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Verfahren zur Beseitigung der bei der Sulfatzellstoff-Herstellung anfallenden übelriechenden Gase
Bei der Fabrikation von Sulfatzellstoff mit Hilfe von Natriumsulfid enthaltenden Aufschlussflüssig- keiten entstehen übelriechende Gase, insbesondere Schwefelwasserstoff, Merkaptane, wie Methylmerkaptan, und Alkylsulfide, wie Dimethylsulfid. Zur Beseitigung dieser Abgase hat man sie bisher unmittelbar von ihren Entstehungsorten her, also dem Kocher, dem Blastank und der Vacuumstation der Ver- dampferanlage, der Verbrennung zugeführt. Ein derartiges Verfahren ist z. B. in der deutschen Patentschrift Nr. 549 783 bzw. in der USA-Patentschrift Nr. 1, 854,428 beschrieben.
Die Arbeitsweise ist dabei folgende : Während desKochvorganges werden aus demKocher terpentin-undschwefelwasserstoffhaltigeDämpfe abgelassen (Terpentingasung) und diese Dämpfe in einem Kühler kondensiert. Die unkondensierbaren Gase werden abgesaugt, gewaschen und über ein Explosionsfilter in die heisse Nachbrennkammer eines Sodaofens eingeleitet, wo sie verbrennen sollen. Beim Leeren des Kochers wird der Kocherinhalt durch den Kocherdruck in ein Gefäss, den sogenannten Diffuseur, übergeblasen, in dem der Stoff gewaschen wird. Nach dem Waschen wird der Inhalt des Diffuseurs in eine Stoffgrube abgelassen. Dabei füllt sich der Diffuseur zwangsläufig mit Luft. Das Blasen ist ein diskontinuierlicher Vorgang. Durch das Entspannen des Kocherinhaltes im Diffuseur entstehen daher stossweise grosse Mengen Gas und Dampf.
Diese vermischen sich mit der im Diffuseur von vornherein enthaltenen Luft. Das Gemisch wird in einem Kühler abgekühlt und der Dampf kondensiert. Das Kondensat wird abgeführt und anderweitig verwendet. Das unkondensierbare Gemisch von Gas und Luft gelangt über ein Explosionsfilter so wie die Terpentingase in die Nachbrennkammer des Sodaofens. Das Volumen des Diffuseurs ist grösser als das Kochervolumen. Bei einer Blasung fallen übelriechende Gase, die etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Kochervolumens ausmachen, an. Dieser Gasanfall wird demnach durch die Luft im Diffuseur auf das fünf- bis zehnfache Volumen vergrössert, die Gase somit auf 10 - 20% ihrer ursprünglichen Konzentration an brennbaren Substanzen verdünnt. Die Gase, die den Diffuseur während des Blasvorganges verlassen, haben ausserdem keine konstante Zusammensetzung.
Sie können einen Konzentrationsbereich durchlaufen, in dem sie explosibel sind. Zwischen Brennkammer und Diffuseur muss daher das Explosionsfilter vorgesehen sein.
Durch die starke Verdünnung mit Luft genügt die Verbrennungswärme der Gase nicht mehr, eine Flamme aufrechtzuerhalten, wozu noch kommt, dass der Gemischanfall stossweise erfolgt. Daher müssen die Gase in eine von einer Fremdfeuerung erhitzte Brennkammer eingeleitet werden. Aber auch dadurch ist wegen der hohenGasgeschwindigkeit durch den Stoss beim Blasen eine vollständige Oxydation der übelriechenden Verbindungen noch nicht sichergestellt, weshalb der Brennkammer eine zusätzliche Absorptionsanlage nachgeschaltet ist.
Erfindungsgemäss gelingt die vollständige Beseitigung der bei der Sulfatzellstoff - Herstel1ung anfallenden übelriechenden Gase durch Oxydation in der Weise, dass die Gase von ihren Entstehnpqsorten (Terpentingasung, Kocherblasung, Verdampferanlage) unter Verhinderung von Luftzutritt einem gemeinsamen Behälter zugeführt, dort vermischt, weiter unter Luftabschluss in gleichmässiger Konzentration und Menge einer Reaktionsanlage zugeleitet und in dieser ohne Einsatz vonFremdenergieoxydiert werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden demnach sowohl die wechselnden Mengen als auch die Konzentrationsschwankungen der an den verschiedenen Entstehungsorten gebildeten Abgase ausgeglichen und eine kontinuierlicheWeiterführung derselben aus dem Mischgefäss ermöglicht. Da keinerlei Luftzutritt
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erfolgt, genügt die bei der anschliessenden Verbrennung des Schwefelwasserstoffes frei werdende WärmE menge, um auch die Verbrennung der übrigen im Gasgemisch enthaltenen Schwefelverbindungen zu gE währleisten. Zum Unterschied von den bisherigen Verfahren ist hiebei also keine Zufuhr von Fremdenergii z. B. Brennstoff, Hilfsflamme, Wärme, zur vollständigen Verbrennung nötig.
Zweckmässigerweise erfolgt die Zuführung der Gase in den gemeinsamen Behälter und deren Weite : leitung aus demselben durch Senken bzw. Heben des Spiegels einer im Behälter befindlichen Flüssigkei Aus ökonomischen Gründen kann als gemeinsamer Behälter der bei der Sulfatzellstoff-Herstellung in Vel wendung stehende Blaskondensatbehälter dienen.
