、ｐｉ（は、特にことわら
ない限り黒液濃度４０％、８ＤＣの…とする）で表示す
ると、第３図から明らかなように粘度測定温度８０Ｃの
下で黒液濃度８０％の点でｐ＃（９，５〜１２．５の領
域であり、ＡＰ黒液中に固体物質が多量に析出してくる
ため、逆に見掛の粘度が上昇し、したがって…９．５以
下で操業することは好ましくなく、また　（…１２．５
以上では黒液の粘度低下が不十分である。　□ 又、炭酸ガス処理黒液は、前記第２図に示したように吸
湿性が著しく減少し、黒液全固形化して粉砕後の貯蔵性
を改善し、燃焼炉での燃φ性を良好にする効果をもたら
す。　

次に、本発明において使用するに適した炭酸ガスの吸収
装置について概説する。

炭酸ガスの吸収装置としては、％種の気液接触装置、ま
たはガス吸収装置音用φることが可能である。即ち、公
知のぬれ壁塔、充填塔、泡ｆａ塔、多孔板塔、スプレー
塔、スクラバ１）気液攪拌槽等が使用可能であり、特に
中濃度黒液と炭酸ガスとの具体的な接触反応装置として
は、従来法で使用されていたカスケードエバポレータの
使用が、又特に高濃度黒液と炭酸ガスとの具体的な接触
反応装置としては、間接加熱式の回転ディスクによりＩ
Ｉ縮するディスクエバポレータの黒液槽の黒液面の下部
および／又は上部から、炭酸ガスを導入する装置が適し
ている。

炭酸ガス処理黒液の濃縮は燃焼炉で燃焼エネルギーを蒸
気として回収する際に熱回収率を向上させる喪めに行う
ものであるが、蒸解工程、洗浄工程等から排出される黒
液濃度１５〜２０％から５０〜７０％程度までは通常の
簿膜流下型蒸発装置や直接接触式エバポレータ等の多重
効実用缶で濃縮される。しかしながら更に濃度７０〜９
５％程度で扛炭酸ガス処理黒液とても粘度がかなり高い
ので前記の間接加熱式の回転ディスクによＶ濃縮するデ
ィスクエバポレータを使用することが好適である。ディ
スクエバポレータは円筒状の内部のシャフトに中空の回
転円盤（ディスク）ｔｌ−多数個設置し、円筒の両端に
炭酸ガス処理黒液の供給口、抜出口を設け、回転する円
盤内に高温蒸気を通し、円筒内の炭酸ガス処理黒液を高
濃度に濃縮する装置であるが、更に回転ディスクの表面
の近くに、ディスク表面に付着した炭酸ガス処理黒液を
掻き落とすスクレーパを設置させることにより、濃縮性
を向上させることが好ましい。

濃縮は通常、大気圧下のディスクエバポレータ内で行う
が、炭酸ガス処理黒液が高温、加圧下で粘度が低下する
ことを利用して、ディスクエバポレータを加圧状態で使
用し濃縮性の改善を画ることも極めて好ましい態様であ
る。

炭酸ガス処理黒液の濃縮固形化は、完全固形化したもの
ｔ−０，５〜５　ｍｙ程度の大きさに細粒化後燃焼炉に
供給するために行うものである。この濃縮固形化の好ま
しい態様としては下記のもがあげられる。

（イ）　固形分濃度８５％以上の濃度まで濃縮した炭酸
ガス処理黒液を加圧状態でノズルより薄膜状に噴き出し
半固形状シートを形成させることによって冷却効果を高
め、かつ完全固化後の破砕を容易にする。

−）　前記（」の方法において酸化鉄粉末を、半固形状
シートの片面もしくは両面に散布して醸化鉄粉末を付着
もしく′鉱圧着させ、次の（ｃ１工程に寄与させる。

（ハ）　前記（イ）の方法においてノズルより薄膜状に
炭酸ガス処理高濃度黒液を噴出させる際に複数のノズル
もしくはスリットを用−１かつそれらにより形成される
層間にそれぞれ酸化鉄粉末を散布し、その後圧着するこ
とによって固形状炭酸ガス処理黒液と酸化鉄が交互に層
をなす多層構造のシー）Ｔｈ形成し、次の（ｏ）工程に
寄与させる。

に）　前記（歪の方法においてノズルを揺動させるか、
もしくは炭酸ガス処理黒液シート搬送速度の制御によっ
て一枚の炭酸ガス処理黒液シートを搬送しながら折り畳
むようにして形成し、かつその時生ずるシートの重な９
面に酸化鉄粉末を散布し、次の（ｃ）工程に寄与させる
。

（４）　前記（イ）、（Ｅ＝ｌｌ、Ｇ−１及び四の方法
において、半固形状炭酸ガス処理黒液シートに散布する
酸化鉄粉末を高温（望ましくは１２０〜２００Ｃ）にし
て半固形状炭酸ガス処理黒液シートと酸化鉄粉末の混合
をよくする。

上記各実施態様で添加する酸化鉄は、後述するように炉
内で酸化鉄中のＦｅと黒液中のＮａのモル比が、１．２
〜１，８になるように調整されるので１．２〜１．８ｔ
−上限として種々の割合で添加するのがよい。

又、炭酸ガス処理黒液の固形化手段としては円筒面を内
部から冷却するシリンダー上で炭酸ガス処理黒液を固化
し、破砕機で細片化する方法もあるが、スチールベルト
上で冷却固化しビンクラッシャーで細粒化する方法も好
適である。

この工程では有機物の燃焼、無機ソーダ分の炭酸ソーダ
化および炭酸ソーダの鉄酸ソーダ化を行うものである。

そのため炭酸ガス処理濃縮黒液および酸化鉄を燃焼炉内
へ供給し、燃焼反応を行わせるが、燃焼炉への両者の供
給形態としては、大別して （イ）炭酸ガス処理濃縮黒液と酸化鉄を、予じめ混合し
た稜供給する方法（予混合法） （ロ）炭酸ガス処理濃縮黒液と酸化鉄を、予混合せず別
々に供給する方法（別吹き法） の二りの方法がある。

燃焼炉内の鉄酸ソーダ生成反応は固液反応であり、酸化
鉄とナトリウムが密に接触する必要があるため、酸化鉄
粒径が細かい程あるい鉱予じめ両者の接触を良好にして
おくほど反応速度は速い。従って微粉酸化鉄全予混合し
た炭酸ガス処理濃縮黒液は極めて短時間に反応しかつ炉
外への飛散が防止できる粒径に維持し得る利点も有し、
後述するように反応時間に制約のある固定床炉法では好
適な条件となる。

予混合法線上述したように反応時間の短縮化という点か
らは有利であるが、予混合装置および予混合エネルギー
を必要とし、一方別吹き法は上記装置およびエネルギー
は不用であるが、反応性を高めるため攪拌を必要とする
ので、これらの供給中膜は酸化鉄の粒径、燃焼炉の型式
等により適宜選択すべきである。

前記液状及び固形化状炭酸ガス処理濃縮黒液は前記酸化
鉄と共に前記いずれかの手段で燃焼炉へ供給され燃焼反
応を行うが、燃焼反応に影響する要因として■酸化鉄の
性状（種類、純度、粒径）■燃焼反応条件（温度、時間
、Ｆｅ　／　Ｎａモル比）■燃焼炉の型式と運転条件■
反応生成物の炉外への取出し法などの因子がある。

以下、これらについて詳述する。

■酸化鉄の性状 酸化鉄源としては、ベンガラ、鉄鉱石がｔｌりり、経済
性から安価な鉄鉱石が好適であり、中でも鉄鉱石中に含
有きれる無機不純物（Ａ／、Ｓｌ等）によ％濃縮工程に
おけるスケールトラブルｉｔ回避するため、無機不純物
含有量の少ない（酸化鉄の含有率として９２〜９９Ｘ）
スベリオル温床型の赤鉄鉱が好ましい。鉄鉱石の粒径に
ついては一般に、粒径を小さくすると反応の速度が増大
し、Ｆｓ　／　Ｎａモル比を低減できるが、流動床炉を
使用する場合に灯、ベッドの維持が困難になるはか、炉
外への飛散量の増加、苛性化工程での脱水性不良等の悪
影響がある。逆に粒径の大きな鉄鉱石ではＦ６／ＮＩＬ
モル比の増大に伴ない鉄鉱石使用量が増加するが、加水
分解後の再生酸化鉄の脱水度が良好になるメリットがあ
る。従って適用燃焼炉の型式等に応じて最適粒径を決定
すべきであるが通常は０．０１〜３Ｗφが望ましい。

炭酸ガス処理濃縮黒液に混合使用する酸化鉄は、燃焼炉
出口及び集塵機で排出、捕集して再使用することもでき
る。

■燃焼反応条件 鉄酸ソーダ生成反応温度は、反応速度論上からは高温は
ど望ましい。鉄酸ソーダの電体融点は１ｓａａｃである
が未反応酸化鉄との混合比（モル比）１．４で、１）ｏ
ｏｃに共融点をもつ。

融点以上では、鉄酸ソーダは粘着性を示し流動床炉での
流動状態を阻害しシンタリングの原因となる。又１）０
０Ｃを趣えると加水分解しがたい物質の生成量も増大す
ることがら、９００〜１）００Ｃ１好ましくは９５０〜
１０５０ｔ：’の温度範囲で燃焼反応させるのが好まし
い６＃Ｒ化鉄と前記炭酸ガス処理濃縮黒液中のナトリウ
ムのモル比Ｆａ　／　Ｎａは鉄酸ソーダ生成反応上から
は高モル此程有効であるが、酸化鉄補給量が増加するこ
と、及び循環使用する酸化鉄は後述する如く乾燥後炉へ
再投入することもあるので高モル比はど耐着水分の乾燥
に要する熱エネルギーが増大するため、Ｆｅ／Ｎａモル
比を余り高くすること線好ましくない。従ってＦθ／　
Ｎａモル比は燃焼炉の型式、酸化鉄粒径によるが通常は
１．２〜１．８の範囲で行うのがよい。

■燃焼炉の形式と運転条件 燃焼炉が固定床炉の場合には、炭酸ガス処理濃縮黒液と
微粉酸化鉄とを予混合し、ノズルより固定床炉内に微粒
状（粒径２０〜１０００μ、好ましくは５０〜５００μ
）に噴霧し、炉内で浮遊燃焼させ炉底ストーカｌ上で反
応を完結きせるように運転するのがよい。

反応は９００〜１ｏｏｏｃの反応温度、５〜２０分の反
応時間を必要とし、炉底ストーカが上で反転、移動しな
がら酸化雰囲気で反応を行う。このストーカｌ形式とし
ては揺動階段式あるいはチェーングレート式のいずれで
もよい。

燃焼炉が高速流動層炉の場合には、該炉に反応補完装置
を追設し、炭酸ガス処理濃縮黒液と微粉酸化鉄を別々に
高速流動層炉内に供給し、炉底の空気投入口から供給さ
れる空気により高速流動層炉内を高速に流動させながら
燃焼させ、該炉から排出する反応または未反応酸化鉄粒
子および未燃焼炭素粒子管サイクロンにより捕集して、
その下部の反応補完装置に落下させ、該補完装置内で反
応を完結させるように運転するのが好ましい。

高速流動層炉では空塔速度が５〜１３　ｍ　／　８とい
う高速であり、反応上から極めて制約された条件となる
。そのため着火温度を低めた炭酸ガス処理黒液を供給し
て燃焼反応時間の確保を計るが、さらに酸化鉄と鉄酸ソ
ーダの混合物の循環量を増大する方法（循環比を上げる
方法）を採用すると共に高速流動層炉外に反応補完装置
’を設置し、これにサイクｐンによって捕集された高温
粒子を投入し、かつ該装置に空気を供給して一定時間高
温高酸素雰囲気に保って高温粒子中の未燃有機物を完全
に燃え切らせるように操作するのがよい。

上記反応補完装置としては流動床型の他、移動層型があ
る。このうち移動層型は粒子循環系の降下管中に搬送空
気を送入し、移動層を形成させ反応補完装置としての機
能をもたせたものである。

燃焼炉がｔＡｆ、ｖＪ床炉の場合には、炭酸ガス処理濃
縮黒液お工び酸化鉄を炉内へ供給し、一方炉出口の微粉
酸化鉄についてはそのま−又は加水分解した後、炭酸ガ
ス処理濃縮黒液をバインダーとして造粒したものを流動
媒体としての作用を兼ねさせて炉内へ供給し、流動床炉
内で反応を完結するように運転する番±４本ミのが好ま
しい。

乙の流動床炉においては酸化鉄粒子の粉化対策が必要と
なるが、この対策としては微粉酸化鉄を少量の炭酸ガス
処理濃縮黒液と混合し炉外で造粒装置により造粒する方
法（炉外造粒法）、炭酸ガス処理濃縮黒液と酸化鉄を別
々に供給する隙、□酸化鉄以外の耐磨耗性の優れた流動
媒体（電鋳アルミナ、マグネシア）ｔ−使用する方法（
流動媒体法）及び炭酸ソーダの粘着性を利用して炉内で
造粒する方法（炉内造粒法）などが適用される。

一般に造粒法には、転勤法、圧縮法、押出法などがある
が、前記炭酸ガス処理濃縮黒液をノくインダーとして微
粉酸化鉄を造粒する手段としては下記の理由により圧縮
法が好ましい。　”即ち転勤法、押出法では造粒時に水
分を多く添加しなければならないため、炉内へ投入時に
蒸発エネルギーの損失があり、更に転勤法では粒径が大
きくなるので反応に艮時間を要すること和なって余分な
流動エネルギーを必要とするばかりでなく、生成造粒物
が球状になるため反応表面積が小さくなり、そのために
よる反応時間も長くなる欠点を有する。

これに対して、圧縮法によって圧縮成形する場合には水
分が少なくて済み、上記のような蒸発エネルギーの損失
が少ないばかりでなく、圧縮成形したものを破砕したも
のは、球状に限らず不定形となり、かつポーラスな表面
積の大きな造粒物となるので反応上も有利になる。

更に、炭酸ガス処理黒液を５〜１５重ｔ％（５０％濃度
換算）にすると、成型時に形状がくずれず、炉内での燃
焼性が優れ、ポーラスな表面積の大きな造粒物が多量に
展進することが可能である。

圧縮造粒法としては表面水分（１０５Ｃ以下で揮散する
水分）５％以下に乾燥した微粉状再生酸化鉄および炭酸
ガス処理した約５０Ｘ濃度黒液を５〜１５重量Ｘおよび
後述の如く篩別、分級された０、５順φ以下の造粒物の
リターン分２５〜３０％を混線機で混練し、コンパクタ
（圧縮機）で薄片状に圧縮、成型後、解砕機で５Ｗφ以
下に解砕して篩分機で分級し０．５　ｍφ以下の微粉状
物２５〜３０％は再度前記の如く混線機へ戻し、０．５
〜ｓ　ｍｙφの造粒物は流動床炉へ供給する手段を採る
ことが好ましい。

０．５ｆｌφ以下の造粒物ｉ　１Ｊターンして混練機へ
戻して再造粒する仁とにより、均一な粒径の維持が可能
となると共に、反応性が乏しく炉外ヘキャリーオーバー
されてしまう微粉酸化鉄を減少させることになり、しか
も反応性が優れた強固な造粒物が得られる効果を奏する
。

■反応生成物の炉外への取出し法 燃焼炉で生成する鉄酸ソーダは溶融していない固体状で
あり、従来ＫＰ法における溶融スメルトと異なり保有す
る熱エネルギーを熱交換器により熱交換させて容易に回
収して抜出物を取出すことが可能である。抜出物質の取
出し温度は、回収ボイラＩの熱バランスに応じて８０〜
５００Ｃに低下させる。

上記熱交換器としては流動床クーラ１）ガスエヤーヒー
タを使用し、燃焼用突気で熱交換する方法、水冷式熱交
換器を使用し、給水加熱を行う方法がある。

前記固体燃焼反応生成物を水溶液中に投入して苛性ソー
ダ溶液と含水酸化鉄とに加水分解する。加水分解反応を
行う水溶液としては酸化ソーダ濃度換算で１０〜１５０
　Ｊ’　／Ａ　％望ましくは５０〜１ｓｏ＃／Ｊの苛性
ソーダ水溶液を使用することによｐ１得られる苛性ソー
ダ溶液濃度を２００〜５００１／Ｊの高酸度苛性ソーダ
溶液（以下白液と称する）を取得するようにするのがよ
い。その高濃度苛性ソーダ溶液全蒸解に使用するので、
結果的に蒸解工程から排出する′黒液製置は上昇し、黒
液濃縮に要する蒸気ｔを低減させることが可能となる。

上記加水分解反応は６０〜１００Ｇ、１０〜６０分好ま
しくは７０〜８０Ｃ，１５〜５０分で容易に迅速に進行
する。

、次に、上述のようにして得られ九高濃度苛性ソーダ溶
液（酸化ソーダ換算で２００〜３００１／Ｊ）と、含水
酸化鉄とを分解する。

加水分解により再び回収される酸化鉄は、含水酸化鉄と
未反応の酸化鉄との混合物である。

（以下含水酸化鉄と称する） 含水酸化鉄線、苛性ソーダ溶液から脱水分離後に１５〜
２５％の表面水分（１０５Ｃにおける乾燥操作における
測定値）ｔ−有しており、これをさらに４００〜５ｏｏ
ｃｒｃ乾燥すると５〜１５％の内部水分を遊離して酸化
鉄に戻る物質である。

含水酸化鉄の脱水度を向上させると炉内へ投入される水
分が減少しボイラｌ効率を向上し得るので脱水度は高い
はど望ましい。

又、苛性ソーダ濃度を高くするため、操業工程の水バラ
ンスを考慮すると含水酸化鉄に耐着する苛性ノーダ尋の
Ｎ＆　分を洗浄するための水量拡現状ＫＰ苛性化工程の
必要水量に較べると著しく制限される。従って含水酸化
鉄の脱水度、洗浄度を共に高くして全体として使用水ａ
ｔ抑制することが重要である。

以上のことから含水酸化鉄の附＠Ｎａ　　Ｋ由来するＦ
ｅ　／　Ｈａモル比を削減しこの工程で循環使用する酸
化鉄量を減少させ、炉内へ持ち込まれる水分を少くする
ことが前記Ｎａ　　の洗浄度を高めることと共に重要な
操作であって、このことはひいて扛燃焼時の溶焼炉効率
を高くし得ることに連がる。

苛性ソーダ溶液と含水酸化鉄との分離、脱水及び含水酸
化鉄の洗浄には種々の方法が適用され得るが以上の要求
を満たす方式を検討した結果、水平式ベルトフィルタｊ
が特に好ましい装置であることが判明した。

脱水、分離した含水酸化鉄は、循環再使用のため炉内へ
投入されるが、炉内への持ち込み水分を減少しボイラ効
率を向上させるため耐着水分（表面水分）１ｉｌ−乾燥
し内部水分（１０５Ｃ以上で揮散する水分）５〜１５％
の含水酸化鉄にする。上記乾燥法としては、チューブ式
ドライヤｌによる蒸気乾燥や煙道ガスが保有する熱エネ
ルギーを利用する乾燥法が適用される。

白液中の不純物の除去法としては、 ■　マグネシウム化合物によるｋｌ、８１等の沈降、分
離による除去 ■　炉出鉄酸ソーダおよび又社、煙道捕集物の冷水抽出
によるｏｌ　等の分離、除去 ■　高純度の酸化鉄を投入すると共に１循環使用する酸
化鉄（鉄鉱石）を系外へ一定量、パージすることによる
不溶性不純物の除去■　白液の一部を他工程（＃１白工
程等）で使用することによる白液中不純物濃度の減少、
などの方法が有効であり、上記各方法を組み合わせ適用
することにより不純物を除去し、現状ＫＰ法のそれと同
等又はそれ以下の不純物レベルに維持し、白液の循環使
用を可能にした。

上記■の方法におけるマグネシウム化合物としては、酸
化マグネシウム、炭陵マグネシウム、ドロマイトがあり
、これら単独又は組み合わせて使用することが可能であ
るが、上記の内では、その効果からは酸化マグネシウム
が好ましく、又価格及び活性化のための焼成温度、使用
条件からはドロマイトが有利である。

上記■の冷水抽出Ａ、Ｏ／　　等は冷水に溶解するが、
鉄酸ソーダの加水分解反応温では進行せずかつ、少量存
在する炭酸ソーダの溶解度が小さいことを利用してＢ　
等の抽出分離除去を行うものである。

上記■の不活性不純物（Ｍｇ、Ｍｎ、８１　　等）の除
去法は、従来法（ＫＰ法）では、ドレン＾はグリッドと
して系外ヘパージしていたものであるが、この方法にお
いては循環する酸化鉄と共に一定量系外へ排出する。酸
化鉄としては、特に生成白液の清澄槽中に沈降してくる
０、１〜５０μφ程度の微粉酸化鉄を排出することが望
ましい。

更に上記■の方法は、漂白工程にはアルカリ抽出段があ
り、現状（ＫＰ法）でもその廃水は系外へ排出している
ので、アルカリ抽出工程に生成白液を供給し蒸解用に補
給苛性ソーダを使用することにより、白液中の不純物濃
度を低下させるものである。

さて上記の如く、加水分解後、脱水、分離、洗浄した含
水酸化鉄は前記（ｃ）工程に循環再使用されるが、これ
ら酸化鉄の循環形態としては種々の方法がある。それら
は大別すると 燃焼炉の排出場所（炉底、サイクロン、電気集塵機）に
よる酸化鉄粒径の相違 乾燥後のものかあるいは、乾燥工程を経ないま＼のもの
か、 酸化鉄の再投入場所（エバポレータ、エバポレータ出口
の炭酸ガス処理濃縮黒液タンク、燃焼炉より出るスメル
ト中） により区分される。

上記各組み合わせにより種々の酸化鉄の循環形態が可能
であるが、それらの内、好適なものを酸化鉄の再投入場
所により区分すると〜エバポレータ前、又はエバポレー
タ中に投入するには、混合性、反応性、移送性により主
として微粉酸化鉄を用い、エバポレータ多重倍での蒸発
による熱効率の向上を意図して、酸化鉄を脱水後、乾燥
工程を経ないでそのまま投入する。

エバポレータ出口で混合する場合には、酸化鉄を乾燥後
混合する。

このほか燃焼炉からの生成物は、炉底から排出される粒
状、微粉状、又は造粒物の鉄酸ソーダ以外に、サイクロ
ンや煙道ガスから電気集塵機によって捕集される粒径の
小なる（ｃ．１〜３００μφ）微粉酸化鉄があり、特に
粒径の細かな（ｃ，１〜５０μφ）捕集物は、加水分解
せずに、そのままか造粒工程又は固形化工程會経て、炉
内へ投入する方法も有用である。

又本発明者等は酸化鉄は循環再使用しても鉄酸ソーダ生
成反応及び加水分解反応は変化なく行われ反応面からも
くり返し使用可能であることを確認している。従って補
給用酸化鉄は塊状物を生じないことと相まって０．５〜
２９６（糸内使用鉄鉱石重量当り）と極めて少量で済む
ことをも確認している。

［作用］ １）ｉＰ黒液はもともとｘｐＢ液に比べて着火温度が高
９が炭酸ガス処理してｐＩ′ｌｔ−低下させたＡＰ黒液
は着火温度が低下するため、燃焼性を向上させることが
できる。

２）炭酸ガス処理黒液の−（黒液濃度４０％、温度８０
　Ｃ）　ｔ−９，５〜１２．５に調整すると、第３図に
示したように粘度が低下し、その結果黒液の流動性、濃
縮性が向上し、燃焼炉への高濃度黒液の噴霧が可能とな
るため、黒液の燃焼性の改善につながる。

３）炭酸ガス処理黒液は未処理黒液と比較して強固な被
膜を形成する性質が非常に少ない。

燃焼炉として流動床炉を使用する場合、炭酸ガス逃理黒
液と微粉酸化鉄粒子と混合し、流動床炉で燃焼、焼成し
ても焼成物の表面には強固な黒液被膜によるち密な表層
が形成されることなく、焼き締めが起こりに＜＜、ポー
ラスな成形物となっている。

この状ｍｔ−第４図に示す。第４図（＆）は従来法の炭
酸ガス処理しない黒液１）と微粉酸化鉄２の状態、同図
（ｂ）は本発明の炭酸ガス処理黒液１と微粉酸化鉄の状
態を示す。

このため、成形物内部に黒液の燃焼によって生成する炭
酸ソーダの浸透が十分であり、更に酸素の供給も十分に
行なわれるので、酸素不足により生ずる反応性が乏しい
四三酸化鉄の形になる傾向が少なく、苛性化率が向上す
る。

４）さらに炭酸ガス処理黒液扛粘度が低下するので流動
性が良くな９、バーナの噴霧性も改善されるため燃焼性
が良好になり、固定床炉および高速流動層炉においては
燃焼反応時間゛１り制約がある丸め、好都合である。即
ち固定床炉では液滴が炉内を落下時ＶＣ短時間に燃焼を
完結し酸化鉄の部門が還元雰囲気から酸化雰囲気に変り
、反応時間もより確保し易くなり苛性化率も高くなる。

又燃焼性が良好になり酸化雰囲気で反応が進行すると塊
状の生成物は生ぜず、微粉状又は粒状になる。従って炉
外への取出しが容易に１にり熱回収も簡単に行える。さ
らに加水分解後再生、回収し九酸化鉄も塊状でないので
循環再使用が可能である。

５）又、前記の如く炭酸ガス処理員縮馬液をバインダー
としてコンパクタで圧縮造粒した粒子は粉化率も少なく
脱水性が良好になるため、不純物除去時に一定量パー、
ジされる酸化鉄に耐着して系外へ排出されるナトリウム
損失量を減少させることも可能になる。

６）マグネシウム化合物による苛性化白液中の不純物の
除去作用は酸化マグネシウムまたはドロマイト等を苛性
化白液に添加すると！ググネシクムハイドレート層を形
成する。この活性表面はゼータ電位が＋１）．０ＩＩＶ
（純水中）とプラスに荷電しているため、マイナスに荷
電しているアルミン酸イオンおよびケイ酸イオン等が活
性表面に電気化学的に吸着され、苛性化白液中の４／　
、　８１等が吸着除去されるものと推定される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて例示的に説明す
る。ただしこの実施例に記載されている構成機器の配置
などは、とくに限定的な記載がない限りは、それらのみ
に限定されるものではない。

（実施例１） 第５図に於いて、木材チップａｌｉ後述する清澄白液す
で蒸解釜１で蒸解してパルプｏｔ−得た後、該蒸解釜１
より排出したＡＰ黒液ｄは薄膜液下型低濃度エバポレー
タ２によりａｗ濃度６５！Ｘに濃縮される。この黒液ｄ
に後述の流動床炉Ａから排出された炭酸ガス含有排ガス
ｅ。

（後述の集塵機１０から取出された排ガス）の一部０２
ｔ−吸収装置１８へ導入しｐＨ１），０に調整し、粘度
を低下させ次工程であるディスクエバポレータ３で黒液
濃度９０％に濃縮し、黒液固化機４へ移送する。図示す
るように炭酸ガス含有排ガスｅ、は直接ディスクエバポ
レータ５に導入し、−の調整と濃縮を同時に行ってもよ
い。この黒液固化機４としては前記炭酸ガス処理黒液を
前述したようなスチールベルト上へ排出し、８０ＣＫ冷
却、固化後、５ｆｌφ程度に細粒化して、流動床炉Ａへ
供給する。

流動床炉Ａへ導入した前記固化黒液ｆは、供給槽７より
の酸化鉄（Ｆｅ　／　Ｎａモル比＝ｔ、ｓ）ｇと炉Ａ内
で後述の熱交換器１５で予熱され風箱５より供給される
空気ｈ２　　で流動床を形成されつつ接触して燃焼し、
黒液中の有機物および水分は炭酸ガスおよび水蒸気とな
って炉外へ排出させ、黒液中の１か分は、粒状酸化鉄と
９５０Ｃで反応して粒状の鉄酸ソーダになる。

生成した鉄酸ソーダの内、粒径の大きな粒状生成物λは
流動床炉Ａの炉底より、又粒径の小さな微粉状生成物ｊ
は、ボイラ１本体８、サイ′クロン９及び、集塵機１０
で捕集される。一方、集塵機１０からの排ガスｅ、のう
ちの１部は前述した黒液処理用排ガスｅ、とし、又一部
は後述する乾燥用ガスｅ５　　として使用される。上記
の粒状生成物ｌおよび微粉状生成物ｊの全部又は１部は
、熱交換器１５により、燃焼用空気り。

で熱交換し、冷却され抽出槽１）へ送られる。

熱交換器１５で加熱された予熱空気ｈ２　　は前述のよ
うに流動化ガスとして使用される。

抽出槽１）では後述する低濃度（ｍ化ソーダ換算濃度で
１ｏｏＪｌ／８）の苛性ソーダ溶液である弱液に中で温
度７０〜８０Ｃ１反応時間３０分なる条件で、鉄酸ソー
ダが加水分解され、苛性ソーダ溶液および含水酸化鉄が
生成する。

苛性ソーダ溶液および含水酸化鉄スラリーは水平ベルト
フィルタ１７で脱水され、酸化鉄と分解された苛性ソー
ダが酸化ソーダ換算濃度２００１）／Ａの白液ｌとして
清澄槽１６へ移送される。

脱水された酸化鉄は水平ベルトフィルタ１７上を移動す
るにつれて少量の清水ｍでカウンターカレント洗浄され
、表面水分２０％に脱水された含水酸化鉄ｎとなり乾燥
機１３へ送られる。

図において乾燥機１３の熱源として炭酸ガス含有排ガス
ｅ、の一部ｅ３ｔ−使用している例を示している。洗浄
工程で得られた弱液には抽出槽１）へ戻され前記の如く
加水分解に供される。

なお図中、６ａ　　は黒液処理、乾燥処理に使用された
後の使用済排ガスを示す。

白液ｌは清澄槽１６で微粉酸化鉄ｐを沈降分離し、清澄
槽１６の白液ｌは白液貯槽１２へ送られ、更にこ＼でマ
グネシウム化合物ｑなどの添加により不純物ｒｔ−除去
する。一方、清澄槽１６で沈降した微粉酸化鉄ｐは造粒
機６へ送られるか、不純物除去のため１部が系外へ排出
される。

水平ベルトフィルタ１７で分離された含水酸化鉄ｎ、は
、乾燥機１３中で排ガス・３　で内部水分５％に乾燥さ
れる。乾燥酸化鉄の内、粒状酸化鉄８は供給槽７へ送ら
れ、一方、微粉酸化鉄ｔは造粒機６へ送られ、前記清澄
槽１６に於ける薇粉敏化鉄ｐ及び後述する冷水抽出機１
４で処理きれた微粉状生成物Ｕと共に炭酸ガス処理黒液
ｄ′と混合され造粒機６で圧縮造粒し造粒酸化鉄マとし
て供給槽７へ送られる。

一方炉人外へ排出し捕集された微粉状生成物ｊは前記の
如く、一部線苛性化工程である抽出槽１）へ送られるが
、他の１部、特にボイラ本体８、サイタロン９、集塵機
１０からのダストの如き粒径の小さな（１０〜５０μφ
）主として酸化鉄よりなる微粉状生成物ｊは、抽出槽１
）を経ずに冷水抽出機１４でＯｌ　　等の不純物貰が除
去され直接造粒機６へ送られる。

又、供給槽７へは前記の如く乾燥機１５からの粒状酸化
鉄８および造粒機６からの造粒酸化鉄Ｖの他に補給用粒
状酸化鉄ｘ（１〜２重ｔＸ）が供給され、この供給槽７
から酸化鉄は流動床炉Ａへ送られる。

白液貯槽１２では、白液にマグネシウム化合物の添加に
より　ｋｌ、８１などの不純物ｒが沈降、分離された後
、白液の１部は醸白工程（図示省略）へ送られ、残部は
蒸解釜１へ供給される。

（実施例２） 第６図に固定床炉においてディスクエバポレータで濃縮
し九炭酸ガス処理液状黒液（濃度７０％）を燃焼反応を
行う例を示した。

第６図において、第５図と同一部分には同一符号を付し
た。固化機及び乾燥機線必ずしも必要ではないので、ζ
こでは固化機及び乾燥機を配設しない例を示す。又、特
に微粉酸化鉄を造粒する必要もないので造粒機も配設し
ていない。

それ以外の装置の配列は第５図２略同様である。

水平ベルトフィルタ１７で脱水分離した含水酸化鉄ｎは
乾燥工程會経ずにそのまま供給槽７へ送られ、白液の清
澄槽１６で沈降分離した微粉酸化鉄ｐおよび補給酸化鉄
Ｘと共に低濃度エバポレータ２よすの黒液と予混合され
、ディスクエバポレータ３で炭酸ガス含有排ガスｅ２　
　を添加して濃縮され、固定床炉Ｂへ供給される。

固定床炉Ｂにおいては炉内で浮遊燃焼を行いストーカ５
上で反応を完結させる。

固定床炉Ｂの一例を第７図に示す。第７図において固定
床ＦＢは、蒸発水ｔ＃１、火炉２、水壁煙道３、過熱器
４等によって構成されており、炭酸ガス処理黒液と酸化
鉄の混合液（Ｆｅ　／　Ｈａモル比＝　１．２　）は、
ノズル６より５０〜５００μφの微粒状になって噴射さ
れ、噴射された混合液粒は火ｆｉ２で乾燥→乾留→揮発
分燃焼→チャー燃焼等の過程を浮遊燃焼の形態で完了し
、燃焼生成物は火炉２の下部のストーカ５の上に堆積し
、火炉２からの燃焼放射熱を受け、温度約９００〜１０
００Ｃ％時間約５〜２０分という鉄酸す）　ＩＪウムへ
の生成条件を履歴した後に、ストーカ５よす炉外へ排出
式れ次工程（第５図及び第６図の加水分解工程である抽
出槽１））へ送られる。この場合、混合液粒を浮遊燃焼
させるとともに、鉄酸ナトリウム生成条件に保持するこ
とが肝要である。

なお第７図において、７は炭酸ガス処理黒液ｄ′と酸化
鉄の混合槽、８はサイクロン、Ｐは混合槽の混合液の供
給ポンプである。

その他は実施例１と同じである。

（実施例３） こ＼では固定床炉Ｂにおいては炭酸ガス毛理黒液と酸化
鉄の混合液を固化機で固形化して燃焼反応を行う場合の
実施例を示す。この場合全工程の７０−は第６図に１第
５図の黒液固化機４及びそれに関連する装置を付加した
ものＫなる。

固定床炉Ｂで炭酸ガス処理黒液ｄ′と酸化鉄の混合固化
物を燃焼させる例を第８図によって説明する。

固定床炉Ｂは既設の回収ボイラ１の炉底部を改造し、炉
底部にストーカ５ｔ−追設し友ものである。

酸化鉄（Ｆｅ　／　ＮＩＬモル比キ１．２）を含有し１
〜Ｓｗｍφ程度に細片化された炭酸ガス処理黒液の固型
化物は、固型物ホッパ９よりその底部に設けられたロー
タリフィーダ１０を介して流量調整されつつ排出される
。排出された固型化物はブロワ１）よりの圧空気により
、気流輸送にて副蛎焼Ｆ’２へ供給される。副燃焼炉２
は高さを充分に取り、炉２の上部より気流にて供給され
た固形化物が気化、着火、燃焼のプロセスを良好に行う
ように容積をもたせである。炉２の頂部に扛起動用バー
ナ８が設置され、起動時に炉の昇温に用いられる。

溶焼用空気は押込みファン１２によって供給されるが、
一般に副燃焼炉２頂部、Ｎ１２中間部及びストーカ５下
の風箱４より供給される。

この３種類の空気量の・調整により、ボイラ１人ロガス
温度、ストーカ５上のチャー（鉄酸ソーダ）１Ｓの層温
度の制御を行うと同時にＮＯｘの抑制等を行う。

ストーカ３上で９００〜１ｏｏｏｃ、ｓ〜２０分という
燃焼条件を経たチャー１３は鉄酸ソーダへ変化される。

鉄酸ノーダは一般的には微粉状のものであるが、焼成の
進み具合によっては脆い塊状となる。このような場合に
は炉下部出口に設けたクランシャ５により塊状物と粗破
砕する。

製品としての鉄酸ノーダの粉体は１最下部に設けられた
コンベヤ６に至り、鉄酸ソーダホッパ７へ貯留される。

これは後続する背紋化工程にて処理される。

その他のフローは実施例１と同じである。

（実施例４） 反応補完装置として流動床型反応補完装置１０ｉ−設置
し九高速流動層炉Ｃよりなる燃焼炉においてディスクエ
バポレータで濃縮した炭酸ガス処理黒液（濃度７０％）
の燃焼反応を行う場合の実施例を第９図に示す。

この実施例においては、例えば第５図における水平ベル
トフィルタ１７で脱水分離した含水酸化鉄ｎは乾燥機１
３で乾燥され供給槽７に送られるが、この例では第６図
におけるような供給槽７での炭酸ガス処理黒液ｄ′と含
水酸化鉄ｎとの予混合線なされずに夫々が投入口２及び
３より別々に高速流動層炉Ｏの本体１に供給される。

高速流動層炉本体１の炉底の空気投入口４から供給され
る空気によりこれらの両者は高温の該炉本体１で働焼し
、同時に炭酸カス処理濃縮黒液中のアルカリは酸化鉄粒
子に捕捉され、一連流動層炉本体１から排出し、サイク
ロン６により捕集され下部の流動床型反応装置１）１）
ｏに落下する。流動床型反応装置１ｏには空気投入口１
）から空気を投入して流動床が形成されてお９、ここで
高温かつ充分な酸素と接触し未燃焼有機物の燃え切りと
酸化鉄とアルカリの反応が元分進められる。これら投入
空気は燃焼ガスとともに排ガス出口１２から排出される
。

流動床型反応装置１０の流動床で燃焼、反応した粒子は
流動床を溢流し潅流管１３ｔ−通って循環粒子供給管１
４から再び高速流動層炉本体１に戻される。とれらの循
環粒子線高速流動層炉１の温度を均一に保ち、炭酸カス
処理濃縮黒液を安定に燃焼させると共に該黒液の燃焼ｒ
ｃ際して該黒液中のアルカリｔ−酸化鉄粒子に捕捉する
のに役立つ。

流動床型反応装置１０の流動床から溢流する粒子の一部
、又は流動床型反応装置１０の流動床から一部の粒子を
反応生成物として粒子排出装置１５を用いて系外に排出
する。この粒子排出装置１５はテーブル形ないし拡ロー
タリバルブ形等通常使用されるもので良い。粒子排出装
置１５から循環系外に排出された粒子は粒子取出口１６
から苛性化等の次の工程に送られる。

ところで流動床型反応装置１０の温度はサイクロシロで
捕集される未燃焼有機物の燃焼と、流動床型反応装置１
０の熱損失並びに苛性化反応熱のバランスで決まる。こ
のうち、未燃焼有機物が不足するときは、溢流管１７及
び移送管、１台によって高速流動層炉１中の未燃焼有機
物を移送量調整用搬送ガス投入口１９から投入される搬
送ガス１ｔ−調整して粒子移送量を制御することにより
、流動床型反応装置１）ｔｏの温度を適１正に保つこと
ができる。

結局、第９図における流動床型反応装置１０は、高速流
動層炉本体１の反応補完装置とじて働くものである。そ
の他の７０−は実施例１と同じである。

（実施例５） 別種の反応補完装置を設定した高速流動層炉Ｃを用い、
ディスクエバポレータ３で濃度９０ｘｔｉｃ＊縮し黒液
固化機４で酸化鉄と共に固形化した炭酸ガス処理黒液を
燃焼反応する実施例を第１０図に示す。

炭酸ガス処理黒液を濃縮し、これを酸化鉄粒子とＦｅ　
／　Ｎａモル比が１．２によるように混合後、冷却、粉
砕した固体粒子（以下、これを固体燃料粒子という）を
輸送管１０を通して気流搬送し、サイクロン１）で固体
燃料粉子を分離しホッパ１３に送入する。サイクロン１
）を通過する搬送用空気は耐火壁構造の高速流動層炉本
体１に投入口１２から投入される。　・ 一方、ホッパ１３の固体燃料粒子は、ロータリフィーダ
１４で定量的に切出され、固体燃料粒子供給用９気投入
口１５から投入される空気によシ燃料供給用ノズル１６
を通って高速流動層重本体１に投入される。

なお、上記ノズル１６は高温の高速流動層炉本体１と連
結するので、出口部分は水冷構造とし、かつ連結部分に
は別途、固体燃料粒子が耐着閉塞するのを防止するため
耐着防止用空気７から燃焼空気が風箱８、空気分散板９
ｔ−通して紋型１に投入され、上述の固体燃料粒子を燃
焼させる＠ 高速流動層炉本体１の燃焼温度は一般的に９５０〜１ｏ
ｓｏＣの間に、燃焼ガス流速＃２５〜Ｂ　ｖａ　／　ａ
に保たれる。

高速流動層ｆＰ１からの燃焼排ガスは該炉本体１の上部
からサイクロン２に入り、排ガス中の固体粒子が分離さ
れ、粒子降下管３、及び該降下管３の底部と燃焼炉１と
結ぶ循環粒子供給径路４ｔ−通って高速流動層炉本体１
に供給され、再び該炉本体１を上昇し循環系路を作る。

粒子降下管３は高速流動層炉１の反応補完装置として機
能する。

サイクロン２で固体粒子を分離した燃焼排ガスは、後流
の廃熱ボイラ１８で顕熱を回収したのち、排出口１９か
ら後流煙道に排出される。

降下管３を降下する循環粒子断は、降下管３下部に投入
される空気５及び駆動用空気６の量を調整することによ
りｙ４整される。粒子循環量は、高速流動層炉本体１の
燃焼温度、酸化鉄粒径、鉱種等により異なる。

サイクロン２で捕捉された循環粒子の一部は、連結管２
）全通して粒子冷却器２ｏに導入される。導入量は駆動
用空気２２の量によって降下管３の圧力損失を一定に保
つように制御される。

粒子冷却器２０には、流動用空気２５が風箱２４、分散
板２５食通って供給され、上述の導入粒子全流動化する
。粒子冷却器２０には、また冷却水管２６が設けられて
おり、冷却水供給口２７から供給され排出口２８から排
出される冷却水と、上述の流動用空気の双方によって粒
子が冷却される。冷却に使用された空気は配管２９によ
って煙道１９に導かれる。

粒子冷却器２０は、一般的に温度２５０〜４００　Ｃ，
流動９気流速祉粒径によるが０．５〜１．０１）／ＩＩ
節囲に保たれる。

上記温度に冷却された生成粒子は、溢流管れる。

その他線実施例４と同じである。

上記の実施例と比較するために下記のような比較例を設
定し、その結果を下表にまとめた。

比較例１；従来型の造粒機を使用し、炭酸ガス含有排ガ
ス・２　をディスクエバポレ ータへ供給しないこと以外は実施例 １）／ｃＩＷｌじ。

比較例２；炭酸カス含有排ガスｅ２　　をディスクエバ
ポレータへ供給せず、かつ浮遊 燃焼せずに炉底での焔燃焼になった こと以外は実施例２と同じ。

比較例３；反応補完装置を装置せず、かつディスクエバ
ポレータへ炭酸ガス含有排 ガス＋５２　１’供給しないこと以外は実施例３と同じ
。

比較例４；ディスクエバポレータへ炭酸ガス含有排ガス
θ２ｔ−供給しないこと以外 は実施例４と同じ。

〔効果〕

（１）黒液に炭酸ガスを添加することによって黒液の粘
度が低下するため黒液の流動性が向上し濃縮装＆運転動
力が軽減されかつ黒液の濃縮性も改良される。

更に黒液の流動性が向上する友め燃焼炉での黒液の噴霧
性が向上し更に高濃度の黒液の噴霧が可能になる。

又炭酸ガスを添加した黒液は着火温度が低下すること＼
相俟って、燃焼性が改善されると共に黒液が凝集し、微
粒化するため、これをバインダーとして造粒された酸化
鉄造粒物は均一でポーラスな成型物となり鉄酸ソーダ生
成反応を良好にし、結果として苛性化率の高い高濃度白
液の製造を可能にする。

また本発明の炭酸カス添加により黒液の吸湿性が改善さ
れ容易に黒液の固形化を可能にした。

（２）黒液を炭酸ガス処理し間接加熱式ディスクエバポ
レータにより従来法ＫＰ黒液よす高濃度に濃縮した液状
および固形化黒液を燃焼炉で燃焼させうるので黒液エネ
ルギーを有効に利用し熱回収効率を向上させることが可
能になる。

（８１流動床炉における酸化鉄の粉化に対して、０．５
ｆｌ以下の微粉状物を混線機へ戻すラインを設置したコ
ンパクタで圧縮造粒を行うようにし、又固定床炉におけ
る燃焼反応条件確保の困難さを炭酸ガス処理黒液と酸化
鉄の予混合物をノズルより噴霧し炉底への落下時に燃焼
、反応を行い炉底部ストーカｌ上で反応を完結させ炉外
へ取出すようにし、さらに高速流動床炉における反応時
間不足に対しては、酸化鉄の循環比を増大すると共に反
応補完装置を設置することによりいずれの型式の燃焼炉
でも黒液と酸化鉄との反応を十分行えるようにした。

（４）燃焼反応生成物を微粉状および又は粒状の固体と
して炉外へ取出すため、熱回収が有効に行い得る。

（５）　　苛性化率の高い（８５〜９５％）２００〜３
ｏｏ＃／−６（ｆｌ化ソーダ換算）の苛性ソーダ水溶液
（白液）が得られ、パルプ製造時の黒液混入量を増大さ
せ、結果として濃縮工程での黒液濃度が上昇するため、
濃縮用蒸気使用量を著しく低減することが可能になる。

（６）白液中の不純物に有効な除去法を組み合わせ使用
することにより、不純物濃度を現状ＫＰ並又はそれ以下
に維持し白液の循環再使用を可能にする。

（７）　回収、再生した微粉状および又は粒状酸化鉄ヲ
くり返し再使用することＫより補給用酸化鉄が少壷で済
む。

（８）　　前記直接苛性化法における濃縮、燃焼、加水
分解各至程での最適操作条件を把握しかつ各工程におけ
る諸問題を全て具体的に解決することにより前記直接苛
性化法がシステムとして機能し、アルカリパルプ廃液か
ら苛性ソーダを回収する方法として適用可能にした。

【図面の簡単な説明】

＠１図はＫＰ法黒液、ＡＰ法黒液の固形分濃度と粘度の
関係を示す図表。 第２図は炭酸ガス処理をしないＡＰ法黒液、炭酸ガス処
理ＡＰ黒液の黒液濃度と吸湿率を示す図表。 第３図はＡＰ法黒液の−と粘度の関係を示す図表。 第４図は炭酸ガス処理しないＡＰ法黒液と微粉酸化鉄と
の接触の状態と炭酸ガス処理したＡＰ法黒液と微粉酸化
鉄との接触状ｍｔ−示す模式図。 第５図は、流動床炉を使用した本発明の一実施例を示す
図。 第６図は、固定床炉を使用した本発明の一実施例を示す
図。 第・７図及び第８図は、夫々本発明に適用しうる固定床
炉の構造を示す図。 第９図及び第１０図は、夫々本発明に適用しうる反応補
完装置を追設した高速流動層炉の構造を示す図。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）木材繊維のアルカリ蒸解、洗浄および必要に応じ
   て漂白段階よりなる工程より排出される黒液と称される
   実質的に硫黄化合物を含まないアルカリ性廃液から苛性
   ソーダを回収する方法において、 （ａ）上記黒液をそのまま又は濃縮後、該黒液に炭酸ガ
   ス含有ガスを添加して該黒液のｐＨを９．５〜１２．５
   （黒液濃度４０％、８０℃）に調整する工程 （ｂ）上記炭酸ガス処理黒液を固形分濃度５０〜９５％
   に濃縮する工程 （ｃ）燃焼炉内に上記炭酸ガス処理濃縮黒液、酸素およ
   び酸化鉄を添加して燃焼させ、有機物の燃焼、無機ソー
   ダ分の炭酸ソーダ化および炭酸ソーダの鉄酸ソーダ化を
   行わせる工程 （ｄ）上記生成物を加水分解し、苛性ソーダを回収する
   と共に再生酸化鉄は上記（ｃ）工程に循環させる工程 よりなることを特徴とするアルカリパルプ廃液から苛性
   ソーダを回収する方法。
2. （２）前記（ａ）工程においてｐＨを調整される黒液濃
   度が４０〜６５％である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
3. （３）前記炭酸ガス含有ガスが前記（ｃ）工程よりの排
   ガスおよび／又は他の燃焼炉の排ガスである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。
4. （４）前記（ｂ）工程で固形分濃度８５％以上の濃度ま
   で濃縮した炭酸ガス処理黒液を、 加圧状態でノズルより薄膜状に噴出させ半固形状の炭酸
   ガス処理黒液シートを形成して冷却し、完全固化後破砕
   し、前記（ｃ）工程に供給する特許請求の範囲第１項〜
   第３項のいずれか３項に記載の方法。
5. （５）前記（ｃ）工程を行う燃焼炉として固定床炉を使
   用するに際し、炭酸ガス処理濃縮黒液と微粉酸化鉄とを
   予混合し、該予混合物をノズルより微粒子状に噴霧させ
   て炉内で浮遊燃焼させ、炉底ストーカ上で反応を完結さ
   せる特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記
   載の方法。
6. （６）前記（ｃ）工程を行う燃焼炉として反応補完装置
   を追設した高速流動層炉を使用するに際し、微粉酸化鉄
   と炭酸ガス処理濃縮黒液の反応を、これらの循環比を増
   大させると共に反応補完装置内で高温酸素雰囲気によつ
   て完結させる特許請求の範囲第１〜第４項のいずれか、
   項に記載の方法。
7. （７）前記（ｃ）工程を行う燃焼炉として流動床炉を使
   用するに際し、微粉酸化鉄を、炭酸ガス処理濃縮黒液を
   バインダーとして造粒した粒状物を流動媒体として使用
   する特許請求の範囲第１〜第４項のいずれか１項に記載
   の方法。
8. （８）前記（ｃ）工程を行う燃焼炉として流動床炉を使
   用するに際し、流動床炉上部出口の微粉酸化鉄をそのま
   ままたは加水分解後の再生微粉酸化鉄に炭酸ガス処理濃
   縮黒液を添加率５〜１５重量％（５０％濃度）で混練し
   、圧縮した後解砕し、０．５〜５ｍｍ径の造粒物は流動
   媒体として流動床炉へ供給し、０．５ｍｍ径以下のもの
   は再度造粒原料として炭酸ガス処理濃縮黒液との混練工
   程に返送する前記特許請求の範囲第７項記載の方法。
9. （９）前記（ｄ）工程において、苛性ソーダ溶液および
   、再生酸化鉄の系外排出手段、マグネシウム化合物の添
   加手段及び鉄酸ソーダの冷却抽出手段により、苛性ソー
   ダ溶液中の無機不純物を除去する特許請求の範囲第１項
   〜８項のいずれか１項に記載の方法。