CS223859B2

CS223859B2 - Method of decreasing the contamination of waters by making the bleached sulphite cellulose

Info

Publication number: CS223859B2
Application number: CS742562A
Authority: CS
Inventors: Taavi P Siuko
Original assignee: Poeyry Jaakko & Co Oy
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1983-11-25
Also published as: DE2417084B2; JPS5040801A; ATA295574A; CA1025158A; NO741270L; DE2417084C3; NO141858B; DE2417084A1; CH609395A5; FR2224589B3; FI51604B; FR2224589A1

Abstract

In the process for the manufacture of bleached sulphite cellulose, using calcium, magnesium or ammonium compounds as white liquor, the washing, sorting (grading) and bleaching of the unbleached cellulose takes place in a closed system, in which the wash liquor runs in counter-current to the cellulose and the effluent from the bleaching is used as wash liquor. To avoid or substantially reduce contamination of waters by effluent from the washing, sorting and bleaching, when the waste liquor is combusted, the chlorine content which leaves as hydrogen chloride is separated out of the off gases before recovery of sulphur dioxide, so that accumulation of chlorine compounds in the circulation (recycling) of the recovered chemicals is prevented. The effluent is neutralised not later than at the concentration/evaporation stage. Further, bases such as ammonium compounds or magnesium compounds, which are harmless with respect to waste liquor combustion, are employed, as is an alkaline oxygen bleach or an alkali extraction following the bleach, the extraction being included in the counter-current arrangement.

Description

Vynález se týká způsobu snižování znečištění vod při výrobě bělené 'sulfitové buničiny vařením s vápenatou, hořečnatou nebo amonnou zásadou, a může být aplikován ve varných procesech jak jednostupňových, tak i 'vícestupňových a ve várkách kyselinných, neutrálních, jakož i alkalických. Cílem vynálezu je snížit znečištění okolního prostředí, způsobované známými metodami.The invention relates to a process for reducing water pollution in the production of bleached sulphite pulp by cooking with calcium, magnesium or ammonium bases and can be applied in boiling processes both single-stage and multi-stage and in acidic, neutral and alkaline batches. It is an object of the present invention to reduce environmental pollution caused by known methods.

O známých způsobů výroby ' bělené sulfitové buničiny unikají tři hlavní znečišťující kapalné frakce. Normálně je z nich nejvýznamnější tzv. prací odpad, což je frakce pevných látek rozpuštěných ve várce, kterážto frakce je propírána do bílé podsítové vody během třídění následujícího' po proprání buničiny a kteroužto frakci nebylo možno nebo nestálo za to rekuperovat. Druhou ' hlavní frakcí je zamořený kondenzát, vytvořený během koncentrace předcházející spalování odpadního' výluhu. S ním uniká ze ' systému značná část prchavých složek odpadního výluhu, jako třeba organické kyseliny, alkoholy atd. Třetí vážně znečišťující frakcí je bělicí výtok ze známých systémů, tj. filtráty nebo ' jejich části z propírání mezi stupni bělení. Normálně filtrát z propírání po prvním stupni bělení, jímž bývá obvykle stupeň chlorování, obsahuje hlavní díl silně zbarveného ligninu, jenž je rozpouštěn při ' bělení. Avšak filtrát z prvního stupně alkalické extrakce, zejména během výroby velmi měkkých buničin, může být škodlivým znečišťujícím činitelem právě tak jako filtrát z ' chlorování, protože tento je potom poměrně nevýznamný. Znečišťující účinek výše uváděných odpadních frakcí bývá obvykle v tomto rozmezí:Three major contaminating liquid fractions escape the known methods of bleached sulphite pulp production. Normally the most important of these is the so-called washing waste, a fraction of solids dissolved in the batch, which is washed into white underwater during sorting following the washing of the pulp, and which fraction was not or was not worth recovering. The second main fraction is the contaminated condensate formed during the concentration preceding the combustion of the waste liquor. With it, a significant portion of the volatile components of the waste liquor, such as organic acids, alcohols, etc., escapes from the system. The third seriously polluting fraction is the bleach effluent from known systems, i.e., filtrates or parts thereof from washing between bleaching stages. Normally, the wash filtrate after the first bleaching step, which is usually a chlorination step, comprises a major portion of the strongly colored lignin that dissolves during bleaching. However, the filtrate from the first alkaline extraction stage, especially during the production of very soft pulps, can be a harmful contaminant as well as the chlorine filtrate, since this is then relatively insignificant. The polluting effect of the above-mentioned waste fractions is usually within the following range:

