本发明专利技术提供一种以多硫化物生产用电解槽连续电解的方法及其电解装置，是在电解系统中，防止系统内随时间附着的污垢的影响而稳定地连续运转，所述电解系统是使白液中的硫化钠氧化，而电解生成多硫化物。一种防止电解槽电压随时间上升而无需停止电解的电解方法以及用于所述电解方法的电解装置，其特征在于：使用具有将阳极室与阴极室隔开的隔膜的双室式电解槽，在双室式电解槽的运转状态下，将含有污垢清洗剂、防垢剂中的至少一种且用于纸浆制造步骤的含有硫离子的白液供给至阳极室，所述运转状态是将含有硫离子且用于纸浆制造步骤的白液供给至阳极室，对电解槽供给直流电流，利用电解而在阳极室生成多硫化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用多硫化物制造用电解槽的连续电解方法以及实施该连续电解方法的电解装置，更详细而言，涉及如下方法:使以生成多硫化物(polysulfide)为目的的白液电解装置、即白液电解槽以及其周边设备连续地运转而无需维护(maintenance)。
技术介绍
为了有效利用木材资源，S卩，就木材资源的有效利用而言，化学纸浆(pulp)的高产量化为重要的课题。作为所述化学纸浆的主流的牛皮纸浆(kraft pulp)的高产量化技术之一，有多硫化物蒸解制程(process)。多硫化物蒸解制程中的蒸解药液是通过如下方式制造:如下述反应式(I)在活性碳等催化剂的存在下，利用空气等分子状态氧使含有硫化钠的碱性水溶液、即所谓的白液氧化(专利文献1、专利文献2)。通过所述方法，以硫离子基准计，能够以转化率60%、选择率60%左右获得多硫化硫浓度为5g/l左右的多硫化物蒸解液。但是，所述方法中，在提升转化率时，因如下述反应式(2)、(3)所示的副反应而副生成大量完全无助于蒸解的硫代硫酸根离子，因此，很难以尚选择率制造含有尚浓度的多硫化硫的蒸解液。4Na2S+02+2H20 — 2Na2S2+4NaOH (I)2Na2S+202+H20 — Na2S203+2Na0H (2)2Na2S3+302— 2Na 2S203 (3)此处，多硫化硫也称作多硫化物态硫(polysulfide sulfur) (PS-S)，例如是指多硫化钠Na2Sx中的价数为O的硫、即(x-1)个原子的硫。而且，在本说明书中，将多硫离子中的与氧化数为-2的硫相当的硫(Sx2-或每个Na2Sx中为一原子的硫)及硫离子(S2—)统称地表示为Na2S态硫。另外，本说明书中，将容量的单位升(litre)以I表示。另一方面，在专利文献3中公开有多硫化物蒸解液的电解制造方法。所述方法是多硫化物的制造方法，其特征在于:将含有硫离子的溶液导入具有阳极(anode)室、阴极(cathode)室以及隔膜的电解槽的阳极室内，利用电解氧化而获得多硫离子，所述阳极室配设多孔性阳极，所述多孔性阳极具有物理连续的三维网状结构，该三维网状结构至少表面包含镲或含有50wt% (wt%=质量％。以下相同)以上镲的镲合金，且阳极室的每单位体积的阳极的表面积为500m2/m3?20000m2/m3，所述阴极室配设阴极，所述隔膜将阳极室与阴极室隔开。作为沉积有杂质的隔膜的清洗方法，在专利文献4中记载有如下方法:以作为阳电极(+极)可通电的材质构成有隔膜电解整水装置的隔膜，并且将电解整水电极的至少一电极设为-电极，对所述-极与所述+极的隔膜施加电解清洗电压，由此，使附着于隔膜上的钙等杂质溶出至水中，而进行隔膜的清洗。在专利文献5中公开有一种电解槽的性能恢复方法，所述电解槽具有配设多孔性阳极的阳极室、阴极室以及将阳极室与阴极室隔开的隔膜，用于将含有硫离子的溶液导入阳极室内，将含有苛性钠(caustic soda)的水溶液导入阴极室内，利用电解氧化而制造含有多硫化硫的多硫化物，所述电解槽的性能恢复方法的特征在于:利用含有无机酸、螯合剂(chelating agent)、污垢清洗剂(scale cleaning agent)的至少一种的水溶液，对所述阳极室进行清洗。日本特开昭61-259754号公报日本特开昭53-092981号公报日本特开平11-343106号公报日本特开平07-008954号公报日本特开2009-242897号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于，针对电解系统而提供⑴防止电解槽电压随时间上升而无需停止电解的电解方法、(2)减少维护频度且防止电解槽电压随时间上升的电解方法、以及(3)用于实施所述(I)?(2)的电解方法的电解装置，所述电解系统是对作为纸浆制造方法之一的牛皮纸浆法的蒸解步骤中所用白液进行电解处理，氧化白液中的硫化钠，而电解生成多硫化物。本说明书中所说的“维护”是指，针对包含多硫化物制造用电解槽(白液电解槽)、周边设备以及配管系统的多硫化物制造用电解系统，为了使该电解系统运转时可保持系统整体的性能而进行的保养作业或修理作业。以图2为例而言，是指针对图2所示的电解槽、周边设备以及配管，在其随时间劣化、老朽化或附着物积存的情况下，为保持预计性能而进行的保养作业或修理作业。针对包含多硫化物制造用电解槽、周边设备以及配管系统的多硫化物制造用电解系统，以酸清洗为例更具体而言，包括:(I)电解槽、周边设备或配管系统的内部的酸清洗；(2)作为用于进行酸清洗的准备的清洗液制备；(3)系统的停止、清洗液制备或换液等作业、酸清洗后的酸清洗液排出、残留于电解槽及配管系统的内部的酸清洗液的冲洗(rinse)、电解液的再供给或再运转等作业。也包括构成配管系统的泵(pump)或配管等构成零件(周边设备)的检查或更换。本专利技术涉及一种多硫化物生成系统，是对牛皮纸浆法中用于蒸解的白液实施电解处理而使白液中生成多硫化物。在纸制造时，作为由木材碎肩(chip)制造纸的原料即纸浆的方法，广泛采用牛皮纸浆法。牛皮纸浆法中，以如下步骤作为主步骤:在蒸解罐中高温下使含有氢氧化钠、硫化钠、碳酸钙的被称作白液的强碱溶液与木材碎肩接触，使木质素(Iignin)成分从木材碎肩溶解至白液中而分离清洗，获得作为纸浆的主要构成成分的纤维素(cellulose)及半纤维素(hemicellulose)。将本步骤称作蒸解步骤。另外，近年来，在牛皮纸浆法中，已知有如下蒸解方法:为了提高成为纸的原料的纤维素或半纤维素的产量，而在白液中添加多硫化物。多硫化物是可通过使白液中的硫化钠氧化而生成的物质。通过使用含有多硫化物的白液进行纸浆蒸解，可将纤维素或半纤维素的末端基氧化使之不易溶解。由此，以往与木质素一起被溶解清洗的纸浆成分会作为纸浆回收，因此，认为纸浆产量增加。作为由白液生成多硫化物的方法，已知有空气氧化法、电解法等。其中，电解法因下述情况等，相对于其他多硫化物生成方法而言有利，即:可稳定地生成高浓度的多硫化物；多硫化物生成的电流效率高；硫代硫酸等在牛皮纸浆法中不需要的副产物的生成少；能够以高纯度获得氢氧化钠或氢等对牛皮纸浆法或纸制造装置(plant)有用的副产物；以及用于电解槽的构件的寿命长。木材碎肩为天然物，除含有成为纸的原料的纤维素及半纤维素、或者在蒸解步骤中溶解的木质素以外，也含有丰富的钙盐等金属盐、硫酸盐或磷酸盐等阴离子成分等矿物(mineral)成分，从而在蒸解步骤中，不仅木质素大量溶出，这些矿物成分也大量溶出。当用于白液生成等进行牛皮纸浆法的步骤的水为河水或地下水时，这些水中含有数十mg/1左右被称作硬度成分的钙盐或镁盐，这些硬度成分也会成为白液中所含有的矿物成分。在蒸解罐中，为了使木质素从木材碎肩溶出，需要使白液充分渗透木材碎肩以使反应进行，且需要使已溶解的成分与纤维素及半纤维素分离而不在蒸解罐中析出，蒸解罐内部一般在120°C?170°C、最大压力为IMPa的高温高压条件下操作。供给至蒸解罐的白液在蒸解罐内部的高温高压条件下，不仅吸收已溶解的木质素，木材碎肩中所含有的矿物成分也大量溶解。溶解有木质素的白液在将纸浆分离之后，被称作黑液，送到回收步骤作为白液的原料回收，且作为白液再利用。此时，带入黑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防止电解槽电压随时间而上升且无需停止电解的电解方法，其特征在于：使用具有将阳极室与阴极室隔开的隔膜的双室式电解槽，在双室式电解槽的运转状态下，将含有污垢清洗剂、防垢剂中的至少一种且用于纸浆制造步骤的，含有硫离子的白液供给至阳极室，所述运转状态是将含有硫离子且用于纸浆制造步骤的白液供给至阳极室，对电解槽供给直流电流，利用电解在阳极室生成多硫化物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶山健一郎，黒须一博，加藤昌明，大津秀绪，
申请(专利权)人：日本制纸株式会社，永久电极株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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