DE953217C

DE953217C - Verfahren zur Rueckgewinnung der Chemikalien aus Sulfitzellstoffablauge

Info

Publication number: DE953217C
Application number: DET431D
Authority: DE
Inventors: George Herbert Tomlinson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-10-27
Filing date: 1937-10-23
Publication date: 1956-11-29
Also published as: US2179456A; GB485525A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. NOVEMBER 1956

T 431 IVa 155b

Es ist bekannt, die bei der Zellstoffherstellung im Soda- oder Sulfatverfahren anfallenden Chemikalien der Ablaugen dadurch zurückzugewinnen, daß zur Verbrennung der Ablaugen Temperaturen im Verbrennungsofen angewendet werden, die oberhalb des Schmelzpunktes der Chemikalien liegen, so daß diese geschmolzenen Chemikalien durch eine am Herdboden des Ofens vorgesehene Ablaufrinne abfließen können.

Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf ein Verfahren zur Rückgewinnung der Chemikalien aus Sulfitzellstoffablauge unter Verbrennen der

eingedickten Ablauge bei einer unter der Schmelztemperatur der Chemikalien liegenden Temperatur. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art ist so vorgegangen worden, daß die Ablauge verascht wird. Die Veraschung erfolgt durch Verbrennung der kohlenstoffhaltigen, in der Flüssigkeit befindlichen Stoffe bei einer Temperatur, die unter der Schmelztemperatur der Ascherückstände liegt, wobei die rückständige Asche aus dem Ofen entfernt und vermutlich zwecks Wiederverwendung beim Aufbereitungsverfahren durch Auslaugen behandelt wird. Der Hauptteil der Asche wird also am Feuer-

bett abgezogen und nur die Flugasche mit den Feuergasen, abgeführt und von letzteren getrennt. Gegenüber diesem Bekannten geht die Erfindung von einem Verfahren der vorerwähnten Art zur Rückgewinnung der Chemikalien aus Sulfitzellstoffablauge aus und besteht darin, daß im wesentlichen die gesamte pulverförmige Asche mit den Verbrennungsgasen abgeführt und hierauf in an sich bekannter Weise durch Flotation abgeschieden

ίο wird. Es wird dadurch erreicht, daß die gesamten anorganischen Chemikalien, die zum größten Teil aus leicht wiederverwendbaren chemischen Verbindungen, wie CaSO₄ und CaCO₃ mit kleinen Beimischungen von CaO und CaS, bestehen, als ungesinterte, trockene, pulverförmige Asche in Luft oder Gas suspendiert aus dem Ofen entfernt und anschließend außerhalb des Ofens von den Gasen getrennt werden. Dabei ist es möglich, den Prozentsatz an Gas durch Veränderung des Sauerstoffgehaltes der Verbrennungsluft zu erhöhen. Die Rückgewinnung der Chemikalien in Form von trockener Asche ist durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich einfacher, bequemer und wirtschaftlicher als das bekannte Schmelz verfahren und das bekannte Verfahren, bei dem die rückständige Asche am Feuerbett abgezogen wird, wie ohne weiteres verständlich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand einer beispielweisen Anlage beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt Fig. ι die Gesamtanlage im Schnitt, Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt teils nach Linie 2-2 und teils nach Linie 2a-2a der Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1.

Die Sulfitablauge wird, nachdem sie den Kocher verlassen hat, stufenweise in abdampfbeheizten Behältern konzentriert, bis die Flüssigkeit auf einen Konzentrationsgrad von 45 bis 60% verdichtet ist.

Die obere Grenze der anwendbaren Konzentration ist dadurch bestimmt, das es noch möglich sein muß, die eingedickte Flüssigkeit in den Ofen einzuspritzen, wobei im Verdampfofen störende Schlackenablagerungen nicht eintreten dürfen.

Beispielsweise kann eine Flüssigkeit von folgender Zusammensetzung zur Einspritzung gelangen:

Dichte 30,8° Be bei i6°

Flüssigkeit 51,1 °/o

Kohlenstoff 22,1 °/o

Wasserstoff 2,3 %

Schwefel 2,4%

Asche 8,0%

Sauerstoff und Stickstoff .. . 14,1%

Eine solche Flüssigkeit hat einen Heizwert von etwa 2100 Kai.

