CS215899B1 - Způsob přípravy roztoku k získávání varné kyseliny pro výrobu buničiny kalciumbisulfitovým způsobem - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu přípravy roztoku k získávání varné kyseliny pro výrobu buničiny kalciumbisulfitovým způsobem a řeší zároveň problém využití odpadového materiálu.

Dosavadní způsoby získávání varné kyseliny kalciumbisulfitového způsobu výroby buničiny' jsou založeny na reakci mezi kysličníkem siřičitým a uhličitanem vápenatým, při níž vzniká roztok kyselého siřičitanu vápenatého, z kterého se pak dále vyrábí varná kyselina. Pro přípravu roztoku kyselého siřičitanu vápenatého se používá kysličník siřičitý, který se získává spalováním elementární síry nebo pražením pyritů, a dále uhličitan vápenatý, at již ve formě přírodního vápence nebo jako kaustifikační kal. S ohledem na neregenerativní charakter kalciumbisulfitového způsobu výroby buničiny se spotřebují pro přípravu varné kyseliny značná množství vápence a zejména kysličníku siřičitého, získávaného v převážné míře spalováním síry. Tím je příprava varné kyseliny značně nákladná.

Nevýhodu odstraňuje postup podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že suspenze z odsiřování spalin mokrým vápencovým nebo vápnovým způsobem, obsahující siřičitan vápenatý, síran vápenatý, uhličitan vápenatý a částečně i neodloučený popílek ze spalin, se zavádí do reaktoru společně s kysličníkem siřičitým, přičemž siřičitan vápenatý a uhličitan vápenatý reagují s kysličníkem siřičitým na kyselý siřičitan vápenatý, který je zákládní složkou pro přípravu varné kyseliny, přičemž inertní složky obsažené v nastřikované subpénzi, jako síran vápenatý a popílek resp. saze, se ze vzniklého roztoku oddělí sedimentací nebo filtrací, popřípadě sedimentaci a filtrací.

215 899

Způsob přípravy roztoku k získávání varné kyseliny podle vynálezu nahrazuje vápenec kalem odpadajícím při odsiřování spalin vodní suspenzí vápence nebo vápna. Kal z odsíření obsahuje siřičitan vápenatý, síran vápenatý, nezreagovaný uhličitan vápenatý a dále menší množství popílku či sazí ze spalovaného paliva, který se nepodařilo odloučit při mokrém chlazení spalin před absorbcí kysličníku siřičitého v odsiřovací technologii. Síra a vápník v odpadním kalu jako siřičitan vápenatý představují hodnotnou surovinu pro přípravu varné kyseliny. Použití této odpadové suroviny nahradí částečné kysličník siřičitý a rovněž uhličitan vápenatý.

Při reakci kysličníku siřičitého s kalem odpadajícím z odsiřování spalin vodní suspenzí vápence probíhají takto: CaSO^ -fc SOg + HgO -> Ca(HSO^)₂

CaCO^ + 2 S0₂ + H₂0->C_a(HSO₃)₂ + C0₂

Vzniklý roztok kyselého siřiěitanu vápenatého se zbavuje inertních látek jako je síran vápenatý, popílek, saze filtrací nebo sedimentací, popřípadě filtrací i sedimentací, a čirý řoztok se dále použije pro výrobu varné kyseliny známým způsobem.

Využití kalu z odsiřování spalin vápencovou nebo vápnovou metodou vedle úspory na vstupních materiálech, tj. kysličníku siřičitém, uhličitanu vápenatém v provozu výroby buničiny má rovněž tu výhodu, že se využívá odpadní produkt, jehož ukládání může být za určitých podmínek obtížné a hygienicky závadné. Vedle prostorových nároků na skladování kalů může nastat průsak rozpustných složek kalu složištěm do podzemních vod, což je v místech s využíváním podzemních vod pro přípravu pitné vody nežádoucí a vyžaduje speciální opatření proti průsaku, vedoucí k snížení propustnosti skládek, snížení rozpustnosti kalů fixací a pod. Tam, kde je možné zavést tento způsob využiti kalu z odsiřování spalin ve výrobě buničiny, tam lze hovořit o hospodárném využití tohoto odpadu a v případě úplného využití kalu v provozu celulózy pak lze hodnotit odsiřování spalin vápencovou metodou jako bezodpadovou technologii.

Příklad 1

Na obr. 1 je znázorněna výrobní linka pro výrobu tzv. věžové kyseliny, v podstatě roztoku kyselého siřiěitanu vápenatého, z nějž se pak dále vyrábí varná kyselina. Linka sestává z pece 1 spojené se skrubrem 2, propojeným dále chladičem 2 ⁸ mokrým elektrofiltrem £ a absorbérem 2·

Síra se spaluje se vzduchem v peci i, plyny se ochlazují a částečně zbavují kysličníku siřičitého ve skrubru 2, dále se ochlazují v nepřímém chladiči 2 a v mokrém elektrofiltru 4 se zbavují mlhy kyseliny sírové. Plyny poté vstupují do absorbéru 2» ^{v n}§mž je obsažena keramická výplň a shora se nastřikuje kaustifikační kal nebo alternativně obsahuje absorbér kusový vápenec skrápěný vodou. Vzniklý roztok, někdy nazývaný jako věžové kyselina, ee použije jako základ pro výrobu varné kyseliny.

Při řešení podle vynálezu je k absorbéru 2 připojeno zařízení 6 pro sedimentaci a zařízení £ pro filtraci. Příprava kysličníku siřičitého probíhá obdobně, do absorbéru 2 s keramickou výplní se nastřikuje místo kaustifikačního kalu odpadní kal z odsiřování spalin vápencovou suspenzí. Roztok opouštějící absorbér se podrobí sedimentaci v zařízení 6, dále se filtruje v zařízení 7, čímž se zbaví vyloučeného síranu vápenatého, popílku a sazí a vede se dále rovněž do výroby kyseliny varné,

Prú řešení podle vynálezu lze využít libovolného typu absorpční kolony, např, bezvýplňové nebo patrové kolony se štěrbinovými patry, s koulemi jako pohyblivou výplní na patrech apod.

Příklad 2

V závodě vyrábějícím bunioinu kalciumbisul-fitovým způsobem je instalován kotel spálující uhlí o výkonu 75 t . h páry. Spaliny z kotle v množství 115 000 Nm . h a průměrné konc, kysličníku siřičitého 0,2 % obj. se vedou do odsiřovací jednotky, kde se nejprve ochladí ve skrubru, současně se zbaví 98 až 99 % popílku a vstupují do absorpce, která ae provádí vodní suspenzí vápence s účinností 80 %, Odsířené' spaliny se vedou do komína a zreagovaná suspenze se nastřikuje do absorbéru, kde reaguje s kysličníkem siřičitým vzniklým spalováním síry. Průtokové množství kysličníku siřičitého v suspenzi je 527 kg . h“!, složení kalu např. 50 $ siřičitanu vápenatého, 30 % uhličitanu vápenatého, 10 % síranu vápenatého a 10 % popílku v sušině. Siřičitan a uhličitan ^{1 <}psnatý se průchodem kolonou přemění na kyselý siřičitan vápenatý, vzniklý roztok se zbavuje balastníoh látek jako síranu vápenatého, popílku nejprve sedimentací a poté filtrací a vzniklý čirý filtrát se vede do přípravy varné kyseliny, zatímco sediment a filtrační koláč se přidává k popílku dopravovanému na složišts závodu. Celulózka produkující 68 000 t buničiny za rok spaluje hodinově 800 kg síry, což představuje 1 600 kg kysličníku siřičitého za hod, Úspora na spalování síry, pokud se nebere v úvahu síra vázaná na síran vápenatý, činí cca 420 kg kysličníku siřičitého za hod., tj. cca 25 %,

Příklad 3

Spaliny z kotle o výkonu 75 t . h páry - 115 000 Hm . h a o průměrné koncentraci kysličníku siřičitého 0,2 % obj. - jsou odsiřovány vodná suspenzí vápna s účinností 90 %, Vyšší hodnota pH směrem do alkalické oblasti v absorbéru a reakční nádrži odsiřovací technologie působí příznivě v tom směru, že je v maximální míře potlačena oxidace siří čitáriového iontu na síranový a převážná část zachyceného kysličníku siřičitého je v suspenzi obsažena ve formě siřičitanu vápenatého, Příklad složení sušiny suspenze je 86 % siřičitanu vápenatého, 4 % síranu vápenatého, 4 % kysličníku vápenatého a 5 % popílku ze spalin. Množství zachyceného kysličníku siřičitého v suspenzi činí 591,5 kg . h^-!, z nějž se cca 95 % (56l kg . h~!) nachází v suspenzi ve formě siřičitanu vápenatého, který lze využít pro výrobu varné kyseliny. Zcelkového množství zpracovaného kysličníku siřičitého 1 600 kg . h“¹ pro výrobu buničiny podle příkladu č. 2 lze tedy ušfetřit cca 35 % kysličníku siřičitého.

Claims (1)

1. . Způsob přípravy roztoku k získávání varné kyseliny pro výrobu buničiny kalciumbisulfitovým způsobem, vyznačený tím, že suspenze z odsiřování spalin mokrým vápencovým nebo vápnovým způsobem, obsahující siřičitan vápenatý, síran vápenatý, uhličitan vápenatý a částečně i neodloučený popílek ze spalin, se zavádí do reaktoru společně s kysličníkem siřičitým, přičemž siřičitan vápenatý a uhličitan vápenatý reagují s kysličníkem siřičitým na kyselý siřičitan vápenatý, přičemž inertní složky obsažené v nastřikované suspenzi, jako síran vápenatý a popílek, resp. saze, se ze vzniklého roztoku oddělí sedimentací nebo filtrací, popřípadě sedimentací a filtrací.