Способ регенерации химикатов из парогазовых выбросов сульфатного производства целлюлозы

 

Использование: при регенерации черных щелоков в содорегенерационных котлоагрегатах. Сущность изобретения: парогазовые выбросы из растворителя плава охлаждают водой одновременно с обработкой их промывкой жидкостью в одном аппарате - скруббере-утилизаторе. В качестве промывной жидкости используют белый щелок с концентрацией NaOH 7-22 г/л. 1 табл.

Изобретение относится к способу регенерации химикатов из парогазовых выбросов растворителя плава сульфатного производства целлюлозы и может быть использовано при регенерации черных щелоков в содорегенерационных котлоагрегатах.

Известен способ регенерации паровоздушных выбросов щелочной варки целлюлозы, включающий охлаждение и обработку паровоздушных выбросов щелочной варки конденсатом водяных паров и последующего возврата конденсата в растворитель плава [1] Известный способ позволяет повысить способ регенерации паровоздушных выбросов (степень улавливания пылевых частиц составляет от 95 до 99,2%), но не обеспечивает улавливание сероводорода.

Известен способ регенерации паровоздушных выбросов щелочной варки целлюлозы, включающий охлаждение и обработку паровоздушных выбросов щелочной варки целлюлозы путем трехстадийного контакта паровоздушных выбросов щелочной варки и промывочной жидкости [2] При этом в качестве охлаждающего агента, выполняющего роль промывочной жидкости, используют белый щелок.

Известный способ позволяет достигать высокой степени извлечения химикатов из паровоздушных выбросов.

Однако он громоздок, так как степень извлечения требует 2 и более стадии промывки (обработки) паровоздушных выбросов, Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации химикатов из парогазовых выбросов сульфатного производства целлюлозы, включающий охлаждение парогазовых выбросов из растворителя плава водой, обработку их промывной жидкостью и возвращение отработанной промывной жидкости в растворитель плава [3] При этом в качестве промывкой жидкости используют смесь конденсата и зеленого щелока при соотношении конденсата и зеленого щелока от 10:1 до 20: 1, т. е. процесс осуществляется при pH карбонат бикарбонатного раствора 8,5-9,5. Процесс осуществляют последовательно в двух аппаратах сначала ведут охлаждение в газожидкостном теплообменнике, а затем направляют на доочистку в струйный газопромыватель (промывку).

Известный способ позволяет достичь эффективности улавливания сероводорода от 98,0 до 99,3% Однако такой способ не обеспечивает высокой надежности работы оборудования из-за отложения солей кальция, присутствующих в улавливаемых пылевых частицах, на внутренних металлических поверхностях трубопроводов, форсунок и насосов системы промывки. Это имеет место вследствие низкого pH используемой промывной жидкости.

Кроме того, в определенных случаях достигаемая в этом способе довольно высокая эффективность улавливания сероводорода в экологическом отношении является недостаточной.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является упрощение технологического процесса за счет обеспечения возможности осуществления его в одном аппарате при одновременном повышении эффективности улавливания сероводорода, сохранении степени улавливания пылевых частиц и повышении надежности работы оборудования.

Новый технический результат достигается тем, что в способе регенерации химикатов из парогазовых выбросов сульфатного производства целлюлозы, включающем охлаждение парогазовых выбросов из растворителя плава водой, обработку их промывной жидкостью и возвращение отработанной жидкости в растворитель плава, согласно изобретению, обработку промывкой жидкости проводят совместно с охлаждением водой парогазовых выбросов, при этом в качестве промывной жидкости используют белый щелок с концентрацией NaOH 7-22 г/л (pH 11,0-12,5).

Особенность парогазовых выбросов из растворителя плава является их неравновесность. Порциональное давление H₂S над частичками пыли, содержащей сульфид, больше, чем в газах, поэтому при повышении степени улавливания частиц предотвращается выделение H₂S в газовую среду и, следовательно, степень регенерации H₂S и химикатов в целом.

Необходимость присутствия щелочи в промывной жидкости связана с необходимостью смещения равновесия H₂S, содержащегося в содовых частичках, в сторону жидкости. При увеличении концентрации солей в промывной жидкости снижается степень очистки парогазов вследствие каплеуноса, всегда присутствующего при промывке газов.

По этим причинам с увеличением концентрации NaOH, используемого для промывки слабого белого щелока, в котором он всегда содержится, в наших опытах концентрация H₂S после промывки снижается до минимума при концентрации NaOH>7 г/л (pH 11), а концентрация пылевых частиц при концентрации NaOH>22 г/л (pH 12,5) начинает возрастать. Этот диапазон концентрации каустика, присутствующего в промывной жидкости, нами был установлен как оптимальный при реализации данного способа.

Авторами установлено, что при совместном охлаждении парогазов теплообменником, отделенным от промывной жидкости водяным теплоотводящим контуром, и промывке щелочным раствором, возрастает интенсивность объемной конденсации в результате ударов капель как к непосредственному осаждению частиц на осаждаемую поверхность, так и к укреплению легкодисперсной фракции частиц и их инерционному улавливанию каплями промывного раствора.

Повышение эффективности улавливания частиц промывным раствором, содержащим достаточное количество каустика, приводит к повышению эффективности улавливания сероводорода, и снижению его концентрации на выходе, после промывки. Поскольку частицы пыли в парогазах растворителя плава содержат значительное количество карбоната натрия, то количество каустика в промывной жидкости может быть меньшим, чем бы требовалось улавливать сероводород из газов непосредственно.

Процесс осуществляют в скруббере-утилизаторе, преимущественно в устройствах подобных аппарату, описанному в SU, патенте N 1527455, кл. F 23 J 15/00, при этом предпочтительно располагать используемый аппарат предельного близкого к растворителю плава для предотвращения выделения сероводорода в газовую среду.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Способ решенерации химикатов из парогазовых выбросов сульфатного производства целлюлозы осуществляют в скруббере-теплоутилизатора путем подачи парогазовых выбросов из растворителя плава содорегенерационного котлоагрегата производительностью 720 т абсолютно сухого вещества в сутки в количестве 20000 м³/ч при рабочих условиях: влажности 70% запыленности 4 г/нм³ сухого газа и концентрации сероводорода 0,32 г/нм³ сухого газа. Туда же подают промывную жидкость белый щелок с концентрацией 7 г/л в количестве 3 л/м³ (pH= 11). Температура (начальная) хладагента в сруббере-теплоутилизаторе 10^oC. Конденсат, образовавшийся при охлаждении парогазовых выбросов, вместе с отработанной промывкой жидкостью возвращают в растворитель плава.

В таблице представлены режим в различных вариантах осуществления способа (примеры 1, 2, 3), а также пример по прототипу. Степень улавливания сероводорода, а также пылевых частиц представлена в таблице.

Анализ таблицы показывает, что предлагаемый способ позволяет снизить выбросы сероводорода с 0,32 до 0,0011-0,0018 г/м², т.е. эффективность улавливания сероводорода возрастает до 99,7% тогда как в известном способе выброс составляет 0,002-0,006 г/м³, а максимальная эффективность улавливания 99,3% При этом степень улавливания пылевых частиц остается на том же уровне.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет увеличить надежность работы оборудования по причине предотвращения отложения солей кальция на внутренних металлических поверхностях трубопроводов, форсунок и насосов системы промывки, и, следовательно, меньшему их износу. Способ обеспечивает также упрощение технологии, так как осуществляется в одном аппарате при высокой эффективности процесса.

Формула изобретения

Способ регенерации химикатов из парогазовых выбросов сульфатного производства целлюлозы, включающий охлаждение парогазовых выбросов из растворителя плава водой, обработку их промывной жидкостью и возвращение отработанной промывной жидкости в растворитель плава, отличающийся тем, что обработку промывной жидкостью проводят совместно с охлаждением водой парогазовых выбросов, при этом в качестве промывной жидкости используют белый щелок с концентрацией NaOH 7 22 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1