DE2123201C3

DE2123201C3 - Process for the treatment of waste eye from pulp manufacture

Info

Publication number: DE2123201C3
Application number: DE19712123201
Authority: DE
Inventors: Donald Robert; Cook William Roy; Rion James Henry; Biggs jun. William Archibald; Hartsville S.C. Sheeley (V.StA.)
Original assignee: Sonoco Products Co
Current assignee: Sonoco Products Co
Priority date: 1970-05-14
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1976-12-16

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Abfallauge bei der Zellsloffherstellung und hauptsächlich auf ein Verfahren zum Behandeln verbrauchter Lauge aus einem auf Sodabasis arbeitenden Sulfitzell-•off-Aufschlußverfahren, um Natriumsulfit zwecks Wiederverwendung im Zellstoff-Aufschlußverfahren *iederzusewinnen und die übliche Verschmutzung der /u vermeiden, die durch den Abfluß der Ablaugen verursacht wird.This invention relates to the treatment of waste eye in cell cloth manufacture and primarily on a process for treating used lye from a soda-based sulfite cell • off digestion process, around sodium sulfite for reuse in the pulping process * Recover and avoid the usual pollution of the / u caused by the drainage of the waste liquors caused.

In der DT-PS % 467 ist ein Verfahren zur Regenenerun« der Alkalien aus den Ablaugen der Sulfit- und SuI-1,1-Zellsiolfabrikaiion mittels Tonerde oder tonerdehaltiger Materialien (z. B. Bauxit) beschrieben, wobei den Ablaugen neben der Tonerde ein dem Schwefelgehalt der Laugen entsprechender Zusatz von Kalk u. dgl. gegeben wird. Nachteilig ist. daß die behandelten Ab-,o laugen beim Eindampfen klebrige Massen ergeben, die beim Calcinieren verklumpen. Bei der Aufarbeitung des Calcinats durch Wasserbehandlung verbleiben die Schwefelverbindungen im Rückstand und die Lösung enthält das Natriumaluminat. Beim Verfahren der vor-, < licenden Erfindung werden keine Calciumvcrbindungen als Zusätze verwendet und außerdem fallen hierbei keine klebrigen Massen bzw. Klumpen an.In the DT-PS% 467 there is a procedure for regeneration of the alkalis from the waste liquors of the sulphite and SuI-1,1-Zellsiolfabrikaiion using alumina or alumina-containing materials (e.g. bauxite), where In addition to the clay, an addition of lime and the like corresponding to the sulfur content of the alkalis is given. Is disadvantageous. that the treated waste, o alkalis give sticky masses on evaporation, the clump together on calcining. When the calcinate is worked up by water treatment, the remaining Sulfur compounds in the residue and the solution contains the sodium aluminate. In the procedure of the According to the invention, there are no calcium compounds used as additives and, moreover, there are no sticky masses or lumps.

Außerdem zeichnet sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß es in technisch fortschriiilieher Weise gestattet, aus der Abfallauge sowohl die Schwefelverbindungen in Form \on gasförmigem So/als auch die Natriumverbindungen in Form von Natriumaluminat wiederzugewinnen.Also, the method of the present stands out Invention in that it is technically advanced Way allows both the sulfur compounds in the form of gaseous form from the waste eye So / as well as recovering the sodium compounds in the form of sodium aluminate.

Gemäß dieser Erfindung wurde gefunden, daß Ab-₂c kuigcnbchandlungsverfahrcn, die normaler* eise die Verwendung von teuren Auskleidungen oderGlasober-Ilachen erfordern, wobei die Überführung des Natriums und des Schwefelgehaltes in eine Schmelze erfolgt, vereinfacht werden kann und das Verfahren Zufnedemiellend mit einer Ausrüstung ohne teure Oberflächenauskleidungen. wie einem Rolationsofen, ausgeführt werden kann. Die Erfindung beruht darauf, daß man den Natriumgehalt der Ablauge mit einem Festsioffaiieil von 25 bis 70% mit Aluminiumoxid oder Tonerde Ihdrat in einem Verbrennungsverfahren umsetzt, um Natriumaluminat zu bilden und dabei genügende Mengen Natriumaluminat erhält, um di«. Ablauge einschließlieh organischer Anteile und Wasser in einer festen stuckigen nicht klebrigen Form zu erhalten. Diese Form wird w äh'rend des Trocknens und der Verbrennung bei Tem peraturen unterhalb des Schmelzpunktes des Aluminais bei etwa lb49°C beibehalten.According to this invention it was found that waste ₂ kuigcnbchandlungsverfahrcn c, the normal * else the use of expensive linings require or glass top-Ilachen, wherein the conversion of sodium and sulfur is carried out in a melt can be simplified and the process Zufnedemiellend with equipment without expensive surface linings. like a rolation furnace. The invention is based on the fact that the sodium content of the waste liquor with a solids content of 25 to 70% is reacted with aluminum oxide or alumina hydrate in a combustion process to form sodium aluminate and sufficient amounts of sodium aluminate to be obtained. To obtain waste liquor including organic components and water in a solid, lumpy, non-sticky form. This shape is maintained during drying and combustion at temperatures below the melting point of the alumina at about lb49 ° C.

