CS233441B1

CS233441B1 - A method of anticorrosion protection of metal tanks for sulphite liquor

Info

Publication number: CS233441B1
Application number: CS676483A
Authority: CS
Inventors: Otakar Brenner; Alexandr Abusinov; Jan Kostka; Jan Prchal; Karel Sestauber
Original assignee: Otakar Brenner; Alexandr Abusinov; Jan Kostka; Jan Prchal; Karel Sestauber
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Vynález řeěí způsob protikoroznl ochrany ocelových nádrží velkého objevu určených pro skladování sulfitových, zejména řídkých kalciumbiaulfitových výluhu. Do horních prostorů nádrže je ze spodní části nádrže stříkán sulfitový výluh, a to tak, aby dočlo ke trvalému smáčení stěn nádrže nad. hladinou skladovaného sulfitového výluhu. Ostřik může být prováděn s využitím vnédrži skladovaného a/nebo do nádrže ke skladování čerpaného sulfitového výluhu.The invention provides a method of corrosion protection of large-scale steel tanks intended for storage of sulphite, especially thin calcium bisulphite, leachates. Sulphite leachate is sprayed into the upper spaces of the tank from the lower part of the tank, in such a way as to ensure permanent wetting of the tank walls above the level of the stored sulphite leachate. Spraying can be carried out using sulphite leachate stored in the tank and/or pumped into the tank for storage.

Description

Vynález se týká způsobu protikorozní ochrany kovových nádrží na sulfitový' výluh, zejména velkoobjemových zásobních ocelových nádrží proti koroznímu napadení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for the corrosion protection of metal sulphite leach tanks, in particular bulk steel storage tanks against corrosion attack.

Sulfitové výluhy odpadají v průmyslu papíru a celulózy při výrobě buničiny. Jedná se v podstatě o roztoky solí ligno sulfonových kyselin, obsahující dále sacharidické podíly, organické a anorganické kyseliny a jejich soli. Sulfitové výluhy obsahují volný a. volně vázaný oxid siřičitý, kyselinu sírovou včetně jejich solí.Sulfite leachates are dispensed with in the pulp and paper industry. They are essentially solutions of salts of lignosulfonic acids, further comprising carbohydrate moieties, organic and inorganic acids and their salts. Sulphite leaches contain free and freely bound sulfur dioxide, sulfuric acid including their salts.

Doposud se sulfitové výluhy skladuji obvykle v dřevěných nádržích z modřínového dřeva.nebo v ocelových nádržích. Ocelové nádrže jsou zhotovovány například z chrom-nikl-molybdenových ocelí různých typů. Ocelový plech je používán pro lepSí těsnost nádrží a z.konstrukčních důvodů. Volba materiálu nádrže závisí na druhu skladovaného sulfitového výluhu tj. vápenatý, amonný, sodný, hořečnatý apod. Přitom je zohledněn i způsob zokruhování výluhů. Obecně vede. zvýěení stupně zokruhovánl ke zvýěení obsahu chloridových iontů.Until now, sulphite leaches are usually stored in wooden tanks made of larch wood or in steel tanks. The steel tanks are made of chrome-nickel-molybdenum steels of various types, for example. Steel sheet is used for better tightness of tanks and for structural reasons. The choice of tank material depends on the type of stored sulphite leach, ie calcium, ammonium, sodium, magnesium, etc. The method of rounding the leaches is also taken into account. Generally leads. increasing the degree of ringing to increase the chloride ion content.

V silně zokruhovaných sulfltových výluzích je nutno proto použit ocelí s obsahem molybdenu nad 3 % hmotnosti. Nezahuětěné vápenaté sulfitové výluhy mají obvykle koncentraci 100 až 150 kg.m^-3 při hodnotě pH 2 až 3. Vápenaté 'sulfitové výluhy se neokruhují, nebol zpětné získáváni vápníku a regenerace oxidu siřičitého jsou neekonomické. Vápenatý sulfitový výluh pe neutralizuje na pH4,8 v případě využiti pro výrobu etylalkoholu nebo krmného droždí* nebo neutralizuje při pouhém zahuštění na koncentraci 600 až 700 kg.m^-3 na vakuové odparce.'It is therefore necessary to use steels with molybdenum content above 3% by weight in heavily circulated sulphite extracts. The uninhibited calcium sulphite leaches usually have a concentration of 100 to 150 kg.m ^-3 at a pH of 2 to 3. The calcium sulphite leaches are not circulating, since the recovery of calcium and the regeneration of sulfur dioxide are uneconomical. The calcium sulphite leachate is neutralized to pH 4.8 when used for the production of ethyl alcohol or feed yeast or neutralized by concentration to a concentration of 600 to 700 kg.m ^-3 on a vacuum evaporator.

Zvláště při skladování řídkého vápenatého sulfitového výluhu v ocelových nádržích vzniká nebezpečí jejich korozního napadeni. Skladovací nádrže jsou obvykle řeěeny jako velkobbjemové o velikostech od 200 do 800 m³ s možností vzniku velkých volných prostorů nad kapalinou. Nádrže bývají stavěny jako beztlakové; přetlak či podtlak je vyrovnáván otvorem ve středu nádrže. Vzhledem k tomu, že sulfitový výluh obsahuje volný oxid siřičitý a volně vázaný oxid siřičitý, dochází při skladovacích teplotách 40 až 90 °C k uvolnění oxidu siřičitého do parního prostoru nádrže. Zde může dojít reakcí se vzdušným kyslíkem ke vzniku'kyseliny sirové, která ulpívá na víku a stěnách nádrže a teplem stěn se zkoncentrovává. * lEspecially when storing thin calcium sulphite liquor in steel tanks, there is a risk of corrosion attack. Storage tanks are usually designed as large-volume tanks with sizes ranging from 200 to 800 m ³ with the possibility of large free space above the liquid. Tanks are built as non-pressurized; overpressure or underpressure is compensated by an opening in the center of the tank. Since the sulphite liquor contains free sulfur dioxide and free-bound sulfur dioxide, sulfur dioxide is released into the vapor space of the tank at storage temperatures of 40 to 90 ° C. Here, sulfuric acid can be formed by reaction with atmospheric oxygen, which adheres to the lid and tank walls and is concentrated by the heat of the walls. * l

Dochází tak ke vzniku nebezpečných koncentraci kyseliny sírové, a v důsledku toho' koroznímu napadení víka a stěn nádrže. Dalěí možností ko rožní ho napadení je strhávání kapiček řídicího sulfitového výluhu do horních prostorů nádrže, zejména při plnění nádrže horkým výluhem. Na teplých stěnách dochází až k odparu sulfitového výluhu za tvorby úsad.This results in hazardous concentrations of sulfuric acid and, as a result, corrosive attack on the lid and tank walls. Another possibility of corrosive attack is to entrain the droplets of the sulphite control liquor into the upper compartments of the tank, especially when filling the tank with hot liquor. On the warm walls, the sulphite liquor evaporates to form deposits.

Ϊ V přechodně vytvořeném slabém kapalinovém filmu je možná i oxidace oxidu siřičitého a . vznik kysailhy sírové. Možný je i vznik kyseliny sírové a síranů ze sloučenin čtyřmocné síry disproporcioneční reakcí. Tento jev nastává zejména pod úsadami.Ϊ Sulfur dioxide oxidation a is also possible in a temporarily formed weak liquid film. formation of sulfuric acid. The formation of sulfuric acid and sulphates from the tetravalent sulfur compounds is also possible by a disproportionate reaction. This phenomenon occurs especially under deposits.

»»

Společným výsledkem výěe uvedených jevů je koroze zejména parních prostorů nádrže.A common result of the above-mentioned phenomena is corrosion, in particular of the vapor spaces of the tank.

Ve sppdní části nádrže, kde jsou stěny trvale smáčeny sulfitovým výluhem, ke korozi nedochází. Kyselina sírová je zde udržována v rovnovážné koncentraci vylučováním síranu vápenatého. Vápník ve výluhu vázaný převážně na kyselinu ligno sulfonovou má zde úlohu regulátoru obsadu volné kyseliny sírové.In the lower part of the tank, where the walls are permanently wetted with a sulphite leach, there is no corrosion. Sulfuric acid is maintained at an equilibrium concentration here by the precipitation of calcium sulfate. The lime calcium bound mainly to lignosulphonic acid has the role of regulating the free sulfuric acid content.

fF

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob protikorozní ochrany kovových nádrží na sulfitový výluh podle vynóhezu, jehož podstata spočívá v tom, že se stěny nádrže nad hladinou výluhu průběžně nebo přerušovaně omývají řídkým sulfitovým výluhem. Tento výluh je přiváděn se spodní části nedrže a/nebo je do nádrže čerpán.The aforementioned disadvantages are eliminated by the method of corrosion protection of metal sulphite leach tanks according to the invention, which consists in that the walls of the tank above the leachate surface are continuously or intermittently washed with a thin sulphite leach. This leachate is fed from the bottom and does not hold and / or is pumped into the tank.

Způsob protikorozní ochrany nádrže podle vynálezu má výhodu zejména v tom, že dochází ke smývání kyseliny sírové, která je zkoncentrovaná na stěnách nad hladinou sulfitového výluhu, čímž.se dosáhne vyěěí životnosti horní i dolní části nádrže. Dále se sníží možnost vzniku úsad a s tím spojené lokální koroze pod úsadami. Dalěí výhodou je, že pro stavbu nádrže nemusí být volena ocel odolávající kondenzátům ze sulfitového výluhu s vysokým obsahem kyseliny sírové, to znamená ocel se zvýSeným obsahem molybdenu nad 3 % a postačí ocel s korozivzdorností odpovídající skladovanému sulfitové mu výluhu·The corrosion protection method of the tank according to the invention has the advantage, in particular, of washing off the sulfuric acid, which is concentrated on the walls above the level of the sulphite liquor, thereby extending the service life of the upper and lower parts of the tank. Furthermore, the possibility of deposits and the associated local corrosion under the deposits is reduced. Another advantage is that the steel does not have to be chosen to resist condensates from sulphite leachate with a high sulfuric acid content, i.e. steel with an increased molybdenum content above 3% and a steel with a corrosion resistance corresponding to the stored sulphite leachate is sufficient.

Příklad 1Example 1

V zásobní nádrži o průměru 10 m a obsahu 800 m³, zhotovené z chrom-nikl-molybdenové oceli s obsahem molybdenu od 2,0 do 2,5 « hmotnostních, je skladován sulfitový výluh následujícího složení. Koncentrace výluhu je 120 kg.m^-3; obsah volného oxidu siřičitého 0,5 kg.m^-3; volně vázaný oxid siřičitý 4 kg.m^-3; sírany 1,9 kg.m^-3; oxid vápenatýIn a storage tank with a diameter of 10 m and a capacity of 800 m ³ made of chromium-nickel-molybdenum steel with a molybdenum content of 2.0 to 2.5% by weight, a sulphite liquor of the following composition is stored. The leachate concentration is 120 kg.m ^-3 ; content of free sulfur dioxide 0,5 kg.m ^-3 ; loosely bound sulfur dioxide 4 kg.m ^-3 ; sulphates 1.9 kg.m ^-3 ; calcium oxide

7,8 kg.m^-3; celková síra 8,1 kg.m^-3; octová kyselina 5,8 kg.m^-3; mravenčí kyselina 0,5 kg.m^-3; pentozany 18,3 kg.m^-3; pH výluhu je rovno 2,1.7.8 kg.m ^-3 ; total sulfur 8.1 kg.m ^-3 ; acetic acid 5.8 kg.m ^-3 ; formic acid 0.5 kg.m ^-3 ; pentosans 18.3 kg.m ^-3 ; The pH of the extract is 2.1.

Nádrž je vybavena cirkulačním čerpadlem, které čerpá skladovaný sulfitový výluh v množství 5 l.s' do rotační trysky umístěné v horní části nádrže nad maximální hladinou výluhu. Takto je zabezpečeno trvalé smáčení stěn zásobní nádrže, čímž je omezena koroze stěn nádrže.The tank is equipped with a circulation pump which pumps the stored sulphite liquor in an amount of 5 liters to a rotary nozzle located at the top of the tank above the maximum level of the liquor. This ensures that the walls of the storage tank are permanently wetted, thereby reducing the corrosion of the tank walls.

Příklad 2Example 2

V zásobní nádrži obsahu 800 m³ a průměru IQ a je skladován sulfitový výluh totožného složení jako v příkladu 1. Nádrž je zhotovena z chrom-nikl-molybdenové oceli s obsahem molybdenu od 2,0 do. 2,5 « hmotnostních, víko nádrže je z oceli chrom-nikl-molybdenové od 2,5 do 3,0 « hmotnostních. Víko a stěny nádrže jsou dlskontinuélně omývány do nádrže čerpaným sulfitovým výluhem po dobu 1 h s přestávkou 2 h v množství 15 l.s '. Umýváním stěn nádrže se předejde jejich koroznímu napadení.In a storage tank with a volume of 800 m ³ and a diameter 10 and a sulphite liquor of the same composition as in Example 1 is stored. 2.5% by weight, the tank lid is of chromium-nickel-molybdenum steel from 2.5 to 3.0% by weight. The lid and the walls of the tank are washed continuously into the tank by the pumped sulphite liquor for 1 hour with a break of 2 hours in a quantity of 15 ls'. Washing the tank walls prevents corrosion attack.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for the corrosion protection of metal sulphite leach tanks, in particular bulk steel storage tanks against corrosion attack, characterized in that the walls of the tank above the leachate surface are continuously or intermittently washed with a thin sulphite leachate supplied from the bottom of the tank and / or pumped into the tank.