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令和6年度 公害防止管理者 大規模水質特論 問9を解説|パルプ蒸解工程

令和6年度 大規模水質特論 問9は、紙・パルプ工場の蒸解工程と、そこから出る黒液の処理・回収に関する問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

クラフト法(硫酸塩法)では、木材チップを蒸解薬品で煮てリグニンを溶かし、パルプ繊維を取り出します。溶け出したリグニンを含む液が黒液で、濃縮して回収ボイラーで燃やし、エネルギーと蒸解薬品を回収します。引っかけの核心は選択肢(1)で、蒸解薬品を「硫酸ナトリウムと塩化ナトリウムの混合溶液」としている点です。クラフト法の蒸解薬品は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムの混合溶液(白液)です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(1)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)×(誤り)クラフト法の蒸解薬品は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムの白液です。「硫酸ナトリウムと塩化ナトリウム」とする点が誤りです。
(2)○(正しい)蒸解後の洗浄工程で、パルプから分離したリグニンなどを含む液が生じ、黒液と呼ばれます。正しい記述です。
(3)○(正しい)黒液には可溶化したリグニンやヘミセルロース、蒸解に使ったナトリウムと硫黄が含まれます。正しい記述です。
(4)○(正しい)濃縮した黒液を回収ボイラーで燃やすと、含まれる有機物が燃えてエネルギーが得られます。正しい記述です。
(5)○(正しい)回収ボイラー炉底から溶融無機物を回収し、再生工程で蒸解薬品に戻します。正しい記述です。

選択肢(1)のポイント(ここが誤り)

クラフト法(硫酸塩法)の蒸解では、木材チップに水酸化ナトリウム(NaOH)と硫化ナトリウム(Na2S)を溶かした白液を加え、加圧下で加熱してリグニンを分解・可溶化します。「硫酸塩法」という名前から硫酸ナトリウムを連想しやすいのですが、硫酸ナトリウム(Na2SO4)は薬品回収の補給用に加えるもので、蒸解そのものに使う薬品ではありません。塩化ナトリウムも蒸解薬品ではありません。選択肢(1)は、蒸解に使う薬品(白液の成分)を、名称から連想される別の塩に取り違えている点が誤りです。

覚え方

  • クラフト法の蒸解薬品(白液)=水酸化ナトリウム+硫化ナトリウム
  • 硫酸ナトリウムは薬品回収の補給用(蒸解薬品ではない)。
  • 黒液は濃縮→回収ボイラーで燃焼→エネルギーと蒸解薬品を回収。

理解度チェック

Q.

クラフト法の蒸解に使う薬品(白液)の主成分は?

水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムです。これでリグニンを分解・可溶化してパルプを取り出します。

Q.

濃縮した黒液を回収ボイラーで燃やす目的は?

有機物を燃やしてエネルギーを得るとともに、炉底の溶融無機物から蒸解薬品を回収するためです。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 大規模水質特論 問題・正解」(公式PDF