Das Natriumaluminat verhindert die übliche iberführung der Ablauge mit organischen Feststoffen in eine klebrige Schmelze und vermeidet die Notwendigkeit einer teuren Anlage zur Durchführung desselben.The sodium aluminate prevents the usual transfer the waste liquor with organic solids in a sticky melt and avoids the need an expensive installation to carry out the same.

in einem bekannten Verfahren, bei dem die schon genannte Auskleidung der Arbeitskessel verwendet wird werden die Ablaugefcstanteile zu einer klebrigen oder flüssigen Schmelze gemäß dem Verfahren, welches in der USA.-Patentschrift 30 61 408 beschrieben ist, verarbeitet. Hierin wird vorgeschlagen, der Ablauge ein an Siliziumdioxid und Aluminiumhydroxid reiches Rtaktionsmitiel zuzusetzen, um eine Schmelze herzustellen, jedoch wird weder in dieser Patentschrift noch in einer anderen Veröffentlichung die richtige Feststellung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, daß unter Verwendung von genügenden Mengen Natriumaluminat die Ausgangsablaugenmasse in Form von nicht klebrigen einzelnen Teilchen oder Stücken zu erhalten sei und dabei vollständig die Bildung einer Schmelze oder eines klebrigen Reaktionsproduktes vermieden werde, welches nur schwierig zu handhaben sei und eine teure Auskleidung der Vorrichtungen erfordere. in a known method in which the already mentioned lining of the working vessel is used the waste liquor constituents become a sticky or liquid melt according to the process which in U.S. Patent 3061408 is processed. It is proposed here to use the waste liquor add an ingredient rich in silicon dioxide and aluminum hydroxide in order to produce a melt, however, neither this specification nor any other publication makes the correct statement according to the present invention described that using sufficient amounts of sodium aluminate the starting waste liquor in the form of non-sticky individual particles or pieces be obtained and thereby completely the formation of a melt or a sticky reaction product be avoided, which is difficult to handle and requires expensive lining of the devices.

Weiterhin wird bei dem Verfahren der vorliegerden Erfindung die stückige Form auch während des Eingangs in das Verbrennungsreaktionsverfahren bis zurFurthermore, in the method of the present invention, the lumpy shape is also used during entrance in the combustion reaction process up to

endgültigen Natriumaluminaiasche aufrechterhalten. Hierdurch wird die Aschengewinnung wesentlich vcieinfaeht und der Staubanfall sehr verringert.Maintain final sodium alumina wash. As a result, the ash extraction is considerably faster and the amount of dust is greatly reduced.

In unserem Verfahren werden Oberflächen der Reakiiunsteilnehmcr geröstet oder erhitzt auf eine s Temperatur unterhalb des Schmc./punkies des Aluminats und die Arbeitsweise kann zufriedenstellend in solchen einfachen Vorrichtungen wie einem Mehrkammerofen oder Rotationsofen ausgeführt werden. Tatsächlich kann jede Type eines Ofens für das Verfahren dieser Erfindung Verwendung finden, die /um Verbrennen brennbarer Stoffe bestimmt ist und mit einem Aschesammler ausgerüstet ist. wie mit Kohle oder Hol/ befeuerte Kessel, Flüssigbeitröster. Veraschungsöfen u.dgl.In our process, surfaces of the reaction participants are roasted or heated to a temperature Temperature below the melting point of the aluminate and the operation can be satisfactory in such simple devices as a multi-chamber furnace or rotary kiln. In fact, any type of furnace can be used for the process This invention find use, which is intended to burn combustible materials and with a Ash collector is equipped. such as coal or wood-fired boilers, liquid roaster. Incinerators etc.

Auch besteht in unserem Verfahren der Teil der Ofenasche, die wieder zurückgeführt wird. größtenteils aus Natriumaluminat. das als einzigartiger und überra- »chend wirksamer Absorptionsiräger wirkt wenn es mit der Abfallauge vermischt wird. Dieser Träger bildet Richte, nicht blockende Teilchen, die in den schon geliannten preiswerten Typen der Vcrbrennungs- oder Rotationsöfen leicht behandelt werden können.In our process, there is also the part of the furnace ash that is returned. Mostly from sodium aluminate. which acts as a unique and »surprisingly effective absorbent when it does is mixed with the waste eye. This carrier forms straight, non-blocking particles, which in the already gelianelte inexpensive types of incineration or rotary furnaces can be easily handled.

Um die vorstehend beschriebenen wirtschaftlich wichtigen Effekte unseres Verfahrens zu erhalten, verwenden wir Aluminiumoxid oder Tonerde-Hydrat, um es mit dem Natriumgehalt der Ablauge umzusetzen, um iMatnumaluminat zu bilden und unter genügender Rückführung zusätzliches Natriumaluminat als einen !trockenen Absorptionsträger für die Ablauge zu erhalilen. Das Reaktionsgemisch wird in einem Ofen bei einer Temperatur von mindestens 538 C und gewöhnlich in dem Bereich von 816 bis 1093 C erhitzt. Die Temperatur in dem Ofen wird genügend niedrig während der Bearbeitung gehalten, so daß die Reaktionsmasse in keiner Stufe plastisch oder klebrig wird.In order to obtain the economically important effects of our process described above, use we use aluminum oxide or alumina hydrate to react it with the sodium content of the waste liquor iMatnumaluminat form and under sufficient Recirculation of additional sodium aluminate as a dry absorption carrier for the waste liquor to be obtained. The reaction mixture is in an oven at a temperature of at least 538 C and usually heated in the range of 816 to 1093 C. The temperature in the furnace becomes sufficiently low during maintained during processing so that the reaction mass does not become plastic or sticky at any stage.

Nach der Ofenbehandlung wird ein Teil der Ofenasche in Wasser aufgelöst, und die erhaltene Lösung wird mit saurer Sulfitlösung der Anlage vermischt. Hierdurch wird der Aluminiumgehalt veranlaßt, als Aluminiumhydroxid oder als sein Hydrat auszufallen und läßt das Natrium als normales Sulfit zurück. Das hydratisierte Aluminiumhydroxid und andere unlösliche Anteile werden abgetrennt und mit mehr Speiselauge vermischt. Die Sulfitlösung wird zurückgeführt zur Verwendung bei der Laugenanfertigung für den Aufschlußvorgang entweder für das saure Sulfit-, Bisulfit- oder neutrale Sulfit-Verfahren oder es kann gelagert werden zur künftigen Wiederverwendung oder zum Verkauf. Ein Teil der normalen Sulfitlösung wird in die Anlage zur Ausführung unseres Verfahrens zrrückgeführt, um Schwefeldioxidgas aus den Verbrennungsgasen zu absorbieren und saures Sulfit mittels herkömmlicher Vorrichtungen zu bilden.After the furnace treatment, part of the furnace ash is dissolved in water and the resulting solution is mixed with the acid sulphite solution of the plant. This causes the aluminum content to be as Aluminum hydroxide or precipitates as its hydrate, leaving the sodium behind as normal sulfite. The hydrated aluminum hydroxide and other insoluble fractions are separated off and mixed with more edible liquor mixed. The sulphite solution is returned for use in lye preparation for the digestion process either for the acid sulphite, bisulphite or neutral sulphite process, or it can be stored for future reuse or for sale. Part of the normal sulphite solution is added to the plant recirculated to carry out our process to absorb sulfur dioxide gas from the combustion gases and to form acid sulfite using conventional equipment.

Um die wirtschaftlich wertvoller. Ausführungen unseres vorstehend beschriebenen Verfahrens zu erhalten und im besonderen das Natriumaluminat-Absorptionsträgermaterial zu erhalten, wird ein molares Verhältnis von Na.'O zu AbOj von etwa 1 : 1 bis 2 : 1 verwendet. Dieses Verhältnis kann unter Umständen, falls erforderlich, auf etwa 3 : 1 erhöht werden. Bei jedem benutzten Verhältnis ist es jedoch wichtig, das anwesende Aluminiumoxid oder Tonerde mit dem Natrium in einem solchen Ausmaß umzusetzen, daß die übliche Bildung von Natriumsulfid und die Bildung einer klebrigen Schmelze vermieden wird.To make the more economically valuable. Executions of our To obtain the method described above and in particular the sodium aluminate absorbent carrier material To obtain a molar ratio of Na.'O to AbOj of about 1: 1 to 2: 1 is used. This ratio can be increased to approximately 3: 1 if necessary. Used with each However, it is important to balance the aluminum oxide or clay present with the sodium in to such an extent that the usual formation of sodium sulfide and the formation of a sticky Melt is avoided.

Als verdeutlichendes Beispiel des Verfahren^, unserer Erfindung wird dieses in der Zeichnung als Fließschema dargestellt und mit den dargestellten Vorrichtungen in folgender Weise ausgeführt:As an illustrative example of the procedure ^, ours Invention, this is shown in the drawing as a flow diagram and with the devices shown in carried out in the following way:

Verdünnte Abfallauge auf der Basis einer natriumhaltigen Sulfitlauge wird in Mehrfachverdampfern 1 eingeengt. Die konzentrierte Lauge wird durch die Leitung 2 zu einem kontinuierlichen Mischer 3 geführt, wo diese intensiv mit rückgeführtem Aluminiumhydroxid-Hydrat aus der Leitung 4 und mit rückgeführter pulverisierter Natriumalumin« ">fenasche aus der Leitung 5 vermischt wird. Von der Mischstufe wird das Gemisch in Form von einzelnen Stücken durch eine Rohrleitung 6 zu einem Ofen 7 transportiert, z. B. in einen Rotationsofen, wo das stückige Gemisch verbrannt wird, um die organische Phase und den Schwefelgehalt in SO: und COj zu vergasen. Wasserdampf zu erhalten und den Natriumgehalt mit dem Aluminiumoxid umzusetzen, um Natriumaluminat zu bilden.Diluted waste liquor based on sodium sulphite liquor is used in multiple evaporators 1 constricted. The concentrated liquor is fed through line 2 to a continuous mixer 3, where this intensively with recycled aluminum hydroxide hydrate from line 4 and with recycled pulverized Sodium aluminum «"> bottle ash from line 5 is mixed. From the mixing stage, the mixture is in the form of individual pieces through a pipeline 6 transported to an oven 7, e.g. B. in a rotary furnace, where the lumpy mixture is burned to to gasify the organic phase and the sulfur content in SO: and COj. To get water vapor and react the sodium content with the alumina to form sodium aluminate.

Das Natnumaluminatprodukt triti in Form einer ungeschmolzenen Asche aus dem Ofen durch die Leitung 8 aus, in der sein Strömen in zwei Teile unterteilt wird. wobei eine geeignete Menge der Asche durch die Leitung 9 zu einem Pulverisiergerät 10 und dann zurück zum Mischer 3 geführt wird. Der zurückbleibende Teil der Asche wird durch die Leitung 11 zu einem Lösebehälter 12 geführt; Wasser wird durch die Leitung 13 in die Lösebehälter 12 eingeleitet, um die Natriumaluminatasche aufzulösen. Die erhaltene Lösung wird mit ihren Spuren an unlöslichen Verunreinigungen durch die Leitung 14 zu einem Klärgerät 15 geführt, wo die unlöslichen Bestandteile entfernt werden.The sodium aluminate product triti in the form of an unmelted Ash out of the furnace through conduit 8 in which its flow is divided into two parts. taking an appropriate amount of the ash through line 9 to a pulverizer 10 and then back to mixer 3. The remaining part of the ash is passed through line 11 to a dissolving container 12 led; Water is introduced into the dissolving tank 12 through line 13 to remove the sodium aluminate ash dissolve. The solution obtained is with its traces of insoluble impurities by the Line 14 led to a clarifier 15, where the insoluble Components are removed.

Die geklärte Natriumaluminatlösiing wird durch die Leitung 16 zu dem Reaktor 17 geführt. Im Reaktor wird die Natriumaluminatlösung mit NaIISOi von der Leitung 18 angesäuert, um Na2SOi zu bilden und Aluminiumhydroxid oder Hydrat auszufällen. Der Reaktionsbrei wird durch die Leitung 19 zu einem kontinuierlichen Filter 20 geführt, wo das hydratisierte Aluminiumoxid entfernt, gewaschen und durch die Leitung 4 zurückgeführt wird. Ein Teil des Na:SOs-Filtrats wird durch die Leitung 21 zum Absorptionssturm 22 geführt. Der verbleibende Teil der NaiSOs-Lösung wird zu der Aufschlußanlage zur Wiederverwendung durch die Leitung 23 geführt.The clarified sodium aluminate solution is obtained by the Line 16 led to the reactor 17. In the reactor, the sodium aluminate solution with NaIISOi from the Line 18 acidified to form Na2SOi and aluminum hydroxide or to precipitate hydrate. The reaction slurry becomes a continuous one through line 19 Filter 20 where the hydrated alumina is removed, washed and passed through line 4 is returned. Part of the Na: SOs filtrate becomes passed through line 21 to absorption tower 22. The remaining part of the NaiSOs solution becomes the Digestion plant for re-use by the pipeline 23 led.

Die Verbrennungsgase vom Ofen 7, welche SO:. CO2, inertes Gas und Wasserdampf enthalten, werden durch die Leitung 24 zu einem Zyklonabscheider 25 geführt, um mitgeführte Ofenasche zu dem Löser oder Mischer zurückzuführen. Der gereinigte Gasstrom vom Zyklon strömt durch die Leitung 26 in den Abfallcrhitzungsboiler 27, wo Hitze ausgetauscht wird, um Dampf für die Verdampfer zu erzeugen. Die verbleibenden Gase mit einem SO2-Gehalt gehen durch die Leitung 28 in den Absorptionsturm 22. Im Absorptionsturm reagiert das SO2 mit der Na2SOi-Lösung von der Leitung 21. um NaHSOi für die Ansäuerungsreaktion im Reaktor 17 zu bilden.The combustion gases from the furnace 7, which SO :. Contain CO2, inert gas and water vapor passed through the line 24 to a cyclone separator 25 to remove entrained furnace ash to the dissolver or Due to mixer. The purified gas stream from the cyclone flows through line 26 into the waste heating boiler 27, where heat is exchanged to generate steam for the evaporators. The remaining Gases with an SO2 content pass through the line 28 into the absorption tower 22. In the absorption tower the SO2 reacts with the Na2SOi solution from the pipe 21. to NaHSOi for the acidification reaction in the To form reactor 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the treatment of waste liquors from an alkaline soda digestion process for Pulp, whereby aluminum hydroxide-containing material is added in such an amount that sodium aluminate is formed from the sodium content, characterized in that the concentrated Lye with aluminum oxide. Alumina hydra! or aluminum hydroxide and recycled nairium alumina ash as a dry absorption device for the waste liquor into a solid, lumpy one Reaction mixture is mixed, which at a temperature below the melting point of the sodium alumina is burned, with a part of the sodium ina ash to form the lumpy Mass is returned and the remainder of the sodium ash is dissolved in water and with »Acidic sodium sulfite solution. which by absorption of the SO: in ♦ has been exposed to a sodium sulphite solution, "Is brought to light that the aluminum housed as Alumina. Alumina hydrate or aluminum hydroxide is recovered and the sodium silicate solution, which is thereby obtained, for the absorption of further SO: returned or in the Soda-based digestion process is recycled.

2. The method according to claim I, characterized in that that the combustion stage is carried out at temperatures between 538 and 1093X.

3. The method according to d; n claims 1 or 2. thereby characterized in that the sodium aluminate with a molar ratio of Na: O to Al: Oi of about 1: 1 to 2: 1 is formed.

4. The method according to one or more of claims I to 3, characterized in that the Waste liquor to 25 to 70% solids prior to mixing with alumina. Toncrdetiydrut. Aluminum hydroxide or sodium aluminate is concentrated.

5. Apparatus for performing the method make one or more of claims 1 to 4. characterized in that this consists of multiple evaporators (1) for diluted waste eye on the Based on a sodium sulphite liquor, a continuous mixer (3) for mixing de concentrated Lye with recycled aluminum hydroxide hydrate and recycled powdered nairium aluminate furnace ash for forming a lumpy mixture, an oven (7), a pulverizer for the lumpy furnace ash, a loosening container (12). a clarifier (15), a reactor (17), a continuous filter (20), an absorption tower (22), a cyclone separator (25) for the combustion gases from the furnace (7) and a waste heat boiler (27).