Способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ, o .. < 1825748

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160879 (23) 2809200/29-12 (51}М. Кл. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

D 21 С 11/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3004.81 Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 300481 (53} УДК 676. 11. 782, .4(088.8) (.>)

Ленинградский технологический целлюлозно-бумажной пролыаленности

7f) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ХИМИКАТОВ СУЛЬФАТНОГО

ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и касается регенерации химикатов из дымовых газов от сжигания черного щелока в содорегенерационном котлоагрегате (CPKA) .

По тех ноло гни прои з в од ст в а сул ьфатной целлюлозы черный щелок отделяют от сваренной целлюлозной массы в процессе многоступенчатой промывки целлюлозы, подвергают упариванию (в некоторых случаях с предварительной фильтрацией от волокна и окислением щелока), затем вводят сульфат натрия для восполнения потерь химикатов и сжигают. В CPKA органическая часть сухого вещества черного щелока сгорает до простейших продуктов (двуокиси углерода и. воды), а минеральная часть образует плав, который растворяют сла-20 бым щелоком и уже в виде зеленого щелока направляют на каустиэацию. Дымовые газы, образующиеся в процессе сжигания черного щелока, уносят с собой из топки CPKA часть химикатов в виде минеральных солей и газообразных соединений серы (1).

Известен способ регенерации химикатов сульфатного производства целлю- 30 лозы, согласно которому минеральные соли в виде пылевых частиц отделяют от дымовых газов, преимущественно в электрофильтрах или пылеулавливающей аппаратуре другого типа, а оставшиеся газообразные соединения серы, такие как двуокись серы, сероводород, метил = меркаптан абсорбируют нейтральными или . щелочными поглотительными растворами, что приводит к понижению кислотности растворов. Для поддержания значений рН поглотительного раствора на необходимом уровне в качестве подщелачивающих реагентов используют каустическую соду, белый щелок, зеленый щелок, активизированный:щелочью карбонат или сульфид. Избыток поглотительного раствора вместе с уловленными химикатами направляют в один иэ щелоковых потоков сульфатного производства, тем самым пополняя потери химикатов в основном технологическом цикле (2).

Однако при наличии сульфида в поглотительном растворе во время обработки дымовых газов происходит их вторичное загрязнение в реэультате десорбции сероводорода, так как двуокись углерода вступает с сульфидом в

825748 химическую реакцию согласно уравнению

Na> S + СО + Н 0 = Na

Най более близ кйм к прецлагаемому является способ регенерации химикатов из дымовых газов от сжигания черного щелока, согласно которому двуокись серы абсорбируют иэ предварительно очищенных от пылевых частил дымовых газов СРКА с образованием подскрубберчой жидкости, имеющей рН 4-6. Под крубберную жицкос .ть подщелачивают белым щелоком при его концентрации 70-120 г/л в ед. МадО до рН 6-7 в течение 2-30 мин, включая выдерживание полученного в результате подщелачивания поглотительного раствора. 11осле этого поглотительный раствор используют для абсорбции соединений серы из дымовых газов СРКА.

Десорбцию сероводорода из поглотительчого раствора при контакте с дымовыми 20 газами, а следовательно, и дополнительные потери химикатов сокращают путем перевода сульфида, гоступаю 1его с белым щелоком при подщелачинании, в другие устойчивые нелетучие соеди- 25 кения серы за счет взаимодейс.,вия егс с сульфиioM лодскрубберной жидкости (3! .

Однако недостатком известного способа является низкая степень регенерации химикатов иэ-за частичнои десорбции сероводорода. Поэтому,цля повышения степени регенерации необходим контроль за условиями проведения процесса и требуется значительная выдержка поглотительного раствора,,полу чаемого при подщелачивании подскрубберной жидкости, что влечет за собой установку дополнительного оборудования и унеличение производственных площадей. 40

Цель изобретения — повышение сте— пени регенерации и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем абсорбцию 45 двуокиси серы иэ предварительно очик1енных от пылевых частиц дымовых газов содорегенерационного котлоагрегата с образованием подскрубберной жидкости, имеющей рН 4-6, подщелачивание щ подскрубберной жидкости белым щелоком и последующую абсорбцию соединений

cepbl поглотительным рВсТВороМ полученным в результате подщелачивания, подщелачивание подскрубберной жидкости проводят при концентрации белого щелока 15-30 г/л в ед. Na 0 в течение 10-50 с, включая выдержку.

При этом подщелачивание осущестнляют до рН 6,2-8,0.

Как показали исследования, взаимо- 60 действие между сульфидом слабого teлогG щелока и сульфидом подскрубберной жидкости в области pFI 6,2-8,0 происходит в течение нескольких секунд. 11ричем компонентный состав об- 65 разующего в результате подщелачивания поглотительного раствора не меняется при часовом выдерживании, что указывает на постоянство реакционной способности поглотительного раствора.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа регенерации химикатов за счет создания благоприятных условий для быстрого поевращения сульбида белого щелока устраняется влияние временного фактора при подщелачивании, что обеспечивает большую надежность пооцесса. Кроме того, сокращение десорбции сероводорода из поглотительного раствора уменьшает количество загрязнений, поступающих в атмосферу.

Предлагаемый способ регенерации химикатов осуществляют следующим образом.

Пымовые газы от сжигания черного щелока после предварительной очистки от пылевых частиц в злектрофильтрах или пылеулавливающей аппаратуре другого типа обрабатывают щелочным раствором в скруббере. B результате многократной циокуляции щелочного рас=вора и абсорбции им кислых газообразных соединений, в том числе двуоки -.и серы, значения рН раствора постепенно снижаются. Цля подщелачивания подскиуббер-! oA IKII xoc EE H поддержания значений рН поглотительного раствора в пределах 6,2-8,0 в подскрубберную жидкость перед насосом вводят белый елок при его концентрации

15-30 г/л в ед. Na О . После насоса

2 большую часть поглотитель ного раст вора подают в скруббер на орошение для абсорбцич соединений серы из дымовых газов. Избыточный поглотительный раствор, объем которого зависит от расхода подщелачивающего слабого белого щелока, поступает в щелоковый поток основного производства.

Ниже приводятся примеры конкретного выпслне1.ия предлагаемого способа регенерации.

В примере 1 иллюстрируется осуществление способа н производственных усгонияу

В примере 2. показаны результаты моделирования процесса подготовки поглотительного раствора н лаборатории, т.е. условий, благоприятных для перехода сульфида в другие устойчивые соединения серы по известному и предлагаемому способах.

Пример 1. Дымовые газы в объеме 147х10 э м /ч, полученные от сжигания черного щелока сульфатного производства в СРКА, подают в электрофильтр, а затем в полый скруббер фирмы КЧВ, где тепло передается по-лотительному раствору и газы одновременно очищаются от днуокиси серы и сероводорода. Состав дымовых газов

825748

Белый щелок

Подскрубберная жидкость

Щелочность

r/л в ед. Ма О

Концентрация

Иа Б, г/л в ед. S рН рН

Щелочность г/л в ед.

Na О

Концентрация

N S г/л в ед. S

Шелочность г/л в ед.

Na O рН

0,62

0,76

7,9

25,4

7 5

0,68

0,33

0,27

О, 32

0,31

0,0

12,6

12,5

12,4

12,3

12,2

7,4

6,6

0,72

0,90

0,96

25,0

20,5

20,3

20,6

7,3

7,0

6,6

0,47

0,40

0,50

0,0

0,0

0,0

6,3

6,0

0,85

6,5

0,37

0,0

Белый щелок

Щелоч иост ь подскруб берной жидкости г/л в ед.

Na2O

Время подго товки раствора, с

Концентрация

Na

Щелочност ь г/л в ед.

) )апО

Концент рация

))а Б, г/л в ед. S рН

Щелочно ст ь г/л в ед.

))а О рН

Опыт

Известный

1 10,85

10,9 10

10,9 50

13, 5.

79, 58

13,5 79,58

13,5 79,58

10, 85

10,80

10,80

0,75

8,0 20,3

10,9

13,5

10,9 . 50

79,58 перед скруббером: двуокись серы

0,08-0, 75 г/нормальный м З сухого газа, сероводород 0,0-0,08 г/нормальный м сухого газа, двуокись углерода 8,0-10,2 об. %, кислород 9,514 об. Ъ и пылевые частицы. Расход поглотительного раствора, значения рН которого изменяются в пределах

6, 5-7,9, составляет 500-600 м 9/ч.

Количество подщелачивающего слабого щелока при его концентрации 20,325, 4 г/л в ед. Na

1,8 до 2,0 мэ/ч.

Таким образом, эффективность очистки дымовых газов в скруббере составляет 99,0-100 Ъ для двуокиси серы, при этом вторичного загрязнения дымовых газов серозодородом после контак-35 та с поглотительным раствором не наблюдается.

Ч р и м е р 2. В лаборатории полу- . чают растворы, имитирующие белый щелок и подскрубберную жидкость, приго- + товленные на основе крепкого белого щелока (по известному способу) и слабого белого щелока (по предлагаемому способу) .

Подскрубберную жидкость готовят 45 насыщением щелочи соответствующей

В табл. 1 прнвецены результаты анализов поглотительного раствора, подскрубберной жидкости и белого щелока, которые свидетельствуют об отсутствии сульфида натрия в поглотительном растворе после подщелачивания.

Дымовые газы на выходе из скрубг ра содержат: двуокись серы 0,0-0,00 г/нормальный м сухого газа, серово дород 0,0-0,003 г/нормальный м сухого газа, а также двуокись углерод и кислород.

Т а б л и ц а

Поглотит ельный раствор концентрации двуокисью серы,как ос новного кислого компонента, определяющего кислотность среды. Белые щелока содержат едкий натр и сульфид натрия и соответствуют показателям производственных щелоков. Приготовленные таким образом подскрубберную жидкость и белый щелок смешивают в реакторе. Реакционную смесь, подобную поглотительному раствору, анализируют на содержанке сульАида натрия, так как от этого компонента зависит интенcHBHocTb десорбции сероводорода, что определяет величину потерь химикатов.

В табл. 2 представлены результаты анализа растворов, полученных по известному и предлагаемому способу.

Таблиц а 2

Поглотительный раствор

6,2 )5,02 0,012

6, 2 15,02 0,0)0

8,0 20,3 0,70

825748

Продолжение табл. 2

Щелочность подскрубберной жидкости, г/л в ед.

Ма О

Белый щелок

Поглотительный раствор

Время подго, товки раствора, с

Концент рация

NaaS, г/л в ед ° 5 рН

Щелоч нос.ть г/л в ед. йа О

Щелочность, г/л в ед.

Naд0 рН

Концентрация йа 5 г/л в ед. 5

Опыт предлагаеммй

6,2

11,8 15 01

11,8 15,01

1,32 10

1,32 50

1,53

0,000

0i000

1,02

1,53

6,2

1,02

0,005

О, 001

2,14

2,14

8,0

8,0

15,01

15,01

1,32 10

1 32 50

0,95

0,95

l1,8

11,8

0,000

0,000

0,008

0,002

2,56 10

2,56 50

3,05

6,2

12,45 29,88

12,45 29,88

2,70

3 05

6,2

2,70

3,54

3,54

8,0

8,0

2,56 10

2,56 50

29,88

29,88

2,58

2,58

12,45

12,48

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 2306/16

Тираж

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В опытах 1-4, проведенных по известному способу, для подщелачивания используют белый щелок с концентрацией 79,58 г/л в ед. Na>O. В опытах

5-12, проведенных по предлагаемому способу, для подщелачивания используют белый щелок с концентрацией 15,01 и 29,88 г/л в ед. Ма20. Поглотительные растворы имеют значения рН 6,28,0.

Результаты, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о том, что при подготовке поглотительного раствора по предлагаемому способу через 10-50 с концентрация сульфида натрия составляет 0,000-0,008 г/л в ед. 8, а 40 концентрация его в поглотительном растворе, приготовленном по известному способу, к этому же времени составляет 0,01-0,75 г/л в ед. Л °

Это количество сульфида может быть 45 источником сероводорода при подаче такого раствора в скруббер на орошение. Так, при 100%-ной десорбции сероводорода из этого раствора (удельный расход поглотительного раствора 1 л/- ()

J нормальный мэ сухого газа) концентрация сероводорода в газах составляет 0,00-0,0085 г/нормальный м сухого газа(no предлагаемому способу) и 0,011-0,8 г/нормальный м сухоro ra-(55

Э за (по известному способу), что в пересчете на сульфат натрия составляет

0,0-0,2 кг/т целлюлозы и 0,3-19,9 кг/т целлюлозы соответственно.

Таким образом,, степень регенерации химикатов повышается на 0,034- 6()

12,7% по сравнению с известным способом.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования способа регенерации химикатов для предприятия производительностью 250,0 тыс. т целлюлозы за счет сокращения потерь химикатов составляет 177,8 тыс. р„ в год.

1. Способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы путем двуокиси серы из предварительно очищенных. от пылевых частиц дымовых газов содорегенерационного котлоагрегата с образованием подскрубберной жидкости, имеющей рН 4-6,подщелачивания подскрубберной жидкости белым щелоком с последующей абсорбцией соединений серы поглотительным раствором, полученным в результате подщелачивания. отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации и интенсификации процесса, подщелачивание подскрубберной жидкости проводят при концентрации белого щелока

15-30 г/л в ед. Na<0 в течение 10-50 с.

2. Способпоп. 1, отличающ и и е я тем, что подшелачивание осуществляют до рН 6,2-8,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l, Непин Ю.Н. Технология целлюлозы. N. Гослесбумиздат, 1963, с. 382-494.

2. Патент США Р 3532595, кл. 162-47, опублик. 1970.

3. Патент США 9 3842160, кл. 423-242, опублик. 1974(прототип).

407 Подписное