Es hat sich auch als günstig erwiesen, das in den Verbrennungsgasen enthaltene Schwefeldioxyd der Laugenkreislauf wieder zuzuführen. Der Schwefel kann auch in einer Absorptionsanlage, beispielsweis durch Behandeln der dem Mischgefäss entnommenen Gase mit alkalischen Flüssigkeiten (z. B. Weisslauge ; wiedergewonnen werden. In diesem Falle können die Restgase durch weiteres Behandeln mit Adsorptions mitteln (z. B. Aktivkohle), Absorptionsmitteln (z. B. Terpentin) oder mit geeigneten Oxydationsmittel (z. B. NaOCl) völlig geruchlos gemacht werden.
An Hand der Zeichnung, in der schematisch eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren geeignete Anlage dargestellt ist, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert :
Der Kocher 1, ein stehendes zylindrisches Druckgefäss, wird mit Holzschnitzeln und Lauge ge füllt und verschlossen. Die Lauge wird direkt oder indirekt erhitzt. Während des Kochvorganges wird ab gegast. Dabei entweichen inerte Gase, Wasserdampf, Terpentin und die beim Kochen entstehenden übel riechenden Gase (Schwefelwasserstoff, Merkaptan usw. ). In einem über eine Leitung 2 mit dem Ko cher 1 verbundenen Kühler 3 werden der Wasserdampf und die Terpentindämpfe kondensiert und zu Weiterverarbeitung bei 4 abgezogen. Die unkondensierbaren Gase werden über die Leitung 5 in de ; Blaskondensatbehälter 6 geleitet.
Nach der vorgegebenen Kochzeit wird der Kocher 1 nachRedu zierung des Kocherdruckes (entweder durch Entgasung in den Blastank oder durch Einspritzen von kalte Lauge) über eine Blasleitung 7 durch den eigenen Druck in den Blastank 8 entleert. Die bei de
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über eine Leitung 10 in einem Einspritzkondensator 11 niedergeschlagen.
Das imEinspritzkondensator 11 entstehende Gemisch aus heissem Blaskondensat und unkondensierbaren Gasen wird über eine Leitung 12 einem Zyklon 13 zur Auftrennung zugeführt und die Gase über eine Leitung 14 dem oberen Teil des Blaskondensatbehälters 6, das heisse Kondensat über eine Leitung 15 der Umwälzpumpe 16 unmittelbar zugeführt. Durch eine besondere Regelung wird während des Blasens der Spiegel des Blaskondensatbehälters 6 in dem Masse abgesenkt, als unkonden- sierbare Gase anfallen.
Das Absenken erfolgt durch Wegpumpen des Blaskondensates über eine Leitung 17 in einen Heisswasserbehälter 18. Nach Beendigung des Blasvorganges werden aus demBehälter 6 die unkondensierbarenGase durchzufuhr vonWasser über eine Leitung 19 aus dem Heisswasserbehälter 18 verdrängt, indem der Spiegel im Blaskondensatbehälter 6 wieder angehoben wird. Dadurch wird erreicht, dass sich die Gase im Blaskondensatbehälter 6 mischen und ihn in gleichmässigem Strom verlassen. Sie werden durch die Leitungen 20a, 20b und 20c über einen Wärmetauscher 21, einen Wasserverschluss 22 und Rückschlagsicherungen 23 der nicht dargestellten Verbrennungsanlage zugeführt.
Aus dem Blastank 8 wird das Gemenge von Zellstoff und Ablauge durch eine Leitung 24 kontinuierlich zur nicht dargestellten Waschanlage gepumpt, wo die Trennung von Zellstoff und Ablauge vorgenommen wird. Da der Blastank nur als Ausgleichsbehälter und nicht als Waschgefäss dient, ist es nicht nötig, ihn in den Blaspausen zu öffnen. Da auch das Blasventil zwischen Kocher 1 und Blasleitung 7 vor dem Öffnen des Kocherdeckels geschlossen wird, kann über den Blastank keine Luft in das System gelangen. Nach dem Kocherblasen ist der Blastank mit Dampf erfüllt. In der Blaspause kondensiert ein Teil dieses Dampfes an der Wand des Blastanks. Dadurch entsteht in dem Gefäss ein Unterdruck, der, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, aus dem Zyklon 13 und der Leitung 14 Gas aus dem Behälter 6 zurücksaugt.
Die Leitung 14 ist daher so in den Behälter 6 eingeführt, dass sie auf jeden Fall in die Flüssigkeit abtaucht. Die in der Waschanlage abgetrennte Ablauge wird in einer mehrstufigen Eindampfstation 25 konzentriert und dann in einem Spezialkessel verbrannt. Die beim Eindampfen entstehenden unkondensierbaren Gase, die Schwefelwasserstoff, Merkaptan usw. enthalten, werden über eine Leitung 26, einen Oberflächenkondensator 27, eine Leitung 28, die Wärme- tauscher 29 und dieleitung 30 dem Blaskondensatbehälter 6 zugeführt. In gewissen Fällen können aber die unkondensierbaren Gase auch unter Umgehung des Blaskondensatbehälters 6 direkt über den Wasserverschluss 22, wo sie sich mit den andern Abgasen mischen, der Verbrennungsanlage zugeleitet werden.