CS237301B2 - Method of regaining of hydrogen magnesium sulphite from waste gas in combustion of sulphite waste liquor - Google Patents

Description

Ze součtu množství chemikálií je patrné, že oběh chemikálií, odpovídající obsahu věžové kyseliny, je u způsobu Magnefite v průměru větší než při kyselém způsobu; vezme-li se za základ kyselý postup ( — 100 %), je u oxidu hořečnatého tento oběh větší o přibližně 100 °/o a u síry o přibližně 40 %.

Má-li se u obou těchto způsobů při tejné jakosti buničiny dosáhnout stejné spotřeby surovin, znamená to, že ztrátová kvóta musí být u způsobu Magnefite menší v poměru vyššího oběhu chemikálií. Tato okolnost znamená výhodu pro kyselý způsob. Například platí — pro oxid hořečnatý:

stupeň zpětného získání ve výši 90 % u kyselého způsobu vyžaduje zpětné získání ve výši 95 % u způsobu Magnefite;

— pro síru:

stupeň zpětného získání ve výši 90 % u kyselého způsobu vyžaduje zpětné získání ve výši 93 % u způsobu Magnefite.

Známými způsoby pracujícími s hydrogensiřičitanem hořečnatým se zpětným získáváním chemikálií je možno ze síry, získávané zpět výhradně přes zahuštěný výluh, vyrobit v nejlepším případě téměř čistou stechiometrickou bisulfitovou kyselinu, nikoliv však kyselinu s volnou sírou, rozpuštěnou jakožto oxid siřičitý.

Známými způsoby lze vyrábět surové ky seliny, u nichž — vztaženo na stechiometricky vázanou bisulfitickou síru věžové kyseliny — chybí přibližně níže uvedené procentové množství síry:

— u způsobu Magnefite:

přibližně 4 až 5 °/o, — u kyselého způsobu: přibližně 3 až 4 %.

Tvorba 100% bisulfitové kyseliny, popřípadě volné síry v bisulfitové kyselině za vzniku věžové kyseliny probíhá v tzv, zesilovací věži pomocí plynu s vysokým obsahem (alespoň 15 % objemu) oxidu siřičitého, přiváděného ze zařízení na spalování síry. Do tohoto zařízení se přivádí takové množství síry, které odpovídá celkovým ztrátám v soustavě. Toto zesilování je možno provádět i kapalným oxidem siřičitým.

Tyto okolnosti tvorby kyseliny, podmíněné technologií výroby, způsobují, že u každého z obou uvedených způsobů jsou nutné minimální ztráty síry při výrobě požadované kyseliny. Tyto minimální ztráty jsou — u způsobu Magnefite:

3,5 až 4,5 % z celkového obsahu síry ve věžové kyselině, — u kyselého způsobu:

až 30 % z celkového obsahu síry ve věžové kyselině (při 100 % stupni účinnosti zesílení).

Podle stávajících a v budoucnosti očekávaných nařízení jsou tato zamoření okolního prostředí nepřípustná, zejména u kyselého způsobu, obzvláště když asi 30 % těchto ztrát odchází ze zařízení v podobě plynného oxidu siřičitého.

Vynález si vytyčil úkol, dodávat při zcela uzavřeném oběhu chemikálií varně varnou kyselinu, u níž je podíl fyzikálně rozpuštěného oxidu siřičitého volně volitelný.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že se v absorpci vyrobí větší množství normálního siřičitanu hořečnatého, než jakého je třeba к výrobě hydrogensiřičitanu, a navíc vyrobené množství, které odpovídá rozdílu mezi množstvím síry v zahuštěném výluhu a množstvím celkové siřičitanově a síranově vázané síry ve věžové kyselině, se odvádí z okruhu hydrogensiřičitanu v podobě normálního siřičitanu hořečnatého.

Zejména se takto získaný normální siřičitan hořečnatý používá jako základní surovina při výrobě kyseliny sírové. Výhodně se tento odvedený normální siřičitan hořečnatý rozkládá působením tepla v oxid siřičitý a oxid hořečnatý a vzniklý oxid siřičitý se rozpouští ve vyčištěném roztoku hydrogensiřičitanu, zatímco oxid hořečnatý se vrací do monosulfitového stupně.

Zejména se odvedený normální siřičitan hořečnatý rozkládá pouhým tepelným štěpením bez přísad v teplotním rozmezí 500 až 900 °C.

Tento rozklad normálního siřičitanu hořečnatého se výhodně provádí částí tepla, uvolněného v kotli na spalování výluhů.

Podle dalšího význaku vynálezu se normální siřičitan hořečnatý rozkládá v oxid hořečnatý a oxid siřičitý a vzniklý oxid siřičitý se zkapalňuje.

Normální siřičitan horečnatý se před svým rozkladem suší a jeho rozklad se provádí nepřímým zahříváním, s výhodou v proudu plynu, který v podstatě sestává z oxidu siřičitého.

Podle dalšího význaku vynálezu se část vyrobeného oxidu siřičitého uvádí v podobě jemných bublin ve styk s roztokem hydrogensiřičitanu hořečnatého, vyrobeným v absorpčním stupni, v systému pracujícím na principu Venturiho trubice.

Proud oxidu siřičitého uváděného ve styk s roztokem hydrogensiřičitanu hořečnatého se výhodně rozdělí v množinu dílčích proudů. Tyto dílčí proudy se přivádějí do místa nejužšího průřezu spádového kanálu, pracujícího na principu Venturiho trubice.

Vynález je schematicky a příkladně znázorněn na obr. 1 a 2. Na obr. 1 je znázorněno provozní schéma zařízení pro rozklad normálního siřičitanu a na obr. 2 je schéma tepelného režimu u podobného zařízení.

Podle obr. 1 se vodná suspenze siřičitanu hořečnatého dopravuje ze zařízení ke zpětnému získávání hydrogensiřičitanu hořečnatého do odstředivky 1, v níž se zahustí na obsah sušiny vyšší než 70 % a dopravním šnekem 2 se odvádí do proudového sušiče

3. Voda oddělená v odstředivce 1 stéká potrubím 13 zpět do zařízení ke zpětnému získávání hydrogensiřičitanu hořečnatého. Vysušený krystalický normální siřičitan horečnatý se v cyklónu 4, zařazeném za proudovým sušičem 3, oddělí od sušicího vzduchu a padá do zásobníku 5. Vzduch ze sušiče se z cyklónového odlučovače vede do zařízení pracujícího s hydrogensiřičitanem hořečnatým. Normální siřičitan hořečnatý se přes kapsový rotační dávkovač 6 dopravuje šnekovým dopravníkem 7 do zařízení 8 к tepelnému štěpení siřičitanu, které pracuje v teplotním rozmezí, s výhodou 500 až 900 °C. Při těchto teplotách se normální siřičitan hořečnatý rozkládá v oxid horečnatý a oxid siřičitý. Oxid siřičitý se dmychadlem 9 vhání do. chladiče 10 plynu, přitom se ochladí na teplotu přibližně 65 °C a vede se do zesilovací věže к vytvoření volné rozpuštěné síry v podobě oxidu siřičitého v roztoku hydrogensiřičitanu hořečnatého. Oxid siřičitý je však též možno zkapalňovat. Oxid horečnatý odchází ze zařízení 8 к tepelnému štěpení přes výsypku a kapsový rotační dávkovač 11 a přichází do hydratizační nádoby 12, kde se rozmíchá vodou a čerpá v podobě rozpuštěného hydroxidu hořečnatého do zařízení к zpětnému získávání hydrogensiřičitanu horečnatého, jakožto absorbens pro oxid siřičitý.

Na obr. 2 je znázorněn tepelný rozklad v zařízení 8 (reaktoru J к tepelnému štěpení (v dalším též nazývaném rozkladný reaktor), přičemž je rozkladný reaktor nepřímo vytápěn ohřívacím plynem ze spalovací komory 14, zahřátým na teplotu přibližně 900 stupňů Celsia. Ohřívací plyn, odcházející z rozkladného reaktoru 8 a ochlazený na teplotu přibližně 800 °C, se ve výměníku 15 tepla ochladí na teplotu přibližně 600 °C a odtud se vede do sušiče 16 normálního siřičitanu hořečnatého. Z tohoto sušiče odchází plyn s teplotou přibližně 400 °C a vede se posléze do dalšího výměníku 17 tepla, v němž se ochladí na teplotu přibližně 300 °C, což je přibližně teplota odpadních plynů z kotle 26 na spalování výluhů. Z výměníku 17 tepla se plyn zavádí před absorpčním zařízením 27 do potrubí 18, odvádějícího odpadní plyny ze spalovacího kotle.

Z absorpčního zařízení 27 se část vyrobeného vlhkého normálního siřičitanu hořečnatého cdvádí do sušiče 16. Vysušený normální siřičitan hořečnatý se vnáší přes závěr 19 do zařízení 8 к štěpení siřičitanu, v němž se udržuje rozkladná teplota přibližně 800 °C. Zařízením 8 na štěpení siřičitanu proudí horká směs plynů obsahující oxid siřičitý, která při svém výstupu obsahuje vodní páru a prachové podíly oxidu hořečnatého a která po svém výstupu ze zařízení 8 na štěpení siřičitanu se ochladí v regenerativním výměníku 20 tepla, v cyklónu 21 s výměnou tepla, jakož i ve výměníku 23 tepla na přibližně 200°C, dříve než se pomocí dmychadla 22 část směsi vrací přes kondenzátor 25 do zesilovacího zařízení 24. V cyklónu 21 s výměnou tepla se oddělí prachové podíly oxidu hořečnatého, které vznikají při rozkladu, a vrací se do absorpčního zařízení 27. Za dmychadlem 22 se zbylá převážná část směsi plynů s obsahem oxidu siřičitého vede přes výměníky 20, 15 tepla zpět do zařízení na štěpení siřičitanu, jakožto nosný plyn, přičemž se ve výměnících 20, 15 tepla opět zahřeje až téměř na rozkladnou teplotu.

К lepšímu využití tepla se palivo^ a/nebo spalovací vzduch předehřívá v cyklónu 21 s výměnou tepla, popřípadě ve výměníku 17 tepla. Zesilovací zařízení 24 sestává v podstatě z Venturiho trubice upravené v uzavrené nádobě, v jejímž nejužším místě se přivádí oxid siřičitý, který se rozpouští v surové, v okruhu obíhající, kyselině.

V rámci vynálezu je možné, zahřívat rozkladné zařízení přímo nebo nepřímo proudem kouřových plynů z kotle 26 na spalování výluhů. Dále je možné, je-li nutná jen nižší potřeba kyseliny v roztoku hydrogensiřičitanu, odvádět část siřičitanu hořečnatého vyrobeného v absorpčním zařízení z oběhu chemikálií a zpracovat, například na kyselinu sírovou.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT

   1. Způsob zpětného získávání hydrogensiřičitanu hořečnatého z odpadních plynů z kotle na spalování výluhů, při němž se absorpce oxidu siřičitého provádí v alespoň jednom stupni pracujícím s normálním siřičitanem hořečnatým a v alespoň jednom stupni pracujícím s hydrogensiřičitanem hořečnatým, vyznačující se tím, že se v absorpci vyrobí větší množství normálního siřičitanu hořečnatého, než jakého je třeba к výrobě hydrogensiřlčitanu, a navíc vyrobené množství, které odpovídá rozdílu mezi množstvím síry v zahuštěném výluhu a množstvím celkové siřičitanově a síranově vázané síry ve věžové kyselině, se odvádí z okruhu hydrogensiřičitanu hořečnatého v podobě normálního siřičitanu hořečnatého.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se normální siřičitan hořečnatý, odvedený z okruhu hydrogensiřlčitanu hořečnatého, rozkládá působením tepla na oxid siřičitý a oxid hořečnatý a vyrobený oxid siřičitý se rozpouští ve vyčištěném roztoku hydrogensiřlčitanu, zatímco oxid hořečnatý se vrací dostupně pracujícího s normálním siřičitanem.
3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se normální siřičitan hořečnatý, odváděný z okruhu hydrogensiřičltanu hořečnatého, rozkládá pouhým tepelným štěpe- vynalezu ním bez přísad v teplotním rozmezí 500 až 900 °C.
4. 4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že pro štěpení normálního siřičitanu hořečnatého se použije části tepla, které se uvolňuje v kotli na spalování výluhů.
5. 5. Způsob podle bodu 2 vyznačující se tím, že se normální siřičitan hořečnatý štěpí na oxid hořečnatý a oxid siřičitý a oxid siřičitý se zkapalňuje.
6. 6. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se normální siřičitan hořečnatý před svým štěpením suší.
7. 7. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se štěpení normálního siřičitanu hořečnatého provádí nepřímým zahříváním.
8. 8. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že štěpení normálního siřičitanu hořečnatého probíhá v proudu plynu, který sestává v podstatě z oxidu siřičitého.
9. 9. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se část vyrobeného oxidu siřičitého uvádí v podobě jemných bublin ve styk s roztokem hydrogensiřlčitanu hořečnatého, vyrobeným v absorpčním stupni, v systému pracujícím na principu Venturiho trubice.
10. 10. Způsob podle bodu 9, vyznačující se tím, že se proud oxidu siřičitého, uváděný ve styk s roztokem hydrogensiřlčitanu horečnatého, rozdělí na množinu dílčích proudů.