Chemická spotřeba . kyslíku kg KMnOí/t buničinyChemical consumption. Oxygen kg KMnOi / t pulp

Prací odpadWashing waste

Znečištěný kondenzát Bělicí výtokContaminated condensate Bleach spout

CelkemTotal

Biologická spotřeba kyslíku kg BSKs/t buničinyBiological oxygen demand kg BODs / t pulp

100 až 600100 to 600

150 až 400 až 100150 to 400 to 100

280 až 1100 až 40 až 60 až 40 až 140280 to 1100 to 40 to 60 to 40 to 140

Ke snížení shora uvedeného znečištění jsou známy četné způsoby. Všechny tyto způsoby se vyznačují tím, že je zapotřebí velkých investičních nákladů ke ' snížení . nebo odstranění i jediné škodlivé frakce a že provozní náklady převyšují ekonomické možnosti podniků.Numerous methods are known to reduce the above contamination. All of these methods are characterized in that large investment costs are required to reduce. or eliminating even a single harmful fraction, and that operating costs outweigh the economic potential of businesses.

Způsobem. podle vynálezu je možno· obsah nečistot podstatně snížit s malými náklady. V některých případech · může dojít při použití způsobu podle vynálezu dokonce ke snížení výrobních nákladů, přičemž se potřeba investic při zavedení způsobu podle vynálezu může omezit na modifikací potrubí, která může být provedena v rámci normální údržby.The way. According to the invention, the content of impurities can be substantially reduced at low cost. In some cases, the use of the method of the invention may even reduce production costs, while the need for investment in implementing the method of the invention may be limited to a modification of the pipeline that can be performed as part of normal maintenance.

Uzavření systému pro výrobu buničiny a získávání veškerých rozpuštěných pevných látek na protiproudovém, principu a spalování odpadního touhu je cílem· odborníků po· dlouhou dobu. Existují však zdánlivě nepřekonatelné překážky, jako třeba· nebezpečí koroze zařízení působením sloučenin chloru používaných při bělení, které se dostávají do chemické cirkulace a snížení teploty tavení popela ze spalování odpadního louhu vlivem sodíku používaného· v alkalické extrakci při bělení.The closure of the pulp production system and the recovery of all dissolved solids on the countercurrent principle and the combustion of waste desire has been the goal of professionals for a long time. However, there are seemingly insurmountable obstacles, such as the risk of corrosion of the plant by the chlorine compounds used in bleaching, which are entering chemical circulation and lowering the melting point of ash from the incineration of waste liquor due to the sodium used in alkaline extraction during bleaching.

Podle vynálezu se podařilo překonat shora uvedené obtíže. Vynález se týká způsobu snižování znečištění prostředí při výrobě sulfitové buničiny, ' který je vyznačený tím, že se operace, například úprava, praní a třídění nebělené buničiny, provádějí v uzavřeném systému v protiproudem uspořádání a bělícího výluhu se používá jako pracího louhu, přičemž se sloučeniny chloru odstraňují z chemické cirkulace · odlučováním chloru, který uniká při spalování odpadního louhu ve formě chlorovodíku ze spalin · před regenerací kysličníku · siřičitého. Při · způsobu · podle vynálezu se · koroznímu . . účinku sloučenin · chloru v odpadním · louhu předchází neutralizací odpadního - · louhu · nejpozději při jeho zahušťování. Při ·alkalické· extrakci, zahrnuté · do protiproudého · · uspořádání, se sodná zásada nahrazuje amonnou zásadou, · a/nebo · hořečnatou zásadou, které jsou při spalování odpadních louhů neškodné.· Také při alkalickém kyslíkovém· bělení se nahrazuje sodná zásada· . jinou zásadou, jako zásadou amonnou a/nebo hořečnatou, které jsou . při spalování · odpadního · louhu neškodné, přičemž amonné ionty mohou při dalším případném fermentačním zpracování sulfitových odpadních louhů působit· jako živina.According to the invention, the above difficulties have been overcome. The present invention relates to a method for reducing environmental pollution in the production of sulphite pulp, characterized in that operations such as treatment, washing and sorting of unbleached pulp are carried out in a closed system in a countercurrent arrangement and the bleaching liquor is used as a wash liquor. they remove chlorine from chemical circulation · by separating chlorine that escapes during combustion of waste liquor in the form of hydrogen chloride from the flue gas · before regeneration of sulfur dioxide. The process according to the invention is corrosive. . The effect of chlorine compounds in waste liquor precedes neutralization of waste liquor at the latest when it is concentrated. In the alkaline extraction involved in the countercurrent arrangement, the sodium base is replaced by an ammonium base and / or a magnesium base which is harmless in the combustion of waste liquors. other bases such as ammonium and / or magnesium bases which are. harmless in the incineration of waste liquor, while ammonium ions can act as a nutrient in the further possible fermentation treatment of sulphite waste liquors.

Při způsobu podle vynálezu se tedy prací , odpad nevypouští do přírodních toků, nýbrž se· spolu s buničinou vede do bělícího stupně a rekuperuje se z praní po prvním stupni bělení vracením přebytečného filtrátu do třídění a dále k praní buničiny. Účinnost praní se optimalizuje se zřetelem na spotřebu bělicích chemikálií a nikoliv se zřetelem na hodnotu rekuperovaného odpadního louhu.Thus, in the process according to the invention, the washing waste is not discharged into the natural streams, but is fed together with the pulp to the bleaching stage and recovered from the washing after the first bleaching stage by returning the excess filtrate to sorting and further washing the pulp. Washing efficiency is optimized with respect to the consumption of bleaching chemicals and not with regard to the value of recovered waste liquor.

Znečišťující působení bělícího výtoku se odstraňuje nebo zmenšuje na minimum recirkulací alespoň filtrátu z praní po prvním stupni bělení k předcházejícímu ředění a třídění, takže se používá stejného· množství tohoto filtrátu při třídění a dalším praní, v jakém se přivádí odpadní výluh do vřazené bělicí pračky. Tímto způsobem z ní není vypouštěn žádný odpadní louh · a také prací odpad z praní po várce se vrací s filtrátem k rekuperaci. V mnoha případech snižuje již vracení filtrátu z prvního stupně bělení do praní zatížení bělícího výtoku až na 75 procent a procento ztrát praním zaniká úplně. Protiproudový princip může být rozšířen na celé bělení, jakož i na zahušťování a odvodňování.The bleaching contaminant action is eliminated or reduced to a minimum by recirculating at least the wash filtrate after the first bleaching stage for prior dilution and sorting, so that the same amount of this filtrate is used in the sorting and subsequent wash in which the waste liquor is fed to the downstream bleaching machine. In this way, no waste liquor is discharged from it and also the washing waste from the after-load washing is returned with the filtrate for recovery. In many cases, returning the filtrate from the first bleaching stage to washing reduces the bleach discharge load to as much as 75 percent, and the percentage of washing losses disappears completely. The countercurrent principle can be extended to the whole of bleaching as well as to thickening and dewatering.

V případě potřeby rozšíření protiproudového principu na stupeň chlorování, může se sodík nahradit v alkalické extrakci i v případném alkalickém kyslíkovém bělení jinou zásadou, například amoniakem, která je při spalování odpadního louhu neškodná. Pro použití hořečnaté varné zásady mohou být ekonomické důvody, obzvláště při kyslíkovém alkalickém stupni, zejména když může být alespoň část hořčíku regenerována.If the countercurrent principle needs to be extended to the degree of chlorination, sodium can be replaced in alkaline extraction and possibly in alkaline oxygen bleaching by another base, for example ammonia, which is harmless in the combustion of the waste liquor. There may be economic reasons for using a magnesium cooking base, especially in the oxygen-alkaline stage, especially when at least a portion of the magnesium can be regenerated.

Koncentraci sloučenin chloru v chemické cirkulaci může být zabráněno jednoduše o sobě známými způsoby odstraňování chloru, který je ve formě chlorovodíku ve zplodinách spalování odpadního louhu před vlastní rekuperaci kysličníku siřičitého. Odstraňování chlorovodíku je možné absorpcí do vody bez jakýchkoliv významnějších ztrát kysličníku siřičitého pro velký rozdíl parciálních tlaků chlorovodíku a kysličníku siřičitého. V běžném· procesu s použitím siřičitanu vápenatého, při kterém se síra nerekuperuje, není ovšem zapotřebí chlor odstraňovat. Chlorovodík uniká se spalnými Plyny.Concentration of the chlorine compounds in the chemical circulation can be prevented simply by known methods of removing chlorine, which is in the form of hydrogen chloride in the combustion products of the waste liquor prior to the actual recovery of sulfur dioxide. Removal of hydrogen chloride is possible by absorption into water without any significant losses of sulfur dioxide due to the large difference in partial pressures of hydrogen chloride and sulfur dioxide. However, in a conventional calcium sulfite process in which sulfur is not recovered, there is no need to remove chlorine. Hydrogen chloride escapes with combustion gases.

Ke chloridové korozi dochází zejména · při zahušťování odpadního louhu pro · jeho velmi · nízkou hodnotu pH a · pro jeho · zpravidla vysokou teplotu. V praxi · bylo · zjištěno, · zejména v· sulfátkách, kde · se chlorid dostává dp chemické · cirkulace vlivem dřeva dopravovaného · po moři, že chloridová · koroze není · · nevyřešitelným · problémem v případě, kdy je · hodnota pH -vysoká. Způsob podle vynálezu využívá · této zkušenosti a odpadní touh · se před zahušťováním · neutralizuje. . Podle teploty, hodnoty pH a koncentrace chloridu v · odpadním · louhu se neutralizace · může provádět v jedné nebo v několika částech postupu v jednom nebo v několika stupních, přičemž stabilizace amoniaku v roztoku se udržuje podle způsobu neutralizace. Při výrobě · vedlejších produktů ze sulfitového louhu fermentací se· nyní používá mírné neutralizace. Při způsobu podle vynálezu může být neutralizace vhodným^ způsobem doplňována amoniakem po fermentací při zahušťování. Kromě toho může být obvykle používaný uhličitan vápenatý jako neutrali začni látka částečně nahrazován amoniakem též před fermentací, přičemž amoniak působí současně jako živina a snižuje srážení sádry na horkém povrchu odpařovacího zařízení. Ve všech případech může být neutralizace zahajována varnou zásadou a doplňována amoniakem, nebo se může používat samotného amoniaku.In particular, chloride corrosion occurs when the waste liquor is concentrated due to its very low pH value and its generally high temperature. In practice, it has been found, especially in sulphates, where chloride receives dp chemical circulation due to timber transported by sea, that chloride corrosion is not an insoluble problem when the pH is high. The process according to the invention makes use of this experience and the waste desire is neutralized before thickening. . Depending on the temperature, the pH and the chloride concentration in the waste liquor, the neutralization may be carried out in one or several parts of the process in one or several stages, while the stabilization of the ammonia in the solution is maintained according to the neutralization method. Mild neutralization is now used in the production of by-products from the sulphite liquor by fermentation. In the process according to the invention, the neutralization can be suitably supplemented with ammonia after fermentation by concentration. In addition, the commonly used calcium carbonate as a neutral starting material can be partially replaced by ammonia also prior to fermentation, whereby ammonia acts simultaneously as a nutrient and reduces gypsum precipitation on the hot surface of the evaporator. In all cases, the neutralization may be initiated by boiling base and supplemented with ammonia, or ammonia itself may be used.

