Способ переработки шлам-лигнина сульфатного или натронного производства целлюлозы или полуцеллюлозы

 

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМ ЛИГНИНА СУЛЬФАТНОГО ИЛИ НАТРОННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛОЛОЗЫ ИЛИ ПОЛУЦЕЛЛ ffoflotetoiaif Cfreet ьо со о 00 ЛОЗЫ, включакмциР кон11ентрирование шлам-лигнина, подачу концентрата в реактор, термическую обработку концентрата в реакторе с образованием карбонизированного вещества и его промывку , отличающийся тем, мто, с целью повышения адсорбционных свойств продукта переработки при.одновременном снижении загрязнения окружающей среды, концентрирование шламлигнина проводят с пористым адсорбентом при 80-100 С до содержания сухих веществ , концентрат подают в реактор путем его эжектирования , а термическую обработку проводят в присутствии окисного катализатора .на основе медно-хромовой шпинели. 2. Способ по п.,1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что термическую обработку проводят при 400-700 С.

„„SV„„102?308 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3щ) 0 21 С 11/04

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3370491/29-12 (22) 30.12.81 (46) 07.07.83, Бюл. и 25 (72). Н.Е.Пушкарева, А.Д.Симонов, . И.В.Вольф и В.СвКовальчук (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический Институт целлюлозно-бумажной промышленности . (53) 676. 11.082. 1(088.8) . (56) в1. Авторское свидетельство СССР

И 173119, кл. D 21 С 11/10, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

М 707596,. кл. В 01 J 19/04, 1977.

3. Патент США Р 3862909, кл. 252-421, 1975 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАИ-

ЛИГНИНА СУЛ6фАТНОГО ИЛИ НАТРОННОГО

ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛОЛОЗЫ ИЛИ ПОЛУЦЕЛЛ0ЛОЗЫ, включающий концентрированиешлам-лигнина, подачу концентрата в реактор, термическую обработку концентрата в реакторе с образованием карбонизированного вещества и его промывку, отличающийся тем, что, с целью повышения адсорбционных свойств продукта переработки при.одновременном снижении загрязнения окружающей среды, концентрирование шлампигнина проводят с пористым адсор- бентом при 80-100 С до содержания о сухих веществ 95-973:, концентрат подают в реактор путем его эжектирования, а термическую обработку проводят в присутствии окисного катализатора .на основе медно"хромовой шпинели..

2. Способ по и. 1 о т л и ч а юшийся тем, что термическую обраоотку поововят пои 400-700 L . С

Изобретение относится к способам переработки шлам-лигнина сульфатного или натронного производства целлюлозы или полуцеллюлозы и может быть использовано как метод комплексной перера" ботки в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ переработки отра" ботанных щелоков сульфатной или натронной варки целлюлозы путем подкис 1О ления 1) . Согласно этому способу отработанный щелок подкисляют серной кислотой при

70-80оС, рН 3-5 при перемешивании, отделяют осадок фильтрованием с последующей многократной промывкой его горячей водой. При этом выделяются большие объемы газов, содержащих сероводород, требуется усиленные. меры по коррозионной защите оборудования, ус-go ложнена операция. отделения продукта переработки.

Известен способ переработки алаилигнина сульфатного производства целлюлюлозы путем обработки его концентри-25 рованной серной кислотой при 125150 C в весовом отношении серной кис0 лоты к сухому веществу шлам-лигнина

1-2:1 в течение 15-30 мин Ã2 3 .

Однако продукт, получаемый по go этому способу, обладает недостаточными сорбционными свойствами, обуслав" ливающими низкую осветляющую способность при использовании его в процес" сах очистки сточных вод. Кроме того, 35 обработку концентрированной серной кислотой проводят при высоких температурах, что приводит к выделению больших количеств дурно пахнущих и токсичных газов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки шлам-лигнина сульфатного производства целлюлозы, включающий концентрирование шлам-лигнина

45 подачу концентрата в реактор, термическую обработку концентрата в реакторе с образованием карбонизированного вещества и его промывку, Согласно этому способу шлам-лигнин сульфатного производства целлюлозы

50 с содержанием сухих веществ 10-133 концентрируют при 105-120 C до содержания сухих веществ 30-653 и разбрызгивают в верхнюю зону реактора с псевдоожиженным слоем инертного твп- 55 лоносителя, в которой под действием топочных газов при 480-650оС происходит термическая обработка концентра1 102Д 08 2 та. Продукты термообработки в режиме пневмотранспорта выводят из реактора и улавливают в циклоне, после чего часть из них сжигается в нижней зоне реактора, другую часть после обработки водой при перемешивании в отделении на вакуумфильтре применяют в процессе очистки сточной воды (3 ) .

Однако термообработка шлам-лигнина с содержанием сухих веществ 30-653 при .480-650оС, когда процессы испарения и формирования адсорбционных свойств продукта переработки происходят в псевдоожиженном слое инертного теплоносителя, сопровождается повышенными затратами тепла на испарения влаги, что, в свою очередь, тор" мозйт процессы выделения и окисления легко летучих компонентов щлам-лигнина, приводит к образованию продуктов их неполного окисления, например окиси углерода, которая препятствует развитию пористой структуры карбонизированного вещества, вследствие чего понижаются свойства продукта обработки.

Наличие в отходящих из реактора газах продуктов неполного окисления вызывает дополнительное загрязне"

we окружающей среды и требует дополнительного их улавливания.

Целью изобретения является повышение адсорбционных свойств продукта переработки при одновременном снижении загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки шламлигнина сульфатного или натронного производства целлюлозы или полуцеллюлозы, включающему концентрирование шлам-лигнина, подачу концентрата в реактор, термическую обработку концентрата в реакторе с образованием карбонизированного вещества и его промывку, концентрирование шлам-лигнина проводят с пористым адсорбентом при

80-100оС до содержания сухих .веществ

95-973, концентрат подают в реактор . путем его эжектирования, а термическую обработку проводят в присутствии окисного катализатора на основе мед" но-.хромовой шпинели.

При этом термическую обработку про водят при 400-700 С. . Концентрирование шлам-лигнина при

80-100 С в контакте с пористым адсорбентом обеспечивает практически полное удаление воды (содержание сухих веществ в концентрате 95-97i) с

3 10273 сохранением всей массы органического вещества (выделение легколетучих компонентов отхода начинается при температурах выше 105ОС); локализацию отдельных этапов термообработки (кон5 центрирования, выделения и окисления легколетучих) в различных аппаратах; утилизацию тепла экзотермических реакций на регенерацию повторно используемого адсорбента; подачу концентрата s реактор эжектированием. Последнее облегчает равномерное распределение концентрата в реакторе, быстрое и полное окисление интенсивно выделяющихся легколетучих и газообразных продуктов. 1 термообработки. непосредственно в ncesдоожиженном слое окисного катализатора.

Осуществление процесса термообра.ботки шлам-.лигнина в присутствии се20 лективного по отношению. к легколету" чим и газообразным продуктам окисного катализатора, кроме того, регулирует процесс формирования поверхности кар" бонизированного вещества, решает задачу ликвидации вредных газовых выбросов, что обеспечивает повышение адсорбционных свойств продукта переработки при одновременном снижении загрязнения окружающей среды.

На чертежЕ приведена схема, иллю- . зо стрирующая предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Шлам-лигнин влажностью 65-804 смешивают с адсорбентом - гранулированная у -оксиь алюминия с диаметром гранул 0,5-1,0 мм или алюмосиликат с теми же размерами гранул, нагретым до 80-100 С, в смесительном устройстве типа барабана 1 с перфорированной 4О нижней частью (диаметр отверстий

0,4 мм). После контактирования с адсорбентом в течение 5-10 мин до содержания сухих веществ 95-97 концентрат отделяют от адсорбента через перфорированную часть барабана.

Регенерацию адсорбента проводят в верхней зоне реактора 2, куда -его загружают через шлюзовой питатель 3. При 100-200 С происходит испарение влаги, >О

О накопленной . адсорбентом. Отре генерированный адсорбент выгружают шлюзовым питателем 3 и вновь направляют на . сушку.

Концентрат потоком воздуха через 55 .эжектор 4 направляют в нижнюю зону . реактора 2, в которой в псевдоожижен" ном состоянии находятся грачулы сфе08 4 рического катализатора с диаметром 2-4 мм, где происходит его термичес- кая обработка при 400-700 С, с образованием карбонизированного вещества.

Процессы дальнейшего развития порис.той структуры карбониэированного ве" щества происходят во всем объеме ре" актора. Карбонизированное вещество отделяют от газообразных продуктов полного окисления в циклоне 5. Парогазовую смесь c температурой 70-120ОС направляют на конденсацию и утилизацию тепла, а продукт переработки после промывки водой в емкости 6 и от-, деления на вакуум-фильтре .7 используют в процессах очистки сточной воды.

Пример 1. 100 г шлам-лигни-. на натронного производства полуцеллюлозы Иайкопского ЦКЗ, полученного на.стендовой установке, влажностью

65 ь концентрируют с пористым адсорбентом при 80оС до содержания сухих веществ 953. Затеи концентрат подают на термическую обработку в кварцевый реактор с виброкипящим слоем сферического окисного катализатора на основе медно-хромовой шпинели с диаметром гранул 2-3 мм. Температуру в реакторе 400 С:поддерживают за счет внешнего обогрева. Через реактор пропускают воздух с объемной скоростью

30000 ч ". Время контакта с катализатором 3 мин.

Данные о степени обгара и удельной поверхности полученного карбонизированного вещества, определяемые по методу десорбции аргона на хрома:,тографической установке, приведены в таблице.

Полученным продуктом в количестве 10 г/л обрабатывают щелокосодержащую сточную воду цветностью 3150о и

ХПК " 1580 мг О>/л, приготовленную разбавлением черного щелока натронного производства полуцеллюлоэы Майкопского ЦКЗ, при перемешивании в течение

1,5 ч, а также в варианте адсорбционно"химической очистки одновременно с продуктом переработки добавляют 1/2 оптимальной дозы коагулянта - сернокислого алюминия. Эффекты обесцвечивания и снижения ХНК сточных вод показаны в таблице.

Пример Z. В условиях примера Т перерабатывают при 700 С 100 г шлам-лигнина натронного производства полуцеллюлозы влажностью 80, концентрированного при 100оС до содержания сухих веществ 973. Показатели

1027308 качества продукта переработки приведены в таблице. Образующийся в условиях примера 2 продукт переработки испытывают на эФфективность применения его для обработки аналогичных при- 5 меру 1 сточных вод при тех же условиях.

Пример 3. В условиях, аналогичных примеру 1, проводят переработ- . ку шлам-лигнина сульфатного производ ства целлюлозы Байкальского ЦБК, имеющего те же исходные показатели. Очистке подвергают модельную щелокосодержащую сточную воду сульфатного производства целлюлозы, приготовленную раз-1 бавлением щелока сульфатного производства цветностью 3200о ПКШ, ХПК1600 мг 02/л при тех же условиях. Данные, характеризующие продукт переработки, приведены в таблице. 2О

Пример A. В условиях, анало. гичных примеру 2, проводят переработб ку шлам-лигнина сульфатного производства целлюлозы, имеющего те же исходные показатели, Характеристика продукта переработки дана в таблице.

Пример 5. 100 r шлам-лигнина натронного производства полуцеллюлозы влажностью 753 концентрируют с адсорбентом при 90 С до содержания сухих веществ 963, подают в кварцевый реактор с виброкипящим слоем инертного теплоносителя (песок ) и проводят термическую обработку при 700ОC в условиях, аналогичных примеру 1. Продукт переработки испытывают на очистку сточных вод в тех же условиях.

Пример б, Аналогично примеру 5 перерабатывают шлам-лигнин сульфатного производства целлюлозы, имеющего те же показатели. Эффекты очистки сточных вод продуктом переработки ,определяют в условиях примера 2 (см. таблицу) ..

>027308

) 1 дд

l " I

1 hC I

1 C 1

1 X 1 о ) с

I 1

1 д Р

I 1

I + I

1. ° 1

1 ))I I

I K l

1 V I ! Е 1

f 8 I

1. 1

I .) 1

I

I

e х о (1

l

Щ

) )С

) V э ф 1

Ю

Ю

Ф о

Ф оъ

Л аА «Ф

° 1 Ю о Ф

CO )"Ъ л

X х

1 а о

) .О

I X

I. йУ ! .!О I CL 1 О о

iо CO л .о.

° »

) 3 о

1 E)"

1 l5

). х и

О б X!

I

ОЪ

° \

Ю аА.

° Ф 1О

Ф Ф ел л

Яф

1

I !

I

1

I

1

1.

I.

I.

I..1

I

З 1

Ы 1 .)EI t ф 1

CL I ф 1

Щ

1» 1

3ьв 1

CK 1 х

)

1 о а

М

1"

X

Ф

)е

CL

1

1

I !

I

1

1

1

1

Ю о

)Ч CFI

0h

I

I

1! 4

1

1

I

I а

I С»

I

1 . д) а

1)РВ

О 11 V Д

1 С )EE о а

1

1

) !

1

) !

1

I е I >. !

Г

I ) .1 )

1 l

1 )EI. l

1 )C.I! 1-1

) V. I

1 . Ф 1

l EO l

1 а )

1 О I

1. V 1 .1 11

1 1

1 дд 1

1 )

l в)

) hC 1 CO eI.) 1

) х сэ. !Ч

1 1 ) . an

) «1 . ю

1 ° 1

).e 1 )Ч и I

1 О сО 1 Ю 1 %О

l 8 I

1 .3 в

X Ю .1

Ф CL 1

Ф д Р

1.CFl 1 е

CI 1.

)О

1

1

4Ч I в

«4!

I. 1

an а

ОЪ 1

I m l

)Ч а» ) I.

I.,) 1

I

) I

ФО 1

CO I....

) 1

1 .1

Ф \ 4 Ъ ) 1

1

an сД ) 1

l. 1

1

X 1

З.. 1

1» . 1

1027368

Составитель А.Ионосов

Редактор А.Шандор Техред В.Далекорей Корректор С.Шекмар

Ю Ю ЮРФФЮЮЮЙВф ЮЮ ФФ В юма ев еа М

Заказ Мб87/33 Тираж .384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

)13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. юююювюамаэюа

Филиал ППП патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Йз таблицы видно, что продукт переработки алаи-лигнина сульфатного или натронного производства целлюлозы или полуцеллелоэы, полученный предлагаемым способом имеет адсорбционные свой" ства, значительно превышакнцие свойства продукта, полученного известным способом. Кроме того, предлагаемый способ переработкишлам-лигнина обеспечивает снижение загрязнения окружающей средь