Die konzentrierte Flüssigkeit wird in die Wiedergewinnungsanlage eingeführt. Die Anlage besteht im wesentlichen aus einem wassergekühlten Verbrennungsraum 10, einem Dampfkessel 11, einem Luftvorwärmer 12 und einem Aschenabscheider 13 mit den für diese Zwecke bekannten Ventilatoren, Pumpen, Kontrollvorrichtungen u.. dgl. Hilfsmitteln. Der Verbrennungsofen kann vertikalen Schachttyp mit rechteckigem Querschnitt und mit zum Boden hin geneigten Seitenwänden aufweisen. Am oberen Teil der Ofenhinterwand 16 ist eine Auslaßöffnung 15 für die Heizgase vorgesehen, die unterhalb der abwärts geneigten Decke 17 des Ofens 10 angeordnet ist. Die Decke 17 ist ebenso wie die senkrechten Wände 16 des Ofens 10 durch Eckröhren gesichert, die ganz oder teilweise mit einer feuerfesten Schutzschicht überzogen sind.

Die konzentrierte Flüssigkeit wird durch eine Spritzdüse 18 eingeführt; letztere ist in der vorderen Ofenwand so angeordnet, daß sie in waagerechter und senkrechter Richtung schwingen kann. Die Flüssigkeit wird im wesentlichen gegen den oberen Teil der vertikalen Begrenzungswände des Verbrennungsraumes 10 gespritzt; durch die Berührung mit den Ofengasen wird dem zugeführten Medium sein Wassergehalt zum größten Teil entzogen; die Rückstände setzen sich schichtweise an den Ofenwänden ab und bilden dort Niederschläge von einer entgasten Masse, die derjenigen ähnlich ist, die man bei der Verbrennung von Sulfatablaugen erhält. Von Zeit zu Zeit blättern die schichtenförmigen Niederschläge ab und fallen auf den Ofenherd, wo sie infolge ihrer erheblichen Reaktionsfähigkeit und Brennbarkeit sofort verbrennen.

Die dem Ofen vorzugsweise vorgewärmt zugeleitete Verbrennungsluft wird durch zwei überein^· ander angeordnete Düsensysteme in den Verbrennungsraum eingeführt. Die unteren Luftzuführungsöffnungen 20, welche sich in den Seitenwänden und der Rückwand befinden, liegen unweit des Ofenbodens und sind abwärts gegen letzteren gerichtet; die oberen Luftzuführungsöffnungen 21 liegen in einer gewissen Höhe über dem Ofenherd. Die Lufteintrittsdüsen 20, 21 sind zweckmäßigerweise mit Regulierungsvorrichtungen versehen, um die Luftmenge einstellen zu können. Auch kann man die Verbrennungsluft durch Änderung ihres Sauerstoffgehalts regeln.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: Die schräg abwärts gerichteten, vorgewärmten Luftströme aus den Düsen 20 wirbeln das auf dem Ofenboden befindliche Aschenbett von drei Seiten her auf, wodurch die rasche Verbrennung der verbrennbaren organischen Bestandteile der Masse gefördert wird. Nach der Verbrennung bleiben in Form von loser, ungesinterter Asche die Rückstände zurück, in welchen sich die chemisch wertvollen Bestandteile befinden.

Die Art der sich beim Verbrennungsvorgang bildenden Schwefelgase schwankt nach der Zusammensetzung der eingespritzten Sulfitablauge, so daß es unter Umständen von wirtschaftlichem Vorteil sein kann, den Verbrennungsgasen die Schwefelgase zu entziehen. Das sich auf dem Ofenherd bildende Aschebett kann bis zur Höhe der unteren Luftzuführungsöffnungen 20 heranreichen. Die sich darüber sammelnden Ascheteilchen werden durch die aus den unteren Luftaustritts-

öffnungen 20 strömende Luft hinweggefegt, um von den Ofengasen durch den Ofen nach oben mitgenommen zu werden.

Da festgestellt wurde, daß der nicht verbrennbare Rückstand der Sulfitablauge bei Temperaturen unter 1540⁰ unschmelzbare und zurückgewinnbare Verbindungen von alkalischen Erden enthält, soll erfindungsgemäß die Verbrennung bei verhältnismäßig niedrigen Ofentemperaturen, nämlich solchen unter 1540⁰, vorgenommen werden, um eine trockene, ungesinterte Asche zu gewinnen. In dem beschriebenen Wiedergewinnungsofen kann die Ofentemperatur unter der Aschenschmelztemperatur gehalten werden. Die anfallende Asche wird von den Heizgasen mitgerissen, da sie in der Hauptsache aus Staubteilchen von Kugelform oder losen, hohlen, runden Teilchen oder Schuppen besteht.

