DE549783C - Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung der bei der Sulfat- und Natroncellulosegewinnung gebildeten uebelriechenden Gase - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung der bei der Sulfat- und Natroncellulosegewinnung gebildeten übelriechenden Gase.

Bekanntlich werden in den Sulfat- und Natroncellulosefabriken beim Kochen, des Holzes und beim Abgasen und Abblasen des Kochers übelriechende Gase, wie Schwefelwasserstoff, Merkaptane und andere organische Schwefelverbindungen, gebildet, welche beim Terpentinabgasen der Kocher und beim Abblasen unkondensiert in die freie Luft entweichen. Außerdem sind solche übelriechenden Gase in den aus Schmelzöfen, Sodaöfen und sogenannten Scheibenverdampfern oder Eindampfungsapparaten kommenden Rauchgasen vorhanden, welche außerdem Wasserdampf und beträchtliche Mengen von Alkalistaub enthalten, und zwar teilweise in der Form von äußerst kleinen Teilchen von Alkalisalzen der obenerwähnten übelriechenden, organischen Schwefelverbindungen. Diese Alkali-Sehwefel-Verbindungen werden von den Rauchgasen in die Außenluft mitgerissen und können dort bei Anwesenheit von Wasser und Kohlensäure in Alkali und übelriechende Gase zersetzt werden.

Man hat schon versucht, die üblen Gerüche dadurch zu beseitigen, daß man die übelriechenden Gase der Einwirkung von oxydierenden Mitteln, wie z. B. Permanganaten, Manganaten, Chromaten, Bichromaten oder Stickoxyden, aussetzt. Da sich diese Behandlung als allzu kostspielig herausstellte, so haben aber derartige Verfahren in der Praxis keine Verwendung gefunden. Ferner ist es auch vorgeschlagen worden, die Gase ungekühlt oder gekühlt in umlaufenden Schlagvorrichtungen zu waschen, welchen gleichzeitig Wasser im Gegenstrom oder Gleichstrom zugeführt wird. Auch dieses Verfahren hat aber keine praktische Verwendung finden können, weil der Kraftverbrauch der erforderlichen Waschapparate infolge der sehr großen Gasmengen zu groß wird und die ί5 Gase von den übelriechenden Stoffen nicht genügend gereinigt werden können und selbst Spuren dieser Stoffe noch lästig sind. Es sind auch Verfahren vorgeschlagen worden, nach denen die übelriechenden Abgase allein oder nach Mischung mit Frischluft in Luftgasgeneratoren oder ähnlich wirkenden Anlagen verbrannt werden. Da es sich bei der Herstellung von Cellulose um sehr große Gasmengen handelt, die beim Kochprozeß gebildet werden und sehr viel Wasser in

Dampfform enthalten, so hat sich auch dieses Verfahren als unwirtschaftlich herausgestellt. Schließlich besteht ein bekanntes Verfahren darin, die Gase einer Behandlung mit CaI-ciumcarbonat oder sogenanntem Grünkalk zu unterwerfen.

Diesen bekannten Verfahren und Einrichtungen gegenüber stellt das vorliegende Verfahren ein ganz neues System zur Beseitigung des üblen Geruches in sämtlichen Abteilungen einer Fabrik zur Herstellung von Sulfat- oder Natroncellulose dar. Das Verfahren besteht hauptsächlich darin, daß die bei der Aufarbeitung von Ablauge und Abgase gebildeten Gase auf ihren Taupunkt abgekühlt oder mit Wasser gesättigt und mit in wäßriger Alkalilösung gelösten oder emulgierten Kohlenwasserstoffen aus den Gruppen der Terpene oder Kampfer oder mit Derivaten oder Additionsverbindungen solcher Kohlenwasserstoffe behandelt werden.

Es ist allerdings an sich bekannt, wasserstoffreiche Derivate von Terpenen allein oder in Mischung mit anderen Stoffen als Waschmittel für natürliche oder künstliche Gasgemische zu verwenden, dieses Verfahren ist jedoch bisher nur zur Wiedergewinnung von in diesen Gasgemischen mitgeführten flüchtigen Stoffen verwendet worden. Überdies werden die Gase dabei bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. ohne Erhitzung oder Kühlung, behandelt. Bei dem vorliegenden Verfahren . dagegen dienen die Terpene zur Vernichtung der übelriechenden organischen Schwefelverbindungen, wobei die Einwirkung in Dampfform geschieht. Die bei der Cellulosegewinnung gebildeten Schwefelverbindungen verbinden sich begehrlich mit terpentinartigen oder kampferartigen Körpern. Die Terpene bzw. Kampferarten werden den zur Behandlung kommenden Gasen in wäßriger Alkalilösung, und zwar entweder in gelöster oder emulgierter Form zugeführt, wobei die Terpene bzw. Kampferarten bei der herrschenden Temperatur ganz oder teilweise in Dampfform übergehen und sich als sehr kleine Teilchen an der Oberfläche der beim Taupunkt befindlichen Dämpfe oder Gase niederschlagen. Die übelriechenden Stoffe kondensieren sich ebenfalls an der Oberfläche der beim Taupunkt befindlichen Dämpfe oder Gase und werden dabei mit Hilfe der zugeführten Terpene oder Kampferarten gelöst, absorbiert oder zersetzt oder verbinden sich mit denselben.

In gewissen Fällen ist es in der Praxis wünschenswert, die Strömungsgeschwindigkeit der Gase zu ändern, um die notwendige Reaktionszeit zu erzielen. Erfindungsgemäß erfolgt die Behandlung der Gase dabei entweder unter Vakuum oder bei geringem Überdruck. Ein weiteres Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Behandlung der Gase bei einer Temperatur zwischen 20⁰ und 120⁰ C erfolgt.

Es ist an sich bekannt, die übelriechenden Gase vor dem Durchgang durch den Scheibenverdampfer in turmähnlichen Waschapparaten durch schwache Schwarzlauge zu beseitigen und später mit Weißlauge nachzubehandeln, um die Gase vollkommen geruchlos zu machen. Demgegenüber werden nach dem vorliegenden Verfahren die beim Kochen und Abgasen gebildeten und gegebenenfalls auch beim Abblasen des Kochers erzeugten oder frei gemachten Gase durch Behandlung mit Kohlenwasserstoffen aus den Gruppen der · Terpene oder Kampfer oder mit diese Kohlenwasserstoffe enthaltenden Flüssigkeiten hoher Viskosität vorgereinigt.

Für die obenerwähnte Behandlung der Gase verwendet man gemäß der Erfindung trichterförmige Behälter, welche hier Rauchgasfilter genannt werden und die durch eine Zwischenwand in zwei Räume so geteilt sind, daß sie sich in der Strömungsrichtung der Gase erweitern, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase auf" ein Mindestmaß herabgesetzt wird, und wobei der eine Raum mit Vorrichtungen zum Einführen von Flüssigkeit und Gas und der andere Raum mit AuslaßöfEnungen für das gereinigte Gas und mit Einlaßöffnungen für Flüssigkeit versehen ist.

Auf der Zeichnung veranschaulicht Abb. 1 schematisch die Behandlung der Gase gemäß der Erfindung bei einer Sulfat- oder Natroncellulosefabrik. Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform des Rauchgasfilters und Abb. 3 zeigt eine weitereAusführungsform desselben.

In Abb. ι bezeichnet 1 den Kocher, aus welchem das Gas beim Abgasen zwecks Gewinnung von Terpentin nach einer Abgasbatterie 2 geleitet wird, die aus einer Mehrzahl von kleineren, mit Ventilen versehenen Rohren besteht, welche Ventile beim Abgasen nach und nach geöffnet werden, um eine allzu heftige Ausströmung des Gases aus dem Kocher zu vermeiden. Aus der Batterie 2 wird das Gas in einen Laugenabscheider 3 geleitet, in welchem gegebenenfalls mitfolgende Ablauge ausgeschieden wird, und ferner in einen Gaskühler 4, in dem ein Teil der Gase kondensiert wird. Das Kondensat fließt vom Boden dieses Kühlers 4 durch das Rohr 5 nach einer Florentiner Flasche 6, worin das Terpentin vom mitfolgenden Wasser getrennt wird. Das Terpentin wird durch das Rohr 7 abgeleitet, und das Wasser wird durch das Rohr 8 in einen Kondensatbehälter 9 geleitet. Die Florentiner Flasche ist mit luftdicht schließendem Deckel versehen, und die aus ihr ent-

weichenden Gase werden durch das Rohr io mit dem durch das Rohr 11 aus dem Gaskühler 4 strömenden restlichen Gasen zusammengeführt, welche in ein Druckausgleichgefäß 12 weitergeleitet werden, welches Wasser oder eine andere geeignete Sperrflüssigkeit enthält. Aus diesem Gefäß wird das Gas dann durch ein oder mehrere Absorptionsgefäße 13 geleitet, welche Kohlenwasserstoffe aus den Gruppen der Terpene oder Kampfer oder eine diese Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigkeit hoher Viskosität enthalten. Die Absorptionsgefäße 13 können als gewöhnliche Waschflaschen, aber auch als sogenannte Desintegratorabsorptionsapparate ausgeführt werden, worin die Gase mit der zur Verwendung gelangenden Flüssigkeit mechanisch vermischt werden. Aus den Absorptionsgefäßen 13 wird das Gas vermittels des Gebläses 15 durch die Rohre 14 und 16 nach dem Explosionsfilter 17 und aus diesem durch die Rohre iS nach der Verbrennungsstelle, und zwar im vorliegenden Falle nach der Kammer zwischen dem Sodaofen 29 und dem Scheibenverdampfer 19, geleitet. Aus dem Explosionsfilter 17 wird das Kondensat durch das Rohr 20 in den Kondensatbehälter 9 geleitet.

Die beim Abblasen des Kochers durch das Rohr 21 in die Diffuseure 22 frei gemachten Gase werden durch das Rohr 23 in den Kühler 24 geleitet, aus dem das Kondensat durch das Rohr 25 in den Kondensatbehälter 9 geleitet wird, während die Gase durch das Rohr 26 nach dem Explosionsfilter 17 weitergeleitet werden. Das Rohr 26 ist durch ein Rohr 27 mit der Saugseite des Gebläses 15 verbunden, so daß es nach jedem Blasen mittels dieses Gebläses evakuiert werden kann. An die Saugseite des Gebläses sind ferner zweckmäßig auch alle übrigen Behälter der Fabrik angeschlossen, welche übelriechende Lösungen enthalten, wie auf der Zeichnung beispielsweise durch das nach dem Behälter 9 führende Rohr 27^ß angedeutet ist. Wenn erwünscht, kann man in die Leitung 26 des Kühlers 24 Absorptionsgefäße einschalten, welche den Gefäßen 13 entsprechen und eine geeignete Absorptionsflüssigkeit enthalten, um das aus den Diffuseuren kommende Gas durch Absorption zum Teil reinigen zu können, bevor dasselbe in das Explosionsfilter 17 gelangt. Dieses letztere besteht aus einem geschlossenen, mit Sicherheitsventil versehenen Behälter, in welchem das Gas veranlaßt wird, durch eine Schicht von Eisenschrot oder Stein hindurchzugehen, welche auf einem Gitter aufruht. Dieses Explosionsfilter dient dazu, Zündung und Explosion der Gase in den nach dem Explosionsfilter führenden Rohren zu verhindern.

Die übelriechenden Stoffe in dem aus dem Explosionsfilter 17 durch die Rohre τ 8 nach der Kammer zwischen dem Sodaofen 29 und dem Scheiben verdampfer 19 strömenden Gase werden durch die in der genannten Kammer herrschende hohe Temperatur zerstört oder zersetzt, und das Gas wird hier mit dem aus dem Schmelzofen 28 und dem umlaufenden Sodaofen 29 kommenden Gase vereinigt. Im Scheibenverdampfer verdampfen diese Rauchgase die in den Verdampfer eingeführte Ablauge, worauf die Rauchgase, welche außer Wasserdampf, Alkalistaub und andere Aschenbestandteile auch unverbrannte übelriechende Stoffe oder Gase enthalten, durch das Rohr 30 und das Gebläse 31 nach dem Rauchgasfilter 32 zwecks weiterer Behandlung geleitet werden.

In dem Rauchgasfilter wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases auf ein Mindestmaß herabgesetzt, und gleichzeitig wird das Gas gekühlt oder mit Wasser oder, anderen Flüssigkeiten gesättigt, so daß der Taupunkt des Gases bei der herrschenden Temperatur erreicht wird. Durch die geringe Geschwindigkeit und durch die Kühlung oder Sättigung bis zum Taupunkte haftet der Alkalistaub an den Tautropfen und wird zusammen mit diesen aus dem Rauchgas ausgeschieden und in der Form von Kondensat abwärts geführt. Außerdem werden die Rauchgase mit bindenden oder absorbierenden Stoffen behandelt, welche die zurückgebliebenen übelriechenden Bestandteile des Gases binden oder absorbieren, nämlich mit in wäßriger Alkalilösung gelösten oder emulgierten Kohlenwasserstoffen aus den Gruppen der Terpene oder Kampfer oder mit Derivaten oder Additionsverbindungen solcher Kohlenwasserstoffe. Bei Behandlung der Rauchgase mit Terpenen oder Kampferarten bilden sich aromatisch riechende organische Stoffe unter teilweiser Bildung von freiem Schwefel, und die Reaktion verläuft am günstigsten, wenn die fraglichen Kohlenwasserstoffe in wäßriger Alkalilösung hoher Viskosität gelöst oder emulgiert sind und wenn die Reaktion bei einer Temperatur «wischen 20° und 120° C stattfindet.

Diese Temperaturen stellen die praktischen Grenzen für die Behandlung der Gase dar. Unter 20⁰ C treten die beabsichtigten Reaktionen nicht ein oder nehmen sehr lange Zeit in Anspruch, und über 120⁰ C ist die Taubildung unvollständig und die Temperatur für die zur Verwendung gelangenden Terpene usw. allzu hoch, so daß die Reaktion ebenfalls nicht eintritt. Ferner ist es unwirtschaftlich, die Gase unter 20⁰C zu kühlen, während es andererseits vorteilhaft ist, die Wärme der Rauchgase in geeigneten Appa-

raten zuerst auszunutzen, so daß die Temperatur derselben mindestens auf 120⁰C herabgesetzt wird, bevor die Behandlung der Gase vorgenommen wird.

S In den Rauchgasfilter 32, wovon eine Ausführungsform in Abb. 2 in größerem Maßstabe schematisch dargestellt ist und welcher beispielsweise aus einem hohen Behälter mit einem Volumen von etwa 4000 m^s für eine Gasmenge von 1 000 000 m^s pro 24 Stunden bestehen kann, werden die Rauchgase durch die Öffnung 33 in den unteren Teil des Filters eingeführt. Nach dem Eintritt in das Filter werden die Gase durch Querwände 34 veranlaßt, sich über die ganze Querschnittsfläche zu verteilen, so daß die Geschwindigkeit so herabgesetzt wird, daß dieselbe nach dem Vorbeigange an der letzten Querwand weniger als 0,5 m/Sek. beträgt. Die Rauchgase werden aus dem oberen Teil des Filters durch in geeigneter Weise verteilte Auslaßöffnungen 35 abgeleitet, welche mit automatisch regelbaren Klappen 36 versehen sein können, die sich bei einem Überdrucke in dem Filter von beispielsweise 100 mm Wassersäule öffnen. Die Behandlung der Rauchgase in dem Filter kann aber auch bei Vakuum erfolgen, in welchem Falle die Rauchgase mittels geeigneter Saugpumpen abgesaugt werden.

Durch oben im Rauchgasfilter vorgesehene Spritzdüsen 37 wird Wasser oder irgendeine andere zur Sättigung des Gases bis zum Taupunkte geeignete Flüssigkeit und außerdem irgendein der obenerwähnten Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Schwarzlauge, worin ein solcher Kohlenwasserstoff gelöst oder emulgiert worden ist, oder Schwarzlauge, welche mit einer Lösung oder Emulsion eines solchen Kohlenwasserstoffes vermischt worden ist, in der Form eines feinen Regens gegen die Strömungsrichtung des Gases eingespritzt. Der Überschuß von Schwarzlauge nebst dem aus den Rauchgasen etwa ausgefällten Kondensat und dem von diesem oder von der Schwarzlauge mitgerissenen Alkalistaub sammelt sich auf dem trichterförmigen Boden des Rauchgasfilters, von wo die Flüssigkeit nach einem Filter oder Entwässerungszylinder 38 abfließt, wo sie von mitfolgendem Alkalistaub gereinigt wird, welcher dann nach dem Schmelzofen befördert wird. Die gereinigte Flüssigkeit wird nach einer Pumpe 39 geleitet, welche dieselbe teils durch die Rohrleitung 40 zu den Düsen 37 zurückfördert und teils den Überschuß durch die Rohrleitung 41 in den Schwarzlaugenbehälter 42 befördert, aus welchem die Lauge in üblicher Weise in den Scheibenverdampfer 19 eingeführt wird. Gemäß der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform besteht das Rauchgasfilter aus einem trichterförmigen Behälter 44, in welchen die Rauchgase oben durch Öffnungen 45 eingeführt werden, worauf sie durch die Zwischenwand 46 veranlaßt werden, nach unten gegen den Boden des Rauchgasfilters zu strömen. Von dem Boden können sich die Gase nach oben verbreiten und ein immer größeres Volumen einnehmen, so daß die Geschwindigkeit in dem oberen Teil des Behälters auf 0,5 m/Sek. oder weniger herabgesetzt wird, worauf die Gase schließlich durch die Öffnungen oder Schornsteine 47 abgeleitet werden. Durch die Düsen 48 wird eine zur Sättigung der Gase zum Taupunkte geeignete 75' Flüssigkeit, welche mit den obenerwähnten terpen- oder kampferhaltigen Lösungen vermischt ist, in die Rauchgase in Gegenstrom und durch die Düsen 49 in Gleichstrom eingespritzt. Das Kondensat und die gegebenenfalls eingespritzte Flüssigkeit sammeln sich am Boden des Behälters und werden, wie in Abb. 2, nach dem Filter 38 geleitet, worauf sie mittels der Pumpe 39 durch die Leitung in das Rauchgasfilter wieder eingeführt werden, während der Überschuß durch die Leitung 41 nach der Laugenwiedergewinnungsanlage geleitet wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Beseitigung der bei der Sulfat- und Natroncellulosegewinnung gebildeten übelriechenden Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Aufarbeitung von Ablauge und Abgas gebildeten Gase auf ihren Taupunkt abgekühlt oder mit Wasser gesättigt und mit in wäßriger Alkalilösung gelösten oder emulgierten Kohlenwasserstoffen aus den Gruppen der Terpene oder Kampfer oder mit Derivaten oder Additionsverbindungen solcher Kohlenwasserstoffe behandelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Gase unter Vakuum oder bei geringem Überdruck erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Gase bei einer Temperatur zwischen 20 ° und 120° C stattfindet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kochen und Abgasen gebildete und gegebenenfalls auch beim Abblasen des Kochers erzeugte oder frei gemachte Gase durch Behandlung mit Kohlenwasserstoffen aus den Gruppen der Terpene oder Kampfer oder mit diese Kohlenwasserstoffe enthaltenden Flüssigkeiten hoher Viskosität vorgereinigt werden.
5. 5. Vorrichtung zur Ausführung des

   Verfahrens nach den Ansprüchen i, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen trichterförmigen Behälter (44), welcher mittels einer Zwischenwand (46) in zwei Räume geteilt ist, die am Boden des Behälters miteinander in Verbindung stehen und sich in der Strömungsrichtung des Gases erweitern, und von denen der eine oben mit einer Einlaßöffnung (45) sowie mit Düsen (49), der andere dagegen oben mit einer oder mehreren Aus laß öffnungen (47) sowie mit Düsen (48) versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen