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JP2018188502A - NC recovery method for recovering pulp and lignin from wood chips or pulverized fibrous plant - Google Patents

NC recovery method for recovering pulp and lignin from wood chips or pulverized fibrous plant Download PDF

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JP2018188502A
JP2018188502A JP2017089660A JP2017089660A JP2018188502A JP 2018188502 A JP2018188502 A JP 2018188502A JP 2017089660 A JP2017089660 A JP 2017089660A JP 2017089660 A JP2017089660 A JP 2017089660A JP 2018188502 A JP2018188502 A JP 2018188502A
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市藏 河野
Ichizo Kono
市藏 河野
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Ekomu Kk
Fullerene Association
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Ekomu Kk
Fullerene Association
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Abstract

【課題】特殊な反応容器や薬剤や溶媒を用いずに常圧下で木質又は繊維質植物を蒸解させて、木質チップ又は繊維質植物粉砕体からパルプとリグニンを回収するNC回収方法を提供すること。【解決手段】木質チップ又は繊維質植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプ及び硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を常圧下で製造するためのパルプの製造工程並びに水処理技術を用いて該黒液からリグニンを凝集させ回収するためのリグニン回収工程と、から構成したことを特徴としたNC回収方法。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an NC recovery method for recovering pulp and lignin from wood chips or crushed fibrous plants by digesting woody or fibrous plants under normal pressure without using a special reaction vessel, chemicals or solvent. .. SOLUTION: A pulp production process and a water treatment technique for producing a black liquor, which is made of wood chips or a pulverized body of fibrous plant as a raw material, before bleaching and without containing sulfide but may contain silica under normal pressure. And a lignin recovery step of collecting and collecting lignin from the black liquor using the NC recovery method. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、木質チップ又は繊維質植物粉砕体からパルプ及びリグニンを回収するNC回収方法に関し、該NC回収方法は、木質チップ又は繊維質植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプと硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を製造するパルプの製造工程と、該黒液から水処理技術を用いてリグニンを凝集させ回収するリグニン回収工程と、から構成されることに特徴がある。   The present invention relates to an NC recovery method for recovering pulp and lignin from a wood chip or a pulverized plant of fiber, the NC recovery method using a wood chip or a pulverized plant of fiber as a raw material and containing pulp before bleaching and sulfide. However, it is characterized by comprising a pulp production process for producing black liquor that may contain silica, and a lignin collection process for aggregating and collecting lignin from the black liquor using a water treatment technique.

クラフト法(KP法)によるパルプの製造では、パルプの蒸解を行う工程と、この工程に続くパルプを分離する工程を含めて蒸解工程ということが多いが、この蒸解工程から排出される黒液を濃縮し、固形分(全蒸発性残渣物)の割合を70重量%以上に高め、該固形分を焼却し、熱エネルギーと焼却灰から薬品(ソーダ及び硫化ナトリウム)を回収するのが一般的である。   In the manufacture of pulp by the kraft method (KP method), the process of cooking the pulp and the process of separating the pulp following this process are often called the cooking process, but the black liquor discharged from this cooking process is Concentrate and increase the percentage of solids (total evaporable residue) to over 70% by weight, incinerate the solids and recover chemicals (soda and sodium sulfide) from thermal energy and incineration ash. is there.

ところで、パルプの原料の木質材料には含まれていないが、繊維質植物のバカス、竹、パーム等には、多くのシリカ(二酸化珪素)が含まれている。シリカは水や酸に不溶であるが、アルカリ(水酸化ナトリウム水溶液等)に溶解し、アルカリケイ酸塩となる。アルカリケイ酸塩として、ケイ酸ナトリウム(NaSiO)があるが、これが金属に付着し、乾いた状態になると金属を腐食させる。これによる腐食は、主にパルプ化プラントの黒液の濃縮装置で生じている。蒸発加熱管等を傷めるため、その防止対策には多大の労力を費やしているし、シリカの含有割合が少ない原料を使うようにすることが採り得る最良の対策となっている。 By the way, although it is not contained in the woody material of the raw material of a pulp, many silicas (silicon dioxide) are contained in the fiber plant bacus, bamboo, palm, etc. Silica is insoluble in water and acid, but dissolves in alkali (sodium hydroxide aqueous solution or the like) to form alkali silicate. As an alkali silicate, there is sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), which adheres to the metal and corrodes the metal when it becomes dry. Corrosion due to this occurs mainly in the black liquor concentrator of the pulping plant. In order to damage the evaporative heating tube or the like, a great deal of labor is spent on the prevention measures, and it is the best measure that can be taken to use raw materials with a low silica content.

特許文献1(特許第5360546号)には、木質チップを硝酸水溶液で部分酸化した後、加温苛性ソーダ水溶液で常圧蒸解するパルプの製造方法が提案されている。この特許文献1に記載のパルプの製造方法では、硫化物を含まない黒液中のリグニンを水処理技術により凝集させ分取する方法も合わせて開示している。しかし、凝集に関する詳細な方法にまでは言及しておらず、具体性に欠けるため実用的でないという問題があった。   Patent Document 1 (Patent No. 5360546) proposes a method for producing pulp in which wood chips are partially oxidized with a nitric acid aqueous solution and then subjected to normal pressure cooking with a heated caustic soda aqueous solution. The pulp production method described in Patent Document 1 also discloses a method of aggregating and separating lignin in black liquor containing no sulfide by a water treatment technique. However, it does not mention a detailed method for aggregation, and there is a problem that it is not practical because it lacks concreteness.

また、特許文献1に記載されたパルプの製造方法は、木質チップ原料に限定されており、ジュート、パームやし、バカス、竹等といった繊維質植物を原料とする場合を包含していないという問題、繊維質植物を原料とする場合の蒸解時に発生する黒液が硫化物を含まないがシリカを含んでいるため、該特許文献1に記載された内容ではリグニン回収方法が適さないおそれがあった。   Moreover, the manufacturing method of the pulp described in patent document 1 is limited to a wood chip raw material, and does not include the case of using fiber plants such as jute, palm palm, bacus, bamboo, etc. as a raw material. In addition, the black liquor generated during cooking in the case of using a fibrous plant as a raw material does not contain sulfide but contains silica, so that the lignin recovery method may not be suitable for the contents described in Patent Document 1. .

上記特許文献1の具体性に欠ける凝集法に関する部分を補完する発明として、特許文献2(特開2009−213959号)が提案されている。特許文献2に記載された発明は、硫化物を含まない黒液の処理方法に関するものであり、該特許文献1に記載されたパルプの製造方法において、蒸解後の漂白前パルプを濾別する工程から排出される黒液、該黒液は硫化物を含有しないことに特徴があり、該黒液から水処理技術によりリグニンを凝集させ分取すると共に、濾液に残存する有機物を除去し、水と酸と苛性ソーダとを回収する技術が記載されている。この回収技術は、硫化物を含有しない黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを1−7に調整し、次に、凝集剤を加えて凝集させ、次に、この凝集したリグニンを濾別し、次に、この濾別の際に発生した濾液にオゾンを接触させて液中の有機物を酸化分解し、その後、活性炭で残存有機物を吸着除去するというものである。   Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-213959) has been proposed as an invention that complements the part relating to the aggregation method lacking in the concreteness of Patent Document 1 described above. The invention described in Patent Document 2 relates to a method for treating black liquor containing no sulfide, and in the pulp manufacturing method described in Patent Document 1, a step of filtering the unbleached pulp after cooking. The black liquor discharged from the black liquor is characterized by not containing sulfides. The black liquor is aggregated and separated from the black liquor by a water treatment technique, and organic substances remaining in the filtrate are removed to remove water and Techniques for recovering acid and caustic soda are described. This recovery technique involves adding mineral acid and, if necessary, diluting water to a black liquor containing no sulfide to adjust the pH to 1-7, then adding a flocculant to agglomerate, and then aggregating this agglomerate. The filtered lignin is filtered off, and then ozone is brought into contact with the filtrate generated during the filtering to oxidatively decompose organic substances in the liquid, and then the remaining organic substances are adsorbed and removed with activated carbon.

特許文献2の発明に記載された原料となる黒液を得るためのパルプの製造方法は、該特許文献1に記載されたパルプの製造方法と同じものであり、原料の範囲を木質チップから繊維質植物粉砕体にまで拡張する前の段階の発明に留まっていた。   The manufacturing method of the pulp for obtaining the black liquor as the raw material described in the invention of Patent Document 2 is the same as the manufacturing method of the pulp described in Patent Document 1, and the range of the raw material is changed from the wood chip to the fiber. The invention of the stage before expanding to a pulverized plant was kept.

その後の研究により、原料となる繊維質植物をシリカの含有量によって分別することで、該特許文献1に記載されたパルプの製造方法が、繊維質植物の原料へも適用可能であることが判明した。つまり、稲ワラ、麦ワラ、ケナフ等といった特にシリカを多く含む繊維質植物を原料とせず、ジュート、パームやし、バカス、竹等といったシリカを少量含む繊維質植物を原料とすることで、該特許文献1に記載されたパルプの製造方法が適用可能になるばかりか、該パルプの製造方法の中のパルプの蒸解後の漂白前パルプを濾別する工程から排出される黒液は、硫化物は含まないがシリカを含むものであり、該特許文献2に記載されたリグニン回収方法が適用可能であることが判明し、今回の発明に至った。   Subsequent research revealed that the pulp production method described in Patent Document 1 can be applied to the raw material of the fibrous plant by separating the fibrous plant as the raw material according to the silica content. did. In other words, it does not use fiber plants that contain a lot of silica such as rice straw, wheat straw, and kenaf as raw materials, but uses fiber plants that contain a small amount of silica such as jute, palm palm, bacus, bamboo, etc. The black liquor discharged from the step of filtering the pre-bleached pulp after pulp digestion in the pulp production method is not only applicable to the pulp production method described in Document 1, Although it does not contain, it contains silica, and it was found that the lignin recovery method described in Patent Document 2 can be applied, leading to the present invention.

水処理技術を利用して黒液の処理を行う技術に関連し、特許文献3(特開2006−102743号)に記載された技術がある。該特許文献3の技術は、黒液を酸性とし、リグニンを除去する技術に関する。具体的には、黒液に酸を加えてpHを2.5〜3.5になるように調整し、凝集剤を加えてリグニンを凝集させ、その後、砂濾過によってリグニンと上水とに分離している。しかし、該特許文献3に記載の方法は、KP法における廃液中の黒液処理のために発明された方法であり、特許文献1に記載の方法において、蒸解工程から排出される硫化物を含まない黒液中のリグニンの除去率は満足するものではなく、リグニン回収には向かないという問題があった。   There is a technique described in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-102743) related to a technique for processing black liquor using a water treatment technique. The technique of Patent Document 3 relates to a technique for making black liquor acidic and removing lignin. Specifically, acid is added to black liquor to adjust the pH to 2.5 to 3.5, flocculant is added to aggregate lignin, and then separated into lignin and clean water by sand filtration. doing. However, the method described in Patent Document 3 is a method invented for the treatment of black liquor in waste liquid in the KP method. In the method described in Patent Document 1, sulfides discharged from the cooking step are included. There was a problem that the removal rate of lignin in black liquor was not satisfactory and was not suitable for lignin recovery.

非特許文献1(第1章特許から見た技術開発の動向「廃水処理技術」特許庁ホームページ)には、廃水処理技術が記載され、有機性廃水の処理として、(1)凝集・沈殿処理(2)吸着(3)膜分離法および濾過(4)オゾンの利用等が紹介されている。   Non-patent document 1 (Trends of technological development from the viewpoint of patents in Chapter 1 “Wastewater treatment technology” JPO homepage) describes wastewater treatment technology, and as a treatment of organic wastewater, (1) agglomeration / precipitation treatment ( 2) Adsorption (3) Membrane separation and filtration (4) Use of ozone, etc. are introduced.

特許第5360546号公報Japanese Patent No. 5360546 特開2009−213959号公報JP 2009-213959 A 特開2006−102743号公報JP 2006-102743 A

第1章特許から見た技術開発の動向「廃水処理技術」 > 4.2 廃水処理技術の概要(http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/ippan08/4/4-2.htm)特許庁ホームページChapter 1 Technical Development Trends Seen from Patents “Wastewater Treatment Technology”> 4.2 Overview of Wastewater Treatment Technology (http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/ippan08/4/4-2. htm) JPO Homepage

従来のいずれの方法も、特殊な反応容器、薬剤、溶媒等を用いずに常圧下で木質原料又は繊維質植物原料を蒸解させ、該木質原料又は該繊維質植物原料からパルプとリグニンを回収することはできなかった。そこで、本発明は、特殊な反応容器、薬剤、溶媒等を用いずに常圧下で木質原料又は繊維質植物原料を蒸解させ、該木質原料又は該繊維質植物原料からパルプとリグニンを回収するNC回収方法の提供を課題とするものである。   In any of the conventional methods, a wood raw material or a fiber plant raw material is digested under normal pressure without using a special reaction vessel, chemical, solvent, etc., and pulp and lignin are recovered from the wooden raw material or the fibrous plant raw material. I couldn't. Accordingly, the present invention is an NC that recovers pulp and lignin from a wooden raw material or a fibrous plant raw material by digesting the wooden raw material or the fibrous plant raw material under normal pressure without using a special reaction vessel, chemical, solvent, or the like. It is an object to provide a collection method.

上記課題を解決するために、下記する第1から第5の発明を本発明とする。   In order to solve the above problems, the following first to fifth inventions are defined as the present invention.

本発明による第1の発明は、NC回収方法に関し、このNC回収方法は、木質チップ又は繊維質植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプ及び硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を常圧下で製造するためのパルプの製造工程並びに水処理技術を用いて該黒液からリグニンを凝集させ回収するためのリグニン回収工程と、からなることを特徴とする。   A first invention according to the present invention relates to an NC recovery method. This NC recovery method uses a wood chip or a fiber plant pulverized material as a raw material, and contains a black liquor which does not contain pulp before bleaching and sulfide but may contain silica. And a lignin recovery step for aggregating and recovering lignin from the black liquor using a water treatment technique and a pulp production step for production under normal pressure.

本発明による第2の発明は、本発明による第1の発明のNC回収方法を構成するパルプの製造工程に関し、このパルプの製造工程は、(1)木質チップ又は繊維質植物粉砕体を苛性ソーダ水溶液に浸漬して親水化する親水化処理工程と、(2)前記親水化処理工程で親水化処理した木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えてアルカリ分を除去する第1洗浄処理工程と、(3)前記第1洗浄処理工程を施して得られた第1洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に硝酸水溶液を加えて常温又は加温下において酸化処理して木質チップ又は繊維質植物粉砕体に含まれるリグニンを選択的に部分酸化する酸化処理工程と、(4)前記酸化処理工程で得られた酸化処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えて前記硝酸分を除去する第2洗浄処理工程と、(5)前記第2洗浄処理工程で得られた第2洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に苛性ソーダ水溶液を加え加温して前記木質チップ又は繊維質植物粉砕体を蒸解する蒸解処理工程と、(6)蒸解後に得られる漂白前パルプを、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液から濾別することにより分離して前記硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を排水する分離工程と、(7)前記漂白前パルプを水で洗浄する第3洗浄処理工程と、からなる前記(1)〜(7)の工程を特徴とする。   A second invention according to the present invention relates to a pulp manufacturing process constituting the NC recovery method of the first invention according to the present invention. The pulp manufacturing process includes (1) converting a wood chip or a fibrous plant pulverized product into an aqueous caustic soda solution. A hydrophilization treatment step for hydrophilizing by dipping in water, and (2) a first washing treatment for removing alkali by adding water or warm water to the wood chips or fibrous plant pulverized body hydrophilized in the hydrophilization treatment step And (3) adding a nitric acid aqueous solution to the first washed wood chip or fibrous plant pulverized body obtained by applying the first washing treatment step, and oxidizing the wood chip at room temperature or under heating, An oxidation treatment step for selectively partially oxidizing lignin contained in the fibrous plant pulverized product, and (4) adding water or warm water to the oxidized wood chip or fibrous plant pulverized product obtained in the oxidation treatment step. Previous A second washing step for removing nitric acid, and (5) adding the caustic soda aqueous solution to the second washed wood chip or fibrous plant pulverized body obtained in the second washing step and heating the wood chip. Or a cooking process for cooking the pulverized fibrous plant, and (6) separating the pre-bleached pulp obtained after cooking by filtration from a black liquor that does not contain sulfide but may contain silica. (1) to (7), comprising: a separation step of draining black liquor that does not contain a product but may contain silica; and (7) a third washing treatment step of washing the pre-bleached pulp with water. It is characterized by.

本発明による第3の発明は、本発明による第1の発明のNC回収方法を構成するリグニン回収工程の第1の態様に関し、このリグニン回収工程の第1の態様は、(8)前記(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを1−7に調整する第1pH調整工程と、(9)凝集剤を加えてリグニンを凝集する第1凝集工程と、(10)リグニン凝集体を濾過することにより分取する第1分取工程と、からなる前記(1)〜(6)の工程及び(8)〜(10)の工程を特徴とする。   The third aspect of the present invention relates to a first aspect of the lignin recovery step that constitutes the NC recovery method of the first aspect of the present invention. The first aspect of the lignin recovery step comprises (8) (6 A first pH adjusting step of adjusting the pH to 1-7 by adding mineral acid and, if necessary, dilution water to black liquor that does not contain sulfides but may contain silica discharged from the separation step of (1) to (6), which comprise: a) a first aggregating step for aggregating lignin by adding an aggregating agent; and (10) a first fractionating step for fractionating the lignin aggregate by filtration. It is characterized by the steps (8) to (10).

本発明による第4の発明は、本発明による第1の発明のNC回収方法を構成するリグニン回収工程の第2の態様に関し、このリグニン回収工程の第2の態様は、(11)前記(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを6−9に調整する第1中和工程と、(12)前記第1中和工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第2凝集工程と、(13)前記(12)の工程で凝集したリグニン凝集体を濾過することにより分取する第2分取工程と、(14)前記(13)の工程で得られた濾液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えて、固形物濃度を1−8重量%、pHを1−3になるように調整する第2pH調整工程と、(15)前記(14)の工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第3凝集工程と、(16)前記(15)の工程で得られたリグニン凝集体を濾過することによりを分取する第3分取工程と、からなる前記(1)〜(6)の工程及び(11)〜(16)の工程を特徴とする。   The fourth aspect of the present invention relates to a second aspect of the lignin recovery step that constitutes the NC recovery method of the first aspect of the present invention. The second aspect of the lignin recovery step comprises (11) the above (6 A first neutralization step of adjusting the pH to 6-9 by adding mineral acid and, if necessary, dilution water to the black liquor that does not contain sulfides but may contain silica discharged from the separation step of 12) adding a flocculant to the liquid obtained in the first neutralization step to aggregate lignin; and (13) separating the lignin aggregates aggregated in the step (12) by filtering. (14) Mineral acid and, if necessary, dilution water are added to the filtrate obtained in the step (13) to obtain a solid concentration of 1-8% by weight and a pH of 1 A second pH adjustment step to adjust to -3, and (15) the step (14) A third aggregating step for aggregating lignin by adding an aggregating agent to the obtained liquid; and (16) a third fractionating step for fractionating the lignin aggregate obtained in the step (15) by filtration. And (1) to (6) and (11) to (16).

本発明による第5の発明は、本発明による第1及び第2の発明の木質チップ又は繊維質植物粉砕体に関し、この木質チップ又は繊維質植物粉砕体において、前記木質チップは、森林から伐採された木材を砕いて製造されたもの又は建設発生木材を砕いて製造されたものであり、前記繊維質植物は、バカス、竹及びパームから選ばれる1種以上の繊維質植物を粉砕して製造したものからなることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a wood chip or fibrous plant pulverized body according to the first and second inventions according to the present invention, wherein the wood chip is cut from a forest. It was manufactured by crushing timber or crushed construction generated wood, and the fibrous plant was produced by crushing one or more fibrous plants selected from bacas, bamboo and palm It consists of things.

本発明によるNC回収方法は、木質チップ又は繊維質植物粉砕体からリグニン及びパルプを回収する方法であり、木質チップ又は繊維質植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプ及び硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を常圧下で製造するためのパルプの製造工程と、水処理技術を用いて該黒液からリグニンを凝集させ回収するためのリグニン回収工程と、から構成されることに特徴がある。NC回収方法は、常圧で水酸化ナトリウム水溶液を用いて蒸解するため硫化物特有の臭気を発生させず、更に、リグニンを回収し燃焼させないので、KP法に比べて環境負荷を低減できるという利点がある。また、木材や建築廃材のみならず繊維質植物も原料にできるため、原料の範囲が広がるという利点がある。また、繊維質植物は樹木よりも広範囲であり、ライフサイクルも短く、樹木よりも多くの炭酸ガスを固定できるため、地球温暖化対策の一助になるという利点がある。   The NC recovery method according to the present invention is a method for recovering lignin and pulp from a wood chip or a fiber plant pulverized product, using the wood chip or fiber plant pulverized material as a raw material and containing no pulp and sulfide before bleaching, but silica. A pulp production process for producing black liquor that may contain an atmospheric pressure, and a lignin collection process for aggregating and collecting lignin from the black liquor using water treatment technology. There is. The NC recovery method digests using an aqueous sodium hydroxide solution at normal pressure, so it does not generate sulfide-specific odors, and furthermore, it does not recover and burn lignin, so it has the advantage of reducing the environmental burden compared to the KP method. There is. Moreover, since not only wood and building waste materials but also fiber plants can be used as raw materials, there is an advantage that the range of raw materials is expanded. In addition, fiber plants have a wider range than trees, have a short life cycle, and can fix more carbon dioxide than trees, which has the advantage of helping to counter global warming.

また、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を原料とし、該黒液から公知の水処理技術を用いてリグニンを凝集させ分取することによりリグニンを回収できるため、公知の水処理技術で使用されている薬剤や設備の流用が可能であり、新規開発コストがほぼ不要となる。更に、設置コストが新規に設計する場合に比べて安価にできる利点がある。   In addition, since a black liquor that does not contain sulfide but may contain silica is used as a raw material, lignin can be recovered from the black liquor by aggregating and separating the lignin using a known water treatment technique. The chemicals and equipment used in the technology can be diverted, and new development costs are almost unnecessary. Furthermore, there is an advantage that the installation cost can be reduced as compared with the case of newly designing.

図1は本発明の第1の発明によるNC回収方法を説明するためのフローチャートを示した図である。FIG. 1 is a flowchart for explaining the NC recovery method according to the first aspect of the present invention. 図2は本発明の第2の発明によるパルプの製造工程を説明するためのフローチャートを示した図である。FIG. 2 is a flow chart for explaining a pulp manufacturing process according to the second aspect of the present invention. 図3は実施例1に相当する本発明の第3の発明によるリグニン回収工程の第1の態様を説明するためのフローチャートを示した図である。FIG. 3 is a flowchart for explaining the first aspect of the lignin recovery step according to the third invention of the present invention corresponding to Example 1. 図4は実施例2に相当する本発明の第4の発明によるリグニン回収工程の第2の態様を説明するためのフローチャートを示した図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining the second aspect of the lignin recovery step according to the fourth invention of the present invention corresponding to Example 2. 図5は本発明のNC回収方法の第1の態様(実施例1)とNC回収方法の第2の態様(実施例2)の構成の相違を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a difference in configuration between the first mode (Example 1) of the NC recovery method of the present invention and the second mode (Example 2) of the NC recovery method.

以下、図に基づいて本発明を実施するための態様を説明する。図1は本発明の第1の発明によるNC回収方法を説明するためのフローチャートを示した図である。図1のNC回収方法は、木質チップ又は線維性植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプ及び硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を常圧下で製造するためのパルプの製造工程と、水処理技術を用いて該黒液からリグニンを凝集させ回収するためのリグニン回収工程と、から構成されている。パルプの製造工程からは、漂白前パルプが直接生産物として外へ出力されるが、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液は、リグニン回収工程の原料となるため中間生産物であり、図1中ではパルプの製造工程とリグニン回収工程の間に位置している。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart for explaining the NC recovery method according to the first aspect of the present invention. The NC recovery method of FIG. 1 is a pulp production process for producing a black liquor containing a wood chip or a fibrous plant pulverized material as a raw material and a black liquor that does not contain sulfide and may contain silica but under normal pressure. And a lignin recovery step for aggregating and recovering lignin from the black liquor using a water treatment technique. From the pulp manufacturing process, the pre-bleached pulp is directly output to the outside as a product, but black liquor that does not contain sulfide but may contain silica is an intermediate product because it becomes a raw material for the lignin recovery process. 1 is located between the pulp manufacturing process and the lignin recovery process.

図2は本発明の第2の発明によるパルプの製造工程を説明するためのフローチャートを示した図である。この説明では、原料として木質材料を選択した際の実施例を説明する。   FIG. 2 is a flow chart for explaining a pulp manufacturing process according to the second aspect of the present invention. In this description, an embodiment when a wood material is selected as a raw material will be described.

図2のフローチャートの工程に進む前に、まず、原料となる木質チップを購入又は製造する必要がある。建設発生木材(合板)から製造した木質チップを原料とする場合を説明する。まず、建設発生木材(合板)を、回転爪を内蔵する破砕機(図示せず)により粗破砕し、更に、二次的に破砕し、50mm以下の木質チップを製造し、且つ、分級した。次に、木質チップのサイズが3〜15mmになるように破砕と分級を繰り返した。上記工程により原料となる木質チップを製造した。   Before proceeding to the process of the flowchart of FIG. 2, it is first necessary to purchase or manufacture a wood chip as a raw material. A case where wood chips produced from construction-generated wood (plywood) are used as raw materials will be described. First, construction-generated wood (plywood) was roughly crushed by a crusher (not shown) with a built-in rotary claw, and further crushed secondarily to produce and classify a wood chip of 50 mm or less. Next, crushing and classification were repeated so that the size of the wood chip was 3 to 15 mm. The wood chip used as a raw material was manufactured by the said process.

繊維質植物を使用する場合は、原料の製造工程を次のようにする。市販の粉砕機(図示せず)を用いて、乾燥済繊維質植物の粉砕と分級を行い、必要に応じて、粉砕と分級を繰り返し、乾燥済繊維質植物のサイズが3〜15mmと成るように調整したものを用いることになる。繊維質植物を原料とすると、黒液中にシリカが含まれることになるが、本発明によれば、何も対処しなくとも良く、そのまま原料とすることができる。また、以下に説明するように、木質チップを繊維質植物粉砕体に置き換えれば良い。   When using a fibrous plant, the manufacturing process of a raw material is performed as follows. Using a commercially available grinder (not shown), the dried fibrous plant is pulverized and classified, and if necessary, the pulverized and classified are repeated so that the size of the dried fibrous plant becomes 3 to 15 mm. The one adjusted to is used. When a fibrous plant is used as a raw material, silica is contained in the black liquor. However, according to the present invention, no action is required and the raw material can be used as it is. Moreover, what is necessary is just to replace a wooden chip | tip with the fibrous plant pulverization body so that it may demonstrate below.

図2のフローチャートのパルプの製造工程は、(1)木質チップ又は繊維質植物粉砕体を苛性ソーダ水溶液に浸漬して親水化する親水化処理工程と、(2)前記親水化処理工程で親水化処理された木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えてアルカリ分を除去する第1洗浄処理工程と、(3)前記第1洗浄処理工程を施して得られた第1洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に硝酸水溶液を加えて常温又は加温下において酸化処理して木質チップ又は繊維質植物粉砕体に含まれるリグニンを選択的に部分酸化する酸化処理工程と、(4)前記酸化処理工程で得られた酸化処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えて前記硝酸分を除去する第2洗浄処理工程と、(5)前記第2洗浄処理工程で得られた第2洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に苛性ソーダ水溶液を加え加温して前記木質チップ又は繊維質植物粉砕体を蒸解する蒸解処理工程と、(6)蒸解後に得られる漂白前パルプを、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液から濾別することにより分離して前記硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を排水する分離工程と、(7)前記漂白前パルプを水で洗浄する第3洗浄処理工程と、から構成され、前記(1)〜(7)の工程を特徴とする。   The pulp production process in the flowchart of FIG. 2 includes (1) a hydrophilization treatment step in which a wood chip or a fibrous plant pulverized body is soaked in an aqueous caustic soda solution, and (2) a hydrophilization treatment in the hydrophilization treatment step. A first washing treatment step for removing alkali by adding water or warm water to the wood chip or fiber plant pulverized body obtained, and (3) a first washed wood obtained by performing the first washing treatment step. An oxidation treatment step of selectively oxidizing the lignin contained in the wood chip or fiber plant pulverized body by subjecting the chip or fiber plant crushed body to an aqueous nitric acid solution and oxidizing at room temperature or under heating; (4) A second washing treatment step for removing the nitric acid content by adding water or warm water to the oxidized wood chip or fibrous plant pulverized body obtained in the oxidation treatment step; and (5) obtained in the second washing treatment step. The second A cooking treatment step in which a caustic soda aqueous solution is added to heated wood chips or fiber plant pulverized products and heated to digest the wood chips or fiber plant pulverized products; and (6) a pre-bleached pulp obtained after cooking is sulfided. Separating the black liquor that does not contain a product but may contain silica by filtration to drain the black liquor that does not contain sulfide but may contain silica; and (7) the pulp before bleaching And a third cleaning treatment step of cleaning with water, characterized by the steps (1) to (7).

図2のフローチャートの(1)の親水化処理工程では、原料となる木質チップを5重量%の希苛性ソーダに浸漬した。液温は常温で50時間処理した。   In the hydrophilization treatment step (1) in the flowchart of FIG. 2, the wood chip as a raw material was immersed in 5 wt% dilute caustic soda. The liquid temperature was treated at room temperature for 50 hours.

図2のフローチャートの(2)の第1洗浄処理工程では、前記親水化処理工程で親水化処理された木質チップに水又は温水を加えてアルカリ分を除去した。   In the first cleaning process step (2) of the flowchart of FIG. 2, water or warm water was added to the wood chips hydrophilized in the hydrophilization process to remove alkali.

図2のフローチャートの(3)の酸化処理工程では、前記第1洗浄処理工程を施して得られた第1洗浄処理済み木質チップに硝酸水溶液を加えて常温又は加温下において酸化処理して木質チップに含まれるリグニンを選択的に部分酸化した。酸化処理工程は酸化処理槽で行なった。この酸化処理槽は密閉可能な容器であるが、開放し、常圧下で、親水化処理したチップを5重量%の希硝酸と共に常温で酸化処理槽に投入し、下方から蒸気を吹き込みながら撹拌し、徐々に加熱及び酸化処理を施した。処理槽内は40分後に80℃に達した。高温になるに従って、発泡が激しくなるが、激しい時は、一時加熱を中止する。酸化処理層の上部から、NOXを含むガスを回収した。リグニンは選択的に部分酸化されるが、溶出量は少なかった。更に、熱湯を加えて加熱し、酸化処理を続行したが、処理は98℃に達したところで発泡が治まり、反応の終点に達した。   In the oxidation process step (3) in the flowchart of FIG. 2, a nitric acid aqueous solution is added to the first washed wood chip obtained by performing the first washing process step, and oxidation treatment is performed at room temperature or under heating. The lignin contained in the chip was selectively partially oxidized. The oxidation treatment step was performed in an oxidation treatment tank. This oxidation treatment tank is a container that can be sealed, but is opened, and under a normal pressure, the hydrophilized chip is placed in an oxidation treatment tank at room temperature with 5% by weight of diluted nitric acid, and stirred while blowing steam from below. Then, it was gradually heated and oxidized. The inside of the treatment tank reached 80 ° C. after 40 minutes. As the temperature rises, foaming becomes more intense. A gas containing NOX was recovered from the upper part of the oxidation treatment layer. Lignin was selectively partially oxidized, but the amount of elution was small. Furthermore, hot water was added and heated to continue the oxidation treatment, but when the treatment reached 98 ° C., the foaming stopped and the end point of the reaction was reached.

図2のフローチャートの(4)の第2洗浄処理工程では、前記酸化処理工程で得られた酸化処理済み木質チップに水又は温水を加えて前記硝酸分を除去した。   In the second cleaning process step (4) of the flowchart of FIG. 2, water or warm water was added to the oxidized wood chips obtained in the oxidation process step to remove the nitric acid content.

図2のフローチャートの(5)の蒸解処理工程では、前記第2洗浄処理工程で得られた前記第2洗浄処理済み木質チップに苛性ソーダ水溶液を加え加温して前記木質チップを蒸解した。この際、蒸解処理は、前記第2洗浄処理済み木質チップを5重量%の苛性ソーダと共に蒸解槽に投入し、撹拌しながら、下方から蒸気を吹き込んで煮沸することで行われた。処理時間は、発砲が激しくなってから1時間とした。   In the cooking process (5) of the flowchart of FIG. 2, the wooden chip was cooked by adding caustic soda aqueous solution to the second washed wooden chip obtained in the second washing process and heating. At this time, the cooking process was carried out by putting the above-mentioned second washed wood chips into a cooking tank together with 5% by weight of caustic soda and blowing it with steam from below while stirring. The processing time was set to 1 hour after the firing was intense.

図2のフローチャートの(6)の分離工程では、蒸解後に得られる漂白前パルプを、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液から分離して前記硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を排水した。この黒液は、硫化物を含有せず、数重量%以下の濃度のリグニンを含有するものであった。別途、この黒液からリグニンを凝集させ分取したところ、チップに含まれるリグニンの95%以上が溶出していることが判明した。分離工程では、化学工業やパルプ工業で用いるベルトフィルターやディスクフィルターを用いることができる。   In the separation step (6) in the flowchart of FIG. 2, the pre-bleached pulp obtained after cooking is separated from the black liquor that does not contain sulfide but may contain silica, and does not contain sulfide but contains silica. Drained good black liquor. This black liquor did not contain sulfide and contained lignin at a concentration of several weight percent or less. Separately, when lignin was aggregated and separated from this black liquor, it was found that 95% or more of the lignin contained in the chip was eluted. In the separation step, a belt filter or a disk filter used in the chemical industry or the pulp industry can be used.

図2のフローチャートの(7)の第3洗浄処理工程では、前記漂白前パルプを水で洗浄した。   In the third washing treatment step (7) in the flowchart of FIG. 2, the unbleached pulp was washed with water.

この漂白前パルプを、別途、公知の次亜塩素酸ソーダ漂白方法を使用して漂白し、その後、手作業で洗浄後精選を行い、パルプに含まれるゴミ等の異物を分離して除去した。こうして製造されたパルプは、KP法パルプと同等のものであった。   This pre-bleached pulp was separately bleached using a known sodium hypochlorite bleaching method, and then manually washed and then carefully selected to separate and remove foreign matters such as dust contained in the pulp. The pulp thus produced was equivalent to the KP pulp.

図3は本発明の第3の発明によるリグニン回収工程の第1の態様を説明するためのフローチャートを示した図である。図3のリグニン回収工程の第1の態様では、図2のパルプの製造工程の中の(6)の分離工程から排出される硫化物を含まないがシリカを含んでも良い黒液を原料に用いる。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the first aspect of the lignin recovery step according to the third aspect of the present invention. In the first aspect of the lignin recovery step of FIG. 3, black liquor that does not contain sulfides but that may contain silica discharged from the separation step (6) in the pulp production step of FIG. 2 is used as a raw material. .

このリグニン回収工程の第1の態様は、(8)前記(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを1−7に調整する第1pH調整工程と、(9)凝集剤を加えてリグニンを凝集する第1凝集工程と、(10)リグニン凝集体を濾過することにより分取する第1分取工程と、から構成され、前記(1)〜(6)の工程及び(8)〜(10)の工程を特徴とする。   In the first aspect of the lignin recovery step, (8) mineral acid and, if necessary, dilution water are added to black liquor that does not contain sulfides that are discharged from the separation step of (6) but may contain silica. A first pH adjusting step for adjusting the pH to 1-7, (9) a first aggregating step for adding a flocculant to agglomerate lignin, and (10) a first fraction fractionated by filtering the lignin aggregate. And the steps (1) to (6) and the steps (8) to (10).

図3のフローチャートの(8)の第1pH調整工程では、黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを1−7に調整する。鉱酸として、塩酸、硫酸が挙げられる。   In the first pH adjustment step (8) in the flowchart of FIG. 3, the pH is adjusted to 1-7 by adding mineral acid and dilution water as necessary to the black liquor. Examples of mineral acids include hydrochloric acid and sulfuric acid.

図3のフローチャートの(9)の第1凝集工程では、凝集剤を添加して、撹拌し、凝集物を沈殿(或いは浮上)させる。凝集剤としては、硫酸バンド、塩化アルミ、PAC(ポリ塩化アルミ)等の無機系のものと、ポリアミン、DADMAC、メラミン酸コロイド、ジンアンジアジド等の有機凝集剤が挙げられる。凝集剤には、それぞれ最適なpH範囲があるので、pHに応じて凝集剤を選択すべきものであるし、無機系の凝集剤と有機系の凝集剤を併用すると効果が増大することもある。PAC(ポリ塩化アルミ)は広いpH範囲で用いることができるので、この工程に適している。使用量は、数10〜数100ppmが適量である。   In the first aggregating step (9) in the flowchart of FIG. 3, an aggregating agent is added and stirred to precipitate (or float) the aggregate. Examples of the flocculant include inorganic ones such as sulfuric acid band, aluminum chloride, and PAC (polyaluminum chloride), and organic flocculants such as polyamine, DADMAC, melamic acid colloid, and ginanthiazide. Since each coagulant has an optimum pH range, the coagulant should be selected according to the pH, and when an inorganic coagulant and an organic coagulant are used in combination, the effect may be increased. PAC (polyaluminum chloride) is suitable for this process because it can be used in a wide pH range. The amount used is several tens to several hundred ppm.

図3のフローチャートの(10)の第1分取工程では、前工程で凝集剤が添加され撹拌された後に、沈殿(或いは浮上)する凝集物(殆どがリグニンである)を分離して脱水する。分離脱水手段は限定されないが、濾過、遠心脱水、ベルトプレス脱水、スクリュープレス脱水等が適用できる。   In the first fractionation step (10) in the flowchart of FIG. 3, after the flocculant is added and stirred in the previous step, the aggregate (mostly lignin) that precipitates (or floats) is separated and dehydrated. . The separation and dehydration means is not limited, but filtration, centrifugal dehydration, belt press dehydration, screw press dehydration, and the like can be applied.

図4は本発明の第4の発明によるリグニン回収工程の第2の態様を説明するためのフローチャートを示した図である。図4のリグニン回収工程の第2の態様は、(11)前記(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを6−9に調整する第1中和工程と、(12)前記第1中和工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第2凝集工程と、(13)前記(12)の工程で凝集したリグニン凝集体を濾過することにより分取する第2分取工程と、(14)前記(13)の工程で得られた濾液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えて、固形物濃度を1−8重量%、pHを1−3になるように調整する第2pH調整工程と、(15)前記(14)の工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第3凝集工程と、(16)前記(15)の工程で得られたリグニン凝集体を濾過することによりを分取する第3分取工程と、から構成され、前記(11)〜(16)の工程を特徴とする。   FIG. 4 is a flowchart for explaining a second aspect of the lignin recovery step according to the fourth aspect of the present invention. The second aspect of the lignin recovery process of FIG. 4 is (11) containing no sulfide discharged from the separation process of (6) above, but containing silica with mineral acid and, if necessary, diluted water even if it contains silica. In addition, a first neutralization step of adjusting the pH to 6-9, (12) a second aggregation step of adding a flocculant to the liquid obtained in the first neutralization step to aggregate lignin, (13) A second fractionation step of fractionating the lignin aggregates aggregated in the step (12) by filtration; and (14) diluting the filtrate obtained in the step (13) with mineral acid and if necessary. Adding water, a second pH adjusting step for adjusting the solids concentration to 1-8 wt% and pH to 1-3; (15) adding a flocculant to the liquid obtained in the step (14); In addition, a third aggregating step for aggregating lignin, and (16) lignin agglutination obtained in the step (15) And a step taken third minute to prep by filtration, is composed of, and wherein step (11) to (16).

図4のフローチャートの(11)の第1中和工程では、黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを6−9に調整する。鉱酸として、塩酸、硫酸が挙げられる。なお、硝酸は、後の工程でNOxが生成する恐れがあり好ましくない。固形分(全蒸発残留物)濃度は低い方が凝集の際に有機物の捕集率が大きくなるが、低すぎると液量が増大し、処理の効率が落ちる。後のpH調整工程で固形分が1−8重量%に保てる範囲で希釈する。   In the first neutralization step (11) in the flowchart of FIG. 4, the mineral acid and, if necessary, dilution water are added to the black liquor to adjust the pH to 6-9. Examples of mineral acids include hydrochloric acid and sulfuric acid. Nitric acid is not preferable because NOx may be generated in a later step. The lower the solid content (total evaporation residue) concentration, the higher the collection rate of organic matter during agglomeration. However, if the concentration is too low, the amount of liquid increases and the efficiency of processing decreases. In the subsequent pH adjustment step, the solid content is diluted within a range that can be maintained at 1-8% by weight.

図4のフローチャートの(12)の第2凝集工程では、凝集剤を添加し、撹拌し、凝集物を沈殿(或いは浮上)させる。凝集剤等はリグニン回収工程の第1の態様(図3)と同様である。   In the second aggregating step (12) in the flowchart of FIG. 4, an aggregating agent is added and stirred to precipitate (or float) the agglomerates. The flocculant and the like are the same as those in the first aspect (FIG. 3) of the lignin recovery step.

図4のフローチャートの(13)の第2分取工程では、凝集剤を添加し、撹拌して沈殿(或いは浮上)する凝集物を分離し脱水する。脱水手段はリグニン回収工程の第1の態様(図3)と同様である。   In the second fractionation step (13) in the flowchart of FIG. 4, a flocculant is added, and the agglomerates that precipitate (or float) are separated and dehydrated. The dehydrating means is the same as in the first aspect (FIG. 3) of the lignin recovery step.

図4のフローチャートの(14)の第2pH調整工程では、(13)の第2分取工程から排出される濾液を鉱酸(塩酸、硫酸等)及び希釈水を用いて、pH1−3、固形分1−8重量%に調製する。pHが1未満では、酸の消費量が急激に増大するが、効果の向上が望めない。pHが3を超えると、凝集率が低下する。固形分が1重量%未満では、凝集率は向上するものの液の処理量が多くなり過ぎ効率が落ちる。固形分が8重量%を超えると凝集操作が不能となる。温度については、格別に加熱も冷却も必要ではなく室温でよい。   In the second pH adjustment step (14) in the flowchart of FIG. 4, the filtrate discharged from the second fractionation step (13) is adjusted to pH 1-3, solids using mineral acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) and dilution water. Prepare to 1-8 wt% min. If the pH is less than 1, the acid consumption increases rapidly, but no improvement in the effect can be expected. When the pH exceeds 3, the aggregation rate decreases. If the solid content is less than 1% by weight, the coagulation rate is improved, but the amount of liquid processed becomes too large and the efficiency is lowered. If the solid content exceeds 8% by weight, the coagulation operation becomes impossible. Regarding the temperature, neither heating nor cooling is required, and room temperature is sufficient.

図4のフローチャートの(15)の第3凝集工程では、図3の(9)の第1凝集工程とほぼ同じことが考えられる。pHが低いので、凝集剤としては、硫酸バンド、塩化アルミ、PAC(ポリ塩化アルミ)等の無機系が適している。   The third aggregating step (15) in the flowchart of FIG. 4 can be considered to be substantially the same as the first aggregating step (9) of FIG. Since the pH is low, inorganic systems such as sulfuric acid band, aluminum chloride, and PAC (polyaluminum chloride) are suitable as the flocculant.

図4のフローチャートの(16)の第3分取工程では、図3の(10)の第1分取工程とほぼ同じことが考えられる。   It can be considered that the third sorting step (16) in the flowchart of FIG. 4 is substantially the same as the first sorting step (10) of FIG.

実施例1は、本発明の第2の発明によるパルプの製造工程(図2)に本発明の第3の発明によるリグニン回収工程の第1の態様(図3)を組み合わせて構成したNC回収方法の第1の態様(図5)である。   Example 1 is an NC recovery method configured by combining the pulp production process (FIG. 2) according to the second invention of the present invention with the first aspect (FIG. 3) of the lignin recovery process according to the third invention of the present invention. It is the 1st mode (Drawing 5).

実施例1では、原料として木質チップを用い、パルプの製造工程(図2)内の(6)の分離工程から排出される硫化物を含まないがシリカを含んでも良い黒液を用いた。実施例1と2の間のリグニン回収能力を見るために、黒液の希釈列を調整した。この黒液の希釈列は、次のようにして調整された。即ち、パルプの製造工程(図2)内の(6)の分離工程から排出される硫化物を含まないがシリカを含んでも良い黒液を原料とし、これを黒液Aとし、黒液Aに水を加えることにより、2倍に希釈したものを黒液Bとし、黒液Bに水を加えることにより、黒液Bよりも1.5倍に希釈したものを黒液Cとした。こうして調整された希釈列の黒液A、黒液B及び黒液Cを、実施例1及び実施例2で用いた。   In Example 1, a wood chip was used as a raw material, and a black liquor that does not contain sulfides but may contain silica discharged from the separation step (6) in the pulp production process (FIG. 2) was used. To see the lignin recovery capability between Examples 1 and 2, the black liquor dilution train was adjusted. The dilution series of this black liquor was adjusted as follows. That is, black liquor that does not contain sulfides but may contain silica discharged from the separation step (6) in the pulp production process (FIG. 2) is used as a raw material. Black liquor B was diluted 2 times by adding water, and black liquor C was diluted 1.5 times more than black liquor B by adding water to black liquor B. The black liquor A, black liquor B, and black liquor C in the dilution series thus adjusted were used in Example 1 and Example 2.

実施例1及び実施例2において、鉱酸には塩酸を、そして凝集剤にはPAC(ポリ塩化アルミ)を用いた。   In Examples 1 and 2, hydrochloric acid was used as the mineral acid, and PAC (polyaluminum chloride) was used as the flocculant.

図3に示すフローチャートに従い、以下の(8)〜(10)の工程が順に実施された。(8)の第1pH調整工程において、黒液A又は黒液B又は黒液Cの内の1つに鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを2に調整し、次に、(9)の第1凝集工程において、凝集剤を加えてリグニンを凝集させ、次に、(10)の第1分取工程において、リグニン凝集体を濾過することにより分取した。リグニンは黒液中に有機物として含まれており、分取され除去された有機物中に含まれている。実施例1のNC回収方法の第1の態様(図5)による有機物の除去率を表1に示す。   According to the flowchart shown in FIG. 3, the following steps (8) to (10) were performed in order. In the first pH adjustment step of (8), mineral acid and, if necessary, dilution water are added to one of black liquor A, black liquor B or black liquor C to adjust the pH to 2, then ( In the first aggregation step of 9), the lignin was aggregated by adding an aggregating agent, and then in the first fractionation step of (10), the lignin aggregate was separated by filtration. Lignin is contained in the black liquor as an organic substance, and is contained in the organic substance separated and removed. Table 1 shows organic substance removal rates according to the first aspect (FIG. 5) of the NC recovery method of Example 1.

Figure 2018188502
Figure 2018188502

実施例2は、本発明の第2の発明によるパルプの製造工程(図2)に本発明の第4の発明によるリグニン回収工程の第2の態様(図4)を組み合わせて構成したNC回収方法の第2の態様(図5)である。   Example 2 is an NC recovery method configured by combining the pulp production process (FIG. 2) according to the second invention of the present invention with the second aspect (FIG. 4) of the lignin recovery process according to the fourth invention of the present invention. This is the second mode (FIG. 5).

実施例2は、図4に示すフローチャート(実施例2)に従い、以下の(11)〜(16)の工程が順に実施された。(11)の第1中和工程において、黒液A又は黒液B又は黒液Cの内の1つに鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを8に調整し、(12)の第2凝集工程において、前記第1中和工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集させ、(13)の第2分取工程において、前記(12)の工程で凝集したリグニン凝集体を濾過することにより分取し、(14)の第2pH調整工程において、前記(13)工程で得られた濾液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えて、固形物濃度を1−8重量%、pHを1−3になるように調整し、(15)の第3凝集工程において、前記(14)の工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集させ、(16)の第3分取工程において、前記(15)の工程で得られたリグニン凝集体を濾過することによりを分取した。リグニンは、黒液中に有機物として含まれており、分取され除去された有機物中に含まれている。実施例2のNC回収方法の第2の態様(図5)による有機物の除去率を表2に示す。   In Example 2, the following steps (11) to (16) were sequentially performed according to the flowchart (Example 2) shown in FIG. In the first neutralization step of (11), the pH is adjusted to 8 by adding mineral acid and dilution water as necessary to one of black liquor A, black liquor B or black liquor C, (12) In the second aggregation step, a flocculating agent is added to the liquid obtained in the first neutralization step to aggregate the lignin, and in the second sorting step (13), the lignin aggregated in the step (12) The aggregates are collected by filtration, and in the second pH adjustment step of (14), mineral acid and, if necessary, diluted water are added to the filtrate obtained in the step (13), so that the solids concentration is 1 -8 wt%, pH was adjusted to 1-3, and in the third aggregation step (15), a flocculant was added to the liquid obtained in the step (14) to aggregate the lignin ( In the third sorting step of 16), the lignin aggregate obtained in the step (15) is filtered. It was purified by preparative by. Lignin is contained in the black liquor as an organic substance, and is contained in the organic substance separated and removed. Table 2 shows the organic matter removal rates according to the second aspect (FIG. 5) of the NC recovery method of Example 2.

Figure 2018188502
Figure 2018188502

なお、表1及び表2の有機物の内、75%以上がリグニンであることを確認している。   In addition, it has confirmed that 75% or more of the organic substance of Table 1 and Table 2 is a lignin.

表1と表2の対比から、黒液から有機物を除去する有機物除去率は、黒液のpHを一度にpH2にして凝集させリグニンを分取した場合(実施例1のNC回収方法の第1の態様)よりも、中和してpH8で凝集させリグニンを分取し、更に、その排液のpHを2にして凝集させリグニンを分取した時(実施例2のNC回収方法の第2の態様)の方が、向上していることが判る。その原因として、黒液には、リグニン以外にも糖化した分解物、脂肪酸、樹脂酸等が含まれており、中性下で凝集され分離される有機物や、中性下で凝集させ分離した際の廃液中の残留有機物のうち、酸性下で溶解或いは安定コロイドとなるものがあるため、と考えられる。   From the comparison between Table 1 and Table 2, the organic matter removal rate for removing the organic matter from the black liquor is the case where the pH of the black liquor is set to pH 2 at once and the lignin is fractionated (first of the NC recovery method of Example 1). 2), the lignin is separated by agglomeration at pH 8 and fractionated, and the effluent is further agglomerated at a pH of 2 to fractionate the lignin (second NC recovery method of Example 2). It can be seen that the aspect (1) is improved. The reason for this is that black liquor contains glycated degradation products, fatty acids, resin acids, etc. in addition to lignin, and organic substances that are aggregated and separated under neutral conditions, or when aggregated and separated under neutral conditions. This is probably because some of the remaining organic substances in the waste liquid are dissolved or become stable colloids under acidic conditions.

木質チップ又は繊維質植物粉砕体を苛性ソーダ水溶液に浸漬して親水化し、次に、水又は温水を加えてアルカリ分を除去し、次に、硝酸水溶液を加えて常温又は加温下において木質チップ又は繊維質植物粉砕体に含まれるリグニンを選択的に部分酸化し、次に、水又は温水を加えて硝酸分を除去し、次に、苛性ソーダ水溶液を加え加温して前記木質チップ又は繊維質植物粉砕体を蒸解するパルプの製造工程における蒸解工程の廃液処理及びリグニン回収に適用できる。更に、回収したリグニンは、ブラックカーボンやフラーレンを含む炭素同素体の製造用原料としても利用可能であるため、ブラックカーボンやフラーレンを含む炭素同素体の製造業へも適用可能である。   A wooden chip or a pulverized fibrous plant is soaked in an aqueous caustic soda solution to make it hydrophilic, then water or warm water is added to remove alkalinity, and then a nitric acid aqueous solution is added to the wooden chip or at room temperature or under heating. The lignin contained in a pulverized fibrous plant is selectively partially oxidized, then water or warm water is added to remove nitric acid, and then a caustic soda solution is added and heated to heat the wooden chip or fibrous plant. It can be applied to waste liquid treatment and lignin recovery in the cooking process in the pulp manufacturing process for cooking the pulverized product. Furthermore, since the recovered lignin can be used as a raw material for producing a carbon allotrope containing black carbon or fullerene, it can be applied to the manufacturing industry of a carbon allotrope containing black carbon or fullerene.

Claims (5)

木質チップ又は繊維質植物粉砕体からパルプ及びリグニンを回収するNC回収方法において、木質チップ又は繊維質植物粉砕体を原料とし、漂白前パルプ及び硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を常圧下で製造するためのパルプの製造工程並びに水処理技術を用いて前記黒液からリグニンを凝集させ回収するためのリグニン回収工程と、からなることを特徴としたNC回収方法。   In an NC recovery method for recovering pulp and lignin from a wood chip or a fiber plant pulverized product, a black liquor that contains wood chip or fiber plant pulverized material as a raw material and does not contain pulp and sulfide but may contain silica. An NC recovery method comprising: a pulp manufacturing process for manufacturing under normal pressure; and a lignin recovery process for aggregating and recovering lignin from the black liquor using water treatment technology. 請求項1に記載したパルプの製造工程は、
(1)木質チップ又は繊維質植物粉砕体を苛性ソーダ水溶液に浸漬して親水化する親水化処理工程と、
(2)前記親水化処理工程で親水化処理した木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えてアルカリ分を除去する第1洗浄処理工程と、
(3)前記第1洗浄処理工程を施して得られた第1洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に硝酸水溶液を加えて常温又は加温下において酸化処理して木質チップ又は繊維質植物粉砕体に含まれるリグニンを選択的に部分酸化する酸化処理工程と、
(4)前記酸化処理工程で得られた酸化処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に水又は温水を加えて前記硝酸分を除去する第2洗浄処理工程と、
(5)前記第2洗浄処理工程で得られた第2洗浄処理済み木質チップ又は繊維質植物粉砕体に苛性ソーダ水溶液を加え加温して前記木質チップ又は繊維質植物粉砕体を蒸解する蒸解処理工程と、
(6)蒸解後に得られる漂白前パルプを、硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液から濾別することにより分離して前記硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液を排水する分離工程と、
(7)前記漂白前パルプを水で洗浄する第3洗浄処理工程と、
からなり、前記(1)〜(7)の工程を特徴とした請求項1記載のNC回収方法。
The manufacturing process of the pulp according to claim 1
(1) a hydrophilization treatment step in which a wooden chip or a fibrous plant pulverized body is immersed in an aqueous caustic soda solution to make it hydrophilic;
(2) a first washing treatment step for removing alkali by adding water or warm water to the wood chip or fibrous plant pulverized body hydrophilized in the hydrophilic treatment step;
(3) A wood chip or fibrous plant obtained by adding a nitric acid aqueous solution to the first washed wooden chip or fibrous plant pulverized body obtained by performing the first washing treatment step and oxidizing it at room temperature or under heating. An oxidation treatment step for selectively partially oxidizing lignin contained in the pulverized product;
(4) a second washing treatment step of removing the nitric acid content by adding water or warm water to the oxidized wood chip or fibrous plant pulverized body obtained in the oxidation treatment step;
(5) A cooking treatment step of cooking the wood chips or pulverized plant by adding a caustic soda aqueous solution to the second washed timber or fiber plant pulverized product obtained in the second washing step. When,
(6) The unbleached pulp obtained after cooking is separated by filtering from the black liquor that does not contain sulfides but may contain silica, and drains the black liquor that does not contain sulfides but may contain silica. Separating process to
(7) a third washing treatment step of washing the pre-bleached pulp with water;
The NC recovery method according to claim 1, comprising the steps (1) to (7).
請求項1に記載したリグニン回収工程は、
(8)請求項2に記載した(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを1−7に調整する第1pH調整工程と、
(9)凝集剤を加えてリグニンを凝集する第1凝集工程と、
(10)リグニン凝集体を濾過することにより分取する第1分取工程と、
からなり、前記(8)〜(10)の工程を特徴とした請求項1記載のNC回収方法。
The lignin recovery step according to claim 1 comprises:
(8) Mineral acid and, if necessary, diluted water are added to the black liquor that does not contain the sulfide discharged from the separation step of (6) described in claim 2 but may contain silica, and adjust the pH to 1-7. A first pH adjustment step to adjust to
(9) a first aggregating step of aggregating lignin by adding an aggregating agent;
(10) a first fractionation step of fractionating the lignin aggregate by filtration;
The NC recovery method according to claim 1, comprising the steps (8) to (10).
請求項1に記載したリグニン回収工程は、
(11)請求項2に記載した(6)の分離工程から排出される硫化物を含有しないがシリカを含んでも良い黒液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えてpHを6−9に調整する第1中和工程と、
(12)前記第1中和工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第2凝集工程と、
(13)前記(12)の第2凝集工程で凝集したリグニン凝集体を濾過することにより分取する第2分取工程と、
(14)前記(13)の第2分取工程で得られた濾液に鉱酸及び必要に応じて希釈水を加えて、固形物濃度を1−8重量%、pHを1−3になるように調整する第2pH調整工程と、
(15)前記(14)の第2pH調整工程工程で得られた液に凝集剤を加えてリグニンを凝集する第3凝集工程と、
(16)前記(15)の第3凝集工程で得られたリグニン凝集体を濾過することによりを分取する第3分取工程と、
からなり、前記(11)〜(16)の工程を特徴とした請求項1記載のNC回収方法。
The lignin recovery step according to claim 1 comprises:
(11) A mineral acid and, if necessary, diluted water are added to a black liquor that does not contain sulfides but may contain silica discharged from the separation step (6) described in claim 2 to adjust the pH to 6-9. A first neutralization step to adjust to
(12) a second aggregation step of adding a flocculant to the liquid obtained in the first neutralization step to aggregate lignin;
(13) a second fractionation step of fractionating the lignin aggregates aggregated in the second aggregation step of (12) by filtering;
(14) Mineral acid and dilution water as necessary are added to the filtrate obtained in the second fractionation step of (13) so that the solid concentration becomes 1-8 wt% and the pH becomes 1-3. A second pH adjusting step to adjust to
(15) a third aggregation step of adding a flocculant to the liquid obtained in the second pH adjustment step of (14) to aggregate lignin;
(16) a third fractionation step of fractionating the lignin aggregate obtained in the third aggregation step of (15) by filtering;
The NC recovery method according to claim 1, comprising the steps of (11) to (16).
請求項1に記載した木質チップ又は繊維質植物粉砕体において、前記木質チップは、森林から伐採された木材を砕いて製造されたもの又は建設発生木材を砕いて製造されたものであり、前記繊維質植物は、バカス、竹及びパームから選ばれる1種以上の繊維質植物を粉砕して製造したものからなることを特徴とする請求項1記載のNC回収方法。 2. The wood chip or fiber plant pulverized body according to claim 1, wherein the wood chip is produced by crushing wood cut from a forest, or produced by crushing construction-generated wood, and the fiber. 2. The NC recovery method according to claim 1, wherein the plant is made by pulverizing one or more fibrous plants selected from bacus, bamboo and palm.
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WO2008088077A1 (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Nihon Cellulose Co., Ltd. Method for production of pulp
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