Die die Asche mitführenden Gase strömen durch ein von Röhren gebildetes Gitter 25 und ein wassergekühltes Durchtrittsrohr 26 in den Dampfkessel 11. Der letztere ist vorzugsweise ein solcher vom Dreikammersystem, bei dem zwei untere, im Abstand voneinander angeordnete Kammern 27 mit einer gemeinsamen oberen Kammer 29 durch dicht nebeneinanderliegende gekrümmte Röhrenbündel 28 miteinander verbunden sind. Die Gase passieren nacheinander eine Gruppe von Gitterrohren 30, dann die Überhitzerrohre 31 und schließlich die Dampferzeugungsrohre 28. Bei Verwendung eines solchen Dampfkessels wird die Asche in den verschiedenen Teilen des Kessels abgesondert. Die Asche, die sich im Dampfkessel von den Gasen trennt, setzt sich nicht an den Rohren fest, sondern fällt in den unterhalb der Dampfrohre vorgesehenen Trichter 32, welcher durch Wände 33 unterteilt ist, um zu verhindern, daß die Gase unter der Kesseloberfläche vorbeistreichen. Jede Abteilung besitzt einen Auslaßstutzen 35, der zwecks Entfernung der angesammelten Asche nach Belieben geöffnet werden kann. Die noch Asche mit sich führenden Gase strömen, nachdem sie den Dampfkessel passiert haben, durch die Rohre des Lufterhitzers 12 zur Auslaßöffnung 34, die ebenfalls mit einem Stutzen 35 zum Abführen der im Lufterhitzer abgeschiedenen Asche versehen ist.

Der Lufterhitzer 12 dient z. B. dazu, die in den Ofen 10 einzuführende Luft vorzuwärmen.

Der größte Teil der von den Gasen noch mitgeführten Asche wird schließlich in einem geeigneten Staubabscheider, z. B. dem in Fig. 1 dargestellten Fliehkraftabscheider 13, ausgeschieden.

Die Aschenteile, die vom letzteren abgeschieden werden, sinken durch ein Rohr 43 zu Boden, während die vom Staub befreiten Gase aufwärts durch ein inneres Trichterrohr 44 und durch eine Rohrleitung 45 von einem Ventilator 46 angesaugt werden, der sie in einen Kammerraum ausbläst.

Durch das beschriebene Verfahren und die beschriebene Anordnung kann man über 80% des Heizwertes der Sulfitablauge in Form von Dampf zurückgewinnen. Außerdem gewinnt man einen hohen Prozentsatz der wertvollen chemischen Bestandteile der Flüssigkeit zurück, und zwar in einer solchen Form, daß. ihre Verwertung in günstigerer Weise erfolgen kann, als es aus den Abwässern möglich ist. Infolge der Aufrechterhaltung einer sauerstoffreichen Luft im Ofen bestehen die aus den calciumhaltigen Rückständen der verarbeiteten Kochflüssigkeit anfallenden chemischen Produkte der Asche im wesentlichen aus Calciumsulfat (CaSO₄) und Calciumcarbonat (CaCO₃), gegebenenfalls mit kleinen Beimischungen von Calciumoxyd (CaO) und Calciumsulftd (CaS). Falls ein größerer Prozentsatz von Calciumsulfid (CaS) erwünscht ist, ist es erforderlich, den Sauerstoffgehalt der zugeführten Luft zu reduzieren.

Bemerkt sei noch, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte Dampfmenge völlig genügt, um das Verfahren in technisch wirtschaftlicher und einwandfreier Weise durchzuführen und die wertvollen Chemikalien aus Sulfitablauge zu gewinnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Rückgewinnung der Chemikalien aus Sulfitzellstoffablauge durch Verbrennen der eingedickten Ablauge bei einer unter der Schmelztemperatur der Chemikalien liegenden Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die gesamte pulverförmig angefallene Asche mit den Verbrennungsgasen abgeführt und hierauf in an sich bekannter Weise durch Flotation abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich im Ofen bildende Aschenbett durch die auf dieses Bett gerichtete Verbrennungsluft aufgewirbelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 496 120, 624350; britische Patentschrift Nr, 321 413;
USA.-Patentschrift Nr. 1 970 258;
Der Papierfabrikant, 22. Jahrgang, 1924, S. 112, 114, 517 bis 519.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen