FI20175380A1 - Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi - Google Patents

Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI20175380A1
FI20175380A1 FI20175380A FI20175380A FI20175380A1 FI 20175380 A1 FI20175380 A1 FI 20175380A1 FI 20175380 A FI20175380 A FI 20175380A FI 20175380 A FI20175380 A FI 20175380A FI 20175380 A1 FI20175380 A1 FI 20175380A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
solution
sodium sulfate
process according
sodium
ash
Prior art date
Application number
FI20175380A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI129103B (fi
Inventor
Keijo Salmenoja
Niko Metsämuuronen
Marjukka Joutsimo
Ismo Reilama
Original Assignee
Andritz Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andritz Oy filed Critical Andritz Oy
Priority to FI20175380A priority Critical patent/FI129103B/fi
Priority to US16/609,006 priority patent/US11725341B2/en
Priority to CA3057573A priority patent/CA3057573A1/en
Priority to PCT/FI2018/050302 priority patent/WO2018197753A1/en
Priority to SE1951194A priority patent/SE1951194A2/en
Publication of FI20175380A1 publication Critical patent/FI20175380A1/fi
Priority to CL2019002952A priority patent/CL2019002952A1/es
Application granted granted Critical
Publication of FI129103B publication Critical patent/FI129103B/fi

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D21C11/063—Treatment of gas streams comprising solid matter, e.g. the ashes resulting from the combustion of black liquor
    • D21C11/066—Separation of solid compounds from these gases; further treatment of recovered products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361—Ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/005—Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/96—Methods for the preparation of sulfates in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D5/16—Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0007—Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0035—Introduction of compounds, e.g. sodium sulfate, into the cycle in order to compensate for the losses of pulping agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D21C11/063—Treatment of gas streams comprising solid matter, e.g. the ashes resulting from the combustion of black liquor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää sellutehtaan soodakattilan natriumsulfaattia sisältävän lentotuhkan käsittelemiseksi. Tämä menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet: a) tuhkaