Способ приготовления варочного раствора для сульфитной варки древесины

 

(72) Авторы изобретеиия

Л.О.Иоффе и В.Н.Найдин

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной проььшленности (7! ) Заявитель (4 ) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВАРОЧНОГО РАСТВОРА

ДЛЯ СУЛЬфИТНОЙ ВАРКИ ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и мо.жет быть использовано при сульфитной варке целлюлозосодержащего сырья.

Приготовление варочного раствора для сульфитной варки заключается в . смешении свежих варочных растворов, так называемой сырой кислоты с перепускным щелоком и сдувочными газами, содержащими SOg при одновременной регенерации тепла сдувочных газов E1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления варочного раствора для сульфитной варки древесины, включающий отделение от сдувочных газов водного раствора SOy, содержащегося в отработанной варочной жидкости, конденсирование сдувочных газов с получением первичного жидкого SOg, абсорбирование несконденсированных сдувочных газов, смешение продукта адсорбции

2 с отделенным водным раствором SOrZ, десорбирование паром полученной смеси с отгонкой SO e виде газа, направляемого затем на смешение оо сдувочными газами, последующее смеше" ние полученного жидкого 50 с сырой башенной кислотой и перепускным щело. ком. При десорбировании смеси паром с отгонкой SO поддерживают такое же давление, как в варочном котле, т.е. 140-150о С (2 3.

Однако ведение процесса по иэ" вестному способу приводит к значительным потерям. серы.

Цель. изобретения - сокращение потерь серы.

Эта цель достигается тем, что сог ласно способу приготовления варочно" го раствора для сульфитной варки древесины, включающему отдаление от сдувочных газов водного раствора SOg, содержащегося в отработанной варочной жидкости, конденсирование сдувоч ных газов с получением первичного

3 9 жидкого SO, абсорбирование несконденсированных сдувочных газов, смешение продукта абсорбции с отделенным водным раствором SO@, десорбиро" вание паром полученной смеси, после. дующее смешение жидкого SO с сырой башенной кислотой и перепускным щелоком, после десорбирования полученный продукт конденсируют и полученный жидкий SO смешивают с первичным жидким 50, при этом конденсирование сдувочных газов проводят при температуре, превышающей 1емпературу выпадения кристаллогидрата

SOq Ha 0,1-5 С, и давлении, меньшем давления при варке на 0,020,1 МПа.

На чертеже представлена схема приготовления варочного раствора для сульфитной варки древесины по предлагаемому способу.

Согласно этой схеме от сдувочных газов в сепараторе 1 отделяют унесенные капли щелока, затем иэ сду вочных газов в теплообменнике 2 отделяют водный раствор SO<. Далее сдувочные газы направляют в теплообменник 3 на конденсацию, при этом их конденсирование проводят при температуре, превышающей температуру выпадения кристаллогидрата SOq на 0,1-5 С, и давлении, меньшем давления при варке на 0,02-0,1 МПа. Полученный первичный жидкий ЬО направляют в сепаратор 4 и далее в резервуар 5.

Несконденсировавшиеся сдувочные газы SO, сдувочные газы ни экого давления и избыточные газы иэ ре-, зервуара 5 абсорбируют в абсорбере

- 6, из которого затем насосом 7 через теплообменник 8 направляют в десорбер 9. В последний поступает и водный раствор SO@, отделенный в сепараторе 1. Полученную смесь десорбируют.

Иэ десорбера 9 полученный продукт - парогазовую смесь направляют 8 теплообменник 10 для конденсации воды, конденсат возвращается в десорбер 9, а несконденсированные газы поступают в обогатительную колонку 11, орошаемую конденсатом жидкого SO@ из теплообменника 12 и сепаратора 13 ° Сконденсировавшийся

S0 через сепаратор 13 собирают в емкости 14.

Полученный жидкий SOg из резервуаров 5 и 14 смешивают в регенерацион37582 ф

4а

5

1О

zo

2$ зо

35 ной емкости 15 с сырой башенной кислотой, перепускным щелоком и направляют на сульфитную варку древесины.

Экспериментально установлено, что равновесный коэффициент К конденсации 50 из сдувочных газов может быть рассчитан по уравнению

100-С

К=1 — --------, (1) (— — ).Г

Pq

Р1 где С вЂ” концентрация SO в сдувочных газах, ;

P - давление в системе конденсации SO, МПа;

Р1 - равновесное парциальное давление над жидким SOg npu выбранной температуре охлаждения газа, МПа.

Из уравнения 1 следует, что чем выше поддерживается давление Р и ниже давление Р, т.е. чем ниже температура охлаждения сдувочных газов, тем выше коэффициент К и меньше 50 участвует . в абсорбционнодесорбционном цикле, при котором расходуется пар. Из уравнения также следует, что конденсация SO> может иметь место только в том случае, когда Р >Р.1, поэтому конечную газовую сдувку из варочных котлов можно проводить только до давления Ð > Р . Минимальная величина давления P ограничена температурой

1 образования кристаллогидрата 50,, т е, 12 С.

При охлаждении сдувочных газов необходимо поддерживать минимальную температуру, не превышающую !2 С, о и максимально возможное давление на

0,02-0,1 МПа ниже рабочего давления в газовой фазе варочных котлов, при. чем при проведении конечной газовой сдувки в одном котле давление при конденсации SO g постепенно снижают так, чтобы оно оставалось на 0,020,1 МПа ниже давления в газовой фазе этого котла, но на 0,05- 0,2 МПа превышало парциальное давление SOg над жидким SO при температуре сжижения.

Перепад давления 0,02-0,1 МПа обус ловлен гидравлическим сопротивлением системы транспортировки газов через установку. Величина давления

0,05-0,2 МПа связана с наличием в сдувочных газах инертных газов, которые уносят с собой SO g при конденсации.

5 9375

Экспериментально установлено, что1 расход пара на десорбирование можно определить по формуле где W - количество сопутствующих

SO паров воды, кг; Иск- вес десорбируемого раствора, кг;

XH - начальная концентрация 10

SO в десорбируемом растворе,Ф;

Хк — конечная концентрация 50 в растворе после десорбции, 4: 15

d. — коэффициент, характеризующий относительную летучесть паров воды и SO над водным раствором SO .

Коэффициент ck уменьшается со снижением температуры десорбирования, поэтому при десорбировании SOq из его водного раствора температуру следует поддерживать минимальной.

При этом десорбирование ведут 25 при температуре, когда парциальное давление .воды равно или превышает общее давление конденсирования SOg, а давление должно быть на 0,02-0,2 МПа выше порциального давления SO< при зв минимально достижимой температуре конденсации.

Пример 1. Приготовление варочного раствора проводят по известному способу при следующих параметрах: концентрация SO в сдувочных газах 90, температура в теплообменнике для конденсации SO 20 С, давление при конденсации g, l МПа избыточное давление), концентрация SQ в десорбируемой жидкости 54, а после десорбции — 0,053, Начальная концентрация SO< в отработанном щелоке (8 м на тонну целлюлозы) в варочном котле перед конечной газовой сдувкой составляет 2,03 при температуре 150 С, при этом сдувки варочного котла до конечной газовой сдувки отсутствуют.

Количест во жидкого SO, образующееся при конечной газовой сдувке до давления 0,4 МПа; составляет

83 кг на тонну целлюлозы. В абсорбер поступает 77 кг SO на тонну целлюлозы. На десорбцию ЬО из этого

И раствора потребовалось затратить

85 кг пара на тонну целлюлозы.

Пример 2. Приготовление варочного раствора осуществляют по пред82 6 лагаемому способу при параметрах, указанных в примере 1, но давление конденсации при конечной сдувке постепенно снижают с 0,6 до 0,3 МПа (избыточное давление).

Десорбирование проводят при температуре конденсации .SO 15 С до ос- . о таточного содержания SO < 0,043 при давлении 0,3 МПа и температуре 130 С.

Количество жидкого SO, образующееся при конечной сдувке до давления 0,3 МПа (избыточное давление), составило 113 кг на тонну целлюлозы.

В абсорбер поступает 47 кг SOg на тонну целлюлозы. На аесоабиию SO g из этого раствора потребовалось затратить ч1 кг пара на тонну целлюлозы.

Пример 3. Приготовление варочного раствора! ведут по известному ( способу при параметрах, указанных в примере 1, но при этом до начала конечной сдувки со сдувками высокого давления удаляют 200 кг ЬО на тонну целлюлозы.

Количество жидкого SO@ образующееся из сдувочных газов, составило 264 кг на тонну целлюлозы..В абсорбер поступает 96 кг SO на тонну целлюлозы. На десорбцию SQ < из этого раствора потребовалось затратить 146 кг пара на тонну целлюлозы.

Пример 4. Приготовление варочного раствора ведут по предлагаемому способу при параметрах, указанных в примере 2, но при этом до начала конечной сдувки уходит со сдувками высокого давления 200 кг SOg на тонну целлюлозы.

Количество жидкого SOg образугнце еся на сдувочных газах, составляет

293 кг на тонну целлюлозы. В абсорбе поступает 67 кг 501 на тонну цел люлозы. На десорбцию 50 из этого раствора потребовалось затратить

59 кг пара на тонну целлюлозы.

Сопоставление данных по приготовлению варочного раствора по известно му (примеры 1 и 3) и предлагаемо способу (примеры 2 и 4) показывае что по предлагаемому способу при при готовлении варочного раствора потер серы снизились в 1,5-2 раза за счет уменьшения объема десорбируемой жидкости и абсолютной величины остаточ ного содержания SQ@ после десорбиро. вания, а расход пара на десорбирование уменьшился в 2,0-2,5 раза.

9375

Составитель А.Моносов

Техред И. Гайду Корректор Г.Огар

Редактор Н.Егорова

Заказ 4393/38 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Формула изобретения

Способ приготовления варочного раствора для сульфитной варки древесины, включающий отделение от сдувочных газов водного раствора SOg, содержащегося в отработанной варочной жидкости, конденсирование сдувочных газов с получением первичного жидкого SO@, абсорбирование несконденсированных сдувочных газов сме- в шения продукта абсорбции с отделением водным раствором SO@, десорбирование паром полученной смеси, последующее смешение жидкого SOq с сырой башенной кислотой и перепускным щелоком; отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь серы, после десорбирования полученный про82 8 ду кт конде нси руют и полученный жидкий SOq смешивают с первичным жидким 502, при этом конденсирование сдувочных газов проводят при температуре, превышающей температуру выпадения кристаллогидрата SO на

О, 1-5О С, и давлении, меньшем давления при варке на 0,02-0,1 МПа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Непенин Н.H. Технология целлюлозы. Т.1, изд-во "Лесная промышленность", 1976, с.403-407.

2. 0as Papier, 17, 1963, И 10а, s.568-573 (прототип).