DE2808935B1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung der aufgestärkten Kochsäure für den Zellstoffaufschluß - Google Patents

Description

Spaltung unterzogen und die Lösung mit geringerer Konzentration zur Kochsäureherstellung verwendet wird.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teilstrom der erzeugten MgfHSO^Lösung ein heizbarer Behälter angeordnet ist, von dessen Gasraum eine Abzweigleitung zu einem Lösungsapparat und aus dessen Flüssigkeitsraum eine Rückführungsleitung in die als Naßwäscher vorgesehene Absorptionsstufe angeordnet ι ο ist Insbesondere ist der Lösungsapparat mit einer Kreislaufleitung ausgebildet, in der eine engste Stelle vorgesehen ist, in welcher das gasförmige SO₂ der Lösung bläschenförmig zugeführt wird. Vorzugsweise ist der heizbare Behälter konstruktionsgleich mit dem is Lösungsapparat ausgebildet, wobei insbesondere die beiden Apparate durch Ventile wechselseitig verbunden sind, so daß die Funktion der beiden Apparate gegenseitig austauschbar ist.

Die Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 beispielsweise and schesnatisch in Form eines FüeBbüdes dargestellt.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Anhge zur Aufstärkung der Kochsäure für Zellstoffkochung.

F i g. 2 zeigt das Schaltbild einer weiteren Anlage.

In F i g. 1 ist das Schaltbild einer Kochsäureherstellung für die Zellstoffkochung dargestellt. In einem Laugenverbrennungskessel 10 wird die eingedickte Ablauge aus der Zellstoffkocherei unter Verwendung eines Stützbrennstoffes verbrannt Die hierbei entstehende Wärme wird zur Dampferzeugung verwendet Das staubhaltige Abgas wird im Trockenentstauber 11, der als Zyklon oder Elektrofilter ausgebildet sein kann, abgeschieden. Der abgeschiedene Staub enthält hauptsächlich MgO, weiches zur SOrAbsorption Verwendung finden kann. Hierzu wird der gereinigte Abgasstrom durch beispielsweise drei Naßwäscherstufen 7,12 und 13 geführt, wobei schrittweise der SOj-Gehalt abgebaut wird. Vor dem Eintritt in den Naßwäscher 12 nach dem Geblase 14 wird hierzu das zuerst abgeschiedene MgO staubförmig oder in aufge- *o schlämmter Form dem Abgas zugeführt, so daß der Naßwäscher 7 und das Gebläse 14 vom staubfreien Abgas durchströmt werden. In den Naßwäschern 12 und 13 wird durch die Absorption des SO₂, aus dem MgO und dem vorhandenen Wasser, eine MgSO3-Aufschläm- *5 mung erzeugt, die im Abscheider 15 vom Festkörper MgSOj getrennt wird; die Restlösung wird in den Naßwäscher 13 zurückgeführt Das N^SO₃ wird fiber die Leitung 16 in den mit hoher SOrKonzentration betriebenen Naßwäscher J als Waschsuspension einge- so führt, wobei sich Mg(HSO₃J₂ bildet welches sich im Wasser löst und Ober die Leitung 17 weitertransportiert wird. Aus der Leitung 17 wird ein Teilstrom der Mg(HSOs)₂-Lösung entnommen und einem Behälter 1 zugeführt in dem durch Zuführung von Wärme die Lösung in SO2 und MgSO₃ thermisch zersetzt wird. Das gasförmige SO2 steigt in Bläschenform im Ringkanal 5 der Behälter I auf und wird im Gasraum 2 gesammelt von welchem es durch eine Abzweigleitung 3 zu einem Lösungsapparat 4 zugeführt wobei in der Leitung 3 mehrere Ventile 18 angeordnet sind. Die Ventile 18 sind paarweise und symmetrisch angeordnet so daß der Behälter 1 und der Lösungsapparat 4 konstruktionsgleich ausgebildet werden können. Dies hat den Vorteil, daß auch die Funktion der beiden Behälter ausgetauscht werden können, wodurch Verkrustungen, die im Behälter 1 auftreten korn in, bei dessen Funktion als Lösungsapparat 4 beseitigt werden können, indem die Verkrustungen gelöst werden. Die im Behälter 1 auskristallisierten MgSOrKristalle werden in Form einer Suspension über die Leitung 19 in die Leitung Ifa eingeführt und in den Naßwäscher 7 als Absorbenssuspension zurückgeführt

Der Lösungsapparat 4 weist eine Kreislaufleitung 8 auf, in der die Mg(HSO₃)2-Losimg sowie das Rest-MgSO₃, welches in der Waschstufe 7 nicht mehr in Bisulfit umgewandelt werden konnte (entnommen aus Leitung 17), über eine Engstelle 9 geführt wird, wo das SO₂ aus dem Zersetzungsapparat 1 dem Kreislauf bläschenförmig zugeführt wird. Durch diese Verfahrensweise des Lösungsapparates wird nicht nur das ReSt-MgSO₃ in MgiHSO^-Lösung übergeführt, sondern gleichzeitig auch diese Lösung durch Absorption von SO₂ gesättigt Es ergibt sich hierdurch eine verwendungsfähige, aufgestärkte Kochsäure für die Zellstoffkochung, die über Ventil 18 und die verlängerte Leitung 17 (über entsprechende Ventile) abgeführt wird. Zur Aufwärmung der MgfHSOjJrLrTung im Zersetzungsbehälter 1 wird Frischdampf verwendet der im Laugenverbrennungskessel 10 hergestellt wird. Selbstverständlich genügt für diesen Zweck nur eine geringe Teilmenge des erzeugten Dampfes. Die entsprechende Dampfleitung wurde mit dem Bezugszeichen 20 versehen.

In Fig.2 ist ein ähnliches Schaltbild dargestellt Bei dieser Anlage wird die Mg(HSO₃)2-Lösung in zwei Konzentrationen hergestellt wobei dem Naßwäscher 7 ein weiterer Naßwäscher 6 vorgeschaltet ist in dem die Kochsäure mit höherer Konzentration hergestellt wird, die im Zersetzungsbehälter 1 in SO₂ und MgSO₃ zersetzt wird, wobei das MgSO₃ über die Rückführungsleitung 19 direkt in den Naßwäscher 6 zurückgeführt wird. Dies hat den Vorteil gegenüber der Anlage gemäß F i g. 1, daß der Wasserinhalt in der Zersetzungsanlage verringert wird, wodurch eine Vereinfachung des Verfahrens erzielt wird.

Das Verfahren wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt; bei entsprechender Dimensionierung der Behälter ist aber auch ein teilweise diskontinuierlicher Betrieb möglich. Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Abgase von LaugenverbrennungskesseSn eingeschränkt da zur Herstellung der Kochsäure auch andere schwefeldioxidhaltige Abgase, z. B. von ölgefeaerten Dampfkesseln, Verwendung finden können, die dann durch Frisch-MgO-Zugaben anstelle der Gewinnung des MgO im Trockenabscheider 11 betrieben werden. Das anfallende Magnesiumbisulfit kann dann mit der gewünschten SOrKonzentration den Zellstoffwerken zur Verfügung gestellt werden, so daß Chemikalienverluste, die während des Koch- und Wiedergewinnungsprozesses unvermeidbar sind, gedeckt werden können. Etwaige Oberschüsse lassen sich in Schwefelsäurefabriken verwerten.

Beispiel

In einer Laugenverbrennungsanlage 10 entstehen stündlich 80 000 m³ irockenes Abgas, welches 2341 kg SO₂ (rd. 1 VoL-%) enthält Der im Abgas enthaltene Staub wird in einem Trockenabscheider Il vor den Waschstufen 7, 12 und 13 abgeschieden, wobei mit einem Wirkungsgrad von etwa 85% 646 kg/h MgO sowie Ballaststoffe in Form von wasserlöslichen Salzen als Verunreinigung dex MgO abgeschieden werden. Der abgeschiedene Staub wird nach einer eventuellen Reinigung in die Waschstufe 12 bzw. 13 eingebracht, wo er mit 27 0001 Wasser in Beriihrune kommt. Dieses

Wasser-MgO-Gemisch löst rund 1000 kg SO₂ und bildet hiermit 1641 kg MgSOj, welches in Form einer Aufschlämmung in die erste Waschstufe 7 eingebracht wird, wo zusammen mit der eingebrachten und rückgeführten Flüssigkeit 44 000 kg/h Mg(HSOj)₂-Losung gebildet wird. Diese Lösung enthält inisgesamt /.1% SO₂. wobei 0,6% als Sulfit gebunden ist. Aus diesem Säurestrom werden 14 000 kg/h der Spaltstufe (Zersetzungsapparat 1) mit 3000 kg Heizdampf zugeführt. Bei dieser Wärmebehandlung spaltet sich ein Teil des Magnesiumsulfits, so daß die in die Bisulfitstufe 7 rückgeführte Säuremenge 1,67% sulfitisch gebundenen Schwefel enthält. Auf diese Art und Weise werden ca. 14 000 kg Säure pro Stunde rückgeführt. In der Spaltstufe entstehen mit dem Überschußdampf 150 kg SOj, welches mit dem Überschußdampf der Aufstärkstufe 4 zugeführt wird. In der Aufstärkstufe reduziert sich der sulfitisch gebundene Schwefelanteil von 0,6% auf 0,11%, so daß die entstehende Säure direkt für die Kochung nach dem sauren Magnesiumbisulfit-Verfahren verwendet werden kann. Die entstehende Säure enthält rund 2250 kg SO₂ als Bisulfit gebunden und lediglich 30 kg sulfitisches SO₂. Die erzeugte Säuremenge beträgt rund 33 000 kg.

ίο Das im System verlagerte SO₂ entspricht einer zusätzlichen verbrennbareii Ölmenge von 2500 kg Heizöl schwer pro Stunde mit 3% Schwefelgehalt oder einer zusätzlich zu erbringenden Dampfleistung von etwa 34 t/h Heißdampf üblichen Dampfzustandes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der aufgestärkten Kochsäure für den Zellstoffaufschluß mit Mg(HSO₃J₂ aus SOrhaltigen Abgssen einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Laugenverbrennungsanlage, durch Einbringung einer Absorbenssuspension in den Abgasstrom, wobei in einer ersten Abgas-Waschstufe Mg(HSO₃J₂ aus MgSO₃ erzeugt wird, welches in anschließenden Abgas- ι ο Waschstafen aus MgO und SO₂ gewonnen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der erzeugten Mg(HSO₃)rLösung, welche ReSt-MgSO₃ enthält, durch Wärmezufuhr in SO₂ und MgSO₃ gespalten wird und das abgespaltene SO₂ mit einem ^|s weiteren Teil der Lösung in Kontakt gebracht wird, so daß das ReSt-MgSO₃ der Lösung in Mg(HSO₃J₂ umgewandelt und darüber hinaus freies SO₂ in Lösung gebracht wird, sowie das bei der Spaltbng entstandene 'JgSO₃ in die Absorberanlage rückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Dampfes, der in der Verbrennungsanlage erzeugt wird, zur Aufheizung und Spaltung der Mg(HSO₃)rLösung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Mg(HSO₃)rLösung, der mit dem abgespaltenen SO₂ in Kontakt gebracht wird, in einem Behälter über ein Venturirohr im ^M Kreis geführt wird, wobei vorzugsweise an der engsten Stelle des Venturirohres das SO₂ bläschenförmig der Lösung zugeführt wi» d.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Mg(I .SO₃)rLösung in ^3S zwei Stufen mit unterschiedlicher Konzentration hergestellt wird, wobei die höherprozentige Lösung der Spaltung unterzogen und die Lösung mit geringerer Konzentration zur Kochsäureherstellung verwendet wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zur Absorption des SO₂ Naßwäscher vorgesehen sind, die mit Suspension von MgSO₃ und Mg(OH)₂ betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß in ^4S einem Teilstrom der erzeugten Mg(HSO₃)rLösung ein heizbarer Behälter (1) angeordnet ist, von dessen Gasraum (2) eine Abzweigleitung (3) zu einem Lösungsapparat (4) und aus dessen Flüssigkeitsraum (5) eine Rückführungsleitung (19) in die als ^M Naßwäscher (7) vorgesehene Absorptionsstufe angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsapparat (4) mit einer Kreislaufleitung (8) ausgebildet ist, in der eine engste Stc-Ile (9) vorgesehen ist, in welcher das gasförmige SO₂ der Lösung bläschenförmig zugeführt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der heizbare Behälter (1) konstruktionsgleich mit dem Lösungsapparat (4) ausgebildet ^M ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der heizbare Behälter (1) und der Lösungsapparat (4) durch Ventile wechselseitig so verbunden sind, daß die Funktion der beiden Apparate gegenseitig austauschbar ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung der aufgestärkten Kochsäure für den Zellstoffaufschluß mit Mg(HSO₃J₂ aus SOrhaltigen Abgasen einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Laugenverbrennungsanlage, durch Einbringung einer Absorbenssuspension in den Abgasstrom, wobei in einer ersten Abgaswaschstufe Mg(HSO₃Ji aus MgSO₃ erzeugt wird, welches in anschließenden Abgaswsschstufen aus MgO uud SO₂ gewonnen wird.

Für den Holzaufschluß bei der Kochung nach dem sauren Magnesiumbisulfitverfahren wird eine Kochsäure verwendet, deren Anteil an gebundenem SO₂ im Verhältnis zum gesamten SO₂ niedrig ist, d.h. die K-Tchsäure enthält physikalisch gelöstes SO₂. Die Chemikalien, die für die saure Kochung erforderlich sind, sind zum größten Teil in der Kocherablauge enthalten, die daher soweit als möglich erfaßt wird, um die Chemikalien nach entsprechender Umwandlung wieder in den Prozeß einsetzen zu können. Dazu wird die erfaßte Ablauge in Eindampfen! zu Dicklauge eingedampft Die entstandene Dicklauge wird in besonderen Dampferzeugern unter Zusatz von Stützbrennstoffen, wie z. B. Heizöl, verbrannt, wobei die Aufschlußchemikalien als staubförmiges Magnesiumoxid und gasförmiges Schwefeldioxid in den Abgasen des Dampferzeugers enthalten sind. Das Magnesiumoxid wird mittels eines Trockenabscheiders aus dem Abgas abgeschieden, in einem Behälter gesammelt, aufgeschlämmt, hydratisiert und als Magnesiumhydrat zur Absorption des Schwefeldioxides im Absorber verwendet. Zur Absorption offenbart die AT-PS 3 33 588 einen mehrstufigen Waschprozeß zur Rückgewinnung einer Magnesiumbisulfitlösung aus den Abgasen einer Laugenverbrennungsanlage. Bei diesem Verfahren wird eine Kochsäure hergestellt die in geringen Mengen Magnesiumsulfit enthält Zur Aufstärkung dieser Säure wird eine Aufstärkanlage verwendet, die durch Röstgase beaufschlagt wird.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt das bekannte Verfahren zu verbessern, die zusätzliche Verwendung von SO₂-Starkgasen, die aus einem Röstprozeß herangeführt werden, zu vermeiden und den Aufstärkeprozeß in die Rückgewinnungsanlage einzugliedern, wodurch die nutzbringende SOr Absorption vergrößert wird, so daß die durch den Kamin abgeführte SO₂-Menge reduziert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet daß ein Teil der erzeugten Mg(HSO₃J₂-Lösung, welche ReSt-MgSO₃ enthält, durch Wärmezufuhr in SO₂ und MgSO₃ gespalten wird und das abgespaltene SO₂ mit einem weiteren Teil der Lösung in Kontakt gebracht wird, so daß das ReSt-MgSO₃ der Lösung in Mg(HSO₃J₂ umgewandelt und darüber hinaus freies SO₂ in Lösung gebracht wird, sowie das bei der Spaltung entstandene MgSO₃ in die Absorberanlage rückgeführt wird. Vorzugsweise wird ein Teil des Dampfes, der in der Verbrennungsanlage erzeugt wird, zur Aufheizung und Spaltung der Mg(HSO₃J₂-Lösung verwendet Insbesondere wird der Teil der Mg(HSO₃J₂-Lösung, der mit dem abgespaltenen SO₂ in Kontakt gebracht wird, in einem Behälter über ein Venturirohr im Kreis geführt, wobei vorzugsweise an der engsten Stelle des Venturirohres das SO₂ bläschenförmig der Lösung zugeführt wird. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die erzeugte Mg(HSO₃J₂-Losung in zwei Stufen mit unterschiedlicher Konzentration hergestellt, wobei die höherprozentige Lösung der