Способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно- целлюлозного производства

 

Cases Советских

Сецнаинстичесиих

Рес убиии

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 927876 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06.08.80 (21} 2973133/29-12 с присоединением заявки М— (23 ) П рыоритет (5) ) М. Кл.

О 21 С 11/06

Ale JAo(scT%IINbN ввивтат

CCCP! ае ааяаи изобретения в етарытий

ОпУблииоваио 15.05 82. Бюллетень,(чЬ 18 (5З) УДК 676.11. .082.4 (088.8) Дата опубликовании описания 15.05.82

Н. К. Дерманов, А. И. Торф, А. В. Науь1ов, Н. Н. Кундо, М. Г. Швабский и В. С. Соболев. (72) Авторы изобретения

Ленинградский технологический институ целлюлозно-бумажной промышленности и Ленинградский филип Государственного института по проектированию газоочистительных сооружений Тицрогазоочистка" (71 ) Заявители (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ХИМИКАТОВ ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

СУЛЬФАТНΠ— ЦЕЛЛ10ЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к технологии pere рации химикатов иэ промышленных отходов, в частности к технике извлечения серосодержащих соединений из газовых выбросов, и при очистке дымовых газов содо- и известерегене1 рационных агрегатов сульфатно-целлюлозного производства.

Известен способ регенерации каустизационного шлама известерегенерацйонных печей сульфатно-целлюлозного производства. включающий обжиг шлама, двухступенчатую промывку дымовых газов циркулирующей орошающей жидкостью с улавливанием пылевых частиц на первой ступени и улавливанием сероводорода на второй ступени суспензией гидроокиси кальция, полученной при улавливании пылевых частиц, осветление подскруббернои жидкости и возвращение уловленной пыли на обжиг (т ) ..

Недостатком известного способа является низкая степень очистки дымовых газов от сероводорода, равная 65%, обусловленная увеличением в поглотительном растворе концентра- ции ионов сульфнда н снижением значения рН раствора вследствие поглощения большого количества углекислого газа, присутствующего в дымовых газах. В результате быстро наступает равновесие между парциальным давлением сероводорода над поглотительным раствором и парциальиым давлением сероводорода в дымовых газах, вследствие чего эффективность абсорбции резко снижается.

Наиболее близким к изобретению является способ регенеращии химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства путем обработки и окисления уловленных серосодержащих соединений в поглотительном растворе в присутствии растворенных в нем катализаторов кислородом воздуха (2).

В результате окисления легколетучие соеди-. нения — сероводород и метилмеркаптан— переводятся в нелетучие (или малолетучие) соединения — тиосульфат (или сульфат) натрия к диметилансульфид. Это приводит к резкому снижению равновесных концентраций серосодержащих соединений над поглотительным раствором и увеличению эффективности абсорбции.

927876

Согласно известному способу в качестве катализаторов используют окислы переходных металлов: железа, кобальта; никеля или меди.

Отработанный раствор катализатора разделяют на два потока. Один поток возвращают в си-! стему циркуляции, второй с целью регенерации уловленных сернистых соединений напраь ляют на приготовление варочного щелока.

Степень очистки сероводорода при содержании углекислого газа в дымовых газах, рав- 16 иом 9,5%, не превышает 95%.

Этот .способ характеризуется недостаточно высокой степенью очистки сероводорода при

1 значительно высоком содержании двуокиси углерода в дымовых газах. 15

Известно, что каталитическая активность натриевых солей сульфоорталоцианинов кобальта при окислении соединений сульфидной серы на

1,5 — 2,0 порядка превышает активность окислов железа, меди и друтих переходных металлов. Од- у0 пако использованию указанных высокоактивных катализаторов в процессах улавливания серосодержашнх газов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства препятствуют возможность неуправляемого воздействия этих катализаторов на ход основного технологического процесса.

Цель изобретения — повышение степени регенерации серосодержаших соединений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства путем обработки предварительно очищенных от ныли газов циркулирующим щелочным раствором в присутствии окисли3$ тельного катализатора с последующим разделением отработанного раствора на два потока, первый из которых возвращают в систему циркуляции щелочного раствора, а второй подают на приготовление варочного щелока, в качестве катализатора используют0,01—

0,05%-ный щелочной раствор натрневых солей сульфопроизводных фталоцианина кобальта, а из второго потока перед подачей его на приготовление варочного щелока отделяют катализатор обработкой этого потока окисью

4S кальция, В результате обработки отработанного поглотительного раствора окисью кальция происходит связывание и осаждение сульфопроизводных фталоцианина кобальта путем перевода их легко растворимых натриевых солей в труднорастворимые кальциевые соли.

Концентрация катализатора в циркулирующем растворе менее 0,01% не обеспечивает необходимой степени очистки дымовых газов S5. от сероводорода, а концентрация катализатора более 0,5% приводит к неоправданию завьппенному его расходу. Оптимальная концентрация

) катализатора в поглотительном растворе состав ляет 0,025%.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Дымовые газы, выделяющиеся в процессе регенерации химикатов сульфатно-целлюлозного производства, после удаления иэ них пылевых частиц на I ступени в скруббере 1 транспортируют вентилятором 2 íà II ступень для извлечения серосодержащих газов, Улавливание серосодержащих газов осуществляют в абсорбере 3, для орошения которого используют щелочной, например содовый раствор. Для увеличения эффективности поглощения серосодержащих газов в щелочной раствор

I вводят окислительный катализатор — натриевые соли" сульфонроизводных фталоцианина кобальта, например дисульфофталоцианин кобальта. Содовый раствор катализатора готовят в баке-меринке 4 путем загрузки в него порошкообразного катализатора и закачки содового раствора из отделения каустизации.

В абсорбере 3 происходит поглощение серосодержащих газообразных компонентов и одновременное окисление их под действием кислорода, содержащего в дымовых газах, и окислительного катализатора, растворенного в орошающем растворе.

Газожндкостная смесь иэ абсорбера поступает в каплеуловитель 5 для отделения очищенных газов от отработанного поглотительного раствора. Очищенные дымовые газы после каплеуловнтеля выбрасывают в атмосферу или направляют в дымовую трубу для рассеивания. Отработанный поглотительный раствор, содержащий продукты окисления уловленных серосодержаших соединений — тиосульфат (или сульфат) натрия, разделяют на два потока, Основную часть отработанного поглотительного раствора насосом 6 вновь направляют на орошение абсорбера 3, т.е. система работает в режиме циркуляции, Часть отработанного поглотительного раствора пооядка 5%, 1 отводят из контура циркуляции и направляют в смеситель 7, в который добавляют окись кальция для связывания и осажд ния сульфопроиэводных фталоцианина кобальта. Полученную суспензию, содержащую содовый раствбр и осажденную кальцневу соль сульфофталоцианина кобальта с избытком гидроокиси кальция направляют на вакуум-фильтр 8. Фильтрат — содовый раствор с продуктами окисления уловленных сернистых соединений после вакуум-фильтра 8 подают в отделение каустизации для приготовления варочного щелока.

Осадок-кальциевую соль сульфофталоцианина кобальта с избытком гидроокиси кальция шламовым насосом направляют в известере енерационную печь 9 для термического разру. 927876 шения катализатора и последующего вывода продуктов его сжигания — сульфидов кобальта — из цикла производства с "черным шламом" в системе полировки белого щелока.

Пример. Дымовые газы, образующиеся при обжиге каустизационного шлама во вращающихся известерегенерационных печах после . удаления пылевых частиц на ступени пылеулавливания в количестве 1200 нм сухого газа на тонну целлюлозы и содержание

0,2 г/нм сухого газа сероводорода,0,72г/нм сухого газа сернистого ангидрида, 5,4 г/нм . сухого газа (25 об.%) двуокиси углерода, при 70 С подают в абсорбер, орошаемый циркулирующим содовым раствором, содержащим 25 мг/л дисульфофталоцианина кобальта (считая на основное вещество), т.е. концентрация солей в растворе катализатора составляет

0,025%.

Содовый раствор катализатора готовят в баке- меринке растворением порошкообраэного дисульфофталоцианина кобальта в 20%-ном (по весу) растворе кальцинированной соды.

Раствор катализатора в баке-мернике доводят до концентрации 0,500 г/л, считая на основное вещество, и подают в каплеуловитель для смешивания с циркулирующим раствором.

В результате непрерывной подпитки циркулирующего раствора свежим содовым раствором катализатора при рН 12,0 — 12,5 величину рН циркулирующего раствора поддерживают на уровне 9,3-9,8.

Циркулирующая жидкость в количестве

1,5 — 2,0 л/м" рабочего газа распыляется в форсунках до капель размером 500 — 800 мкм. На каплях происходит поглощение и одновремен. ное окисление серосодержащих газов с эффективностью 95%.

Газожидкостная смесь после струйного газопромывателя поступает в каплеуловитель, откуда очищенные газы, содержащие не более

0,01 г/м сухого сероводорода и 0,030 г/м сухого газа сернистого ангидрида выбрасываются в атмосферу.

Ъ

Отработанный поглотительный раствор в количестве 4,13 м на тонну целлюлозы вновь подают на орошение струйного газопромывателя, т.е. процесс ведут в режиме циркуляции.

Часть отработанного раствора в количестве

0,216 м на тонну целлюлозы подают в смеситель, куда для связывания и осаждения катализатора добавляют 7,6 кг на.тонну целлюлозы окиси кальция.

Образовавшуюся суспенэию, содержащую

26 г/и кальциевой соли сульфофталоцианина кобальта, 3,5 кг/м тиосульфата натрия, 0,7 xr/ì сульфата натрия, а также непрореа гировавшнй избыток окиси кальция и карбоната кальция направляют на вакуум-фильтр.

Фильтрат — содовый раствор с продуктами окисления серосодержащих газов (тиосульфатом и сульфатом натрия) направляют в отделение каустнзации на приготовление белых щелоков, осадок — кальциевую соль сульфофталоцианина кобальта с избытком;идроокиси кальция и карбоната кальция подают шламо10 вым насосом в иэвестерегенерационную печь на обжиг.

Неорганическую часть катализатора в виде сульфида кобальта в количестве 0,6 кг на тонну целлюлозы выводят с черным шламом из цикла производства.

Предлагаемый способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства позволяет повысить степень их очистки от сероводорода но сравнению с известным способом с 65 до 95% при содержании в дымовых газах значительных количеств двуокиси углерода (порядка 25%).

Использование изобретения позволит. уменьшить потери серы в производстве целлюлозы

2$ и существенно снизить загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

Способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства путем обработки предварительно очищенных от ныли газов циркулирующим щелочным раствором в присутствии окислительиого катализатора с последующим разделением отработанного раствора на два потока, первый иэ которых возвращают в систему циркуляции щелочного раствора, а второй под. ют на приготовле40 ние варочного щелока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,.с целью повышения степени регенерации серосодержащих соединений, в ка- ° честве катализатора используют 0,01 — 0,05%-ный щелочной раствор натриевых солей сульфолро4 иэводных фталоцианина кобальта, а из второго потока перед подачей его на приготовление варочного щелока отделяют катализатор обработкой этого потока окисью кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Торф А. И. и др. Очистка дымовых газов известерегенерационных печей в сулцфатно. целлюлоэном производстве. М., ВНИПИЭлеспром, 1978, с. 24-31. ээ 2. Патент СССР И 283097, кл. 0 21 С!1/Об, 1968 (прототип).

927876

Составитель А. Моносов

Техред М. Надь

Корректор М. Коста

Редактор Л. Алексеенко

Подписное

Тираж 401

ВНИИПИ Государственного комигета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3182/37

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