Znečišťující účinek znečištěného· kondenzátu se značně zmenší shora uvedenou neutralizací. Je dobře známo, že neutralizace odpadního louhu při jeho zahušťování vede k vázání organických kyselin na formu solí v odpadním louhu a tím se předchází oddestilování těchto kyselin do kondenzátu. Tak se může dosáhnout 30- až 70% snížení biologické spotřeby kyslíku ve znečištěném kondenzátu. Rozdělováním kondenzátu známými způsoby na různé frakce, oddělováním frakcí, v nichž jsou zkoncentrovány ostatní organické sloučeniny, jako je . methanol, furol a podobné látky a vracením této frakce, jež často obsahuje také značné množství kysličníku siřičitého, d.o výrobního procesu, s výhodou do přípravy varného louhu, se mohou nečistoty z kondenzátu téměř zcela vyloučit. Odstraňování shora uvedených těkavých látek z chemické cirkulace, například destilováním pomocného kondenzátu z vařáku, do nějž se těkavé látky samy koncentrují, je rozvinutím způsobu podle vynálezu.The polluting effect of the contaminated condensate is greatly reduced by the abovementioned neutralization. It is well known that the neutralization of waste liquor as it thickens leads to the binding of organic acids to the salt form in the waste liquor, thereby avoiding distillation of these acids into the condensate. Thus, a 30-70% reduction in the biological oxygen consumption of the contaminated condensate can be achieved. Separating the condensate by known methods into different fractions, separating the fractions in which other organic compounds such as. methanol, furol and the like, and by returning this fraction, which often also contains a considerable amount of sulfur dioxide, to the production process, preferably to the preparation of the cooking liquor, impurities can almost completely be eliminated from the condensate. The removal of the above-mentioned volatiles from the chemical circulation, for example by distilling the auxiliary condensate from the digester into which the volatiles are themselves concentrated, is a development of the process according to the invention.

Claims

A method for reducing water pollution in the manufacture of bleached sulphite pulp, characterized in that operations such as treatment, washing and sorting of unbleached pulp are carried out in a closed system in a countercurrent arrangement and the bleaching liquor is used as scrubbing liquor, wherein chlorine compounds are removed from chemical circulation by separating · chlorine, which escapes during combustion of waste liquor in the form of hydrochloric acid from · flue gases before regeneration of sulfur dioxide.

2. A process according to claim 1, wherein the corrosive effect of the chlorine compounds in the waste liquor is prevented by neutralizing the waste liquor at the latest at concentration.

3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that, in the alkaline extraction included in the countercurrent arrangement, the sodium base in the extraction is replaced by an ammonium base, a magnesium base or a combination of these.

THAT INVENTES the principles of harmless waste incineration.

4. Process according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in alkaline oxygen bleaching, the sodium base is replaced by another base which is harmless in terms of combustion of the waste liquor, such as ammonium base, magnesium base or combinations thereof.

5. Process according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the production of by-products from sulphite waste liquor by a fermentation process is made possible by neutralization of the waste liquor even before fermentation, when the ammonium ions used for neutralization act simultaneously as nutrients.

6. A process according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that, in the case of omission of regeneration of sulfur compounds from the flue gas, the chlorine compounds are allowed to escape with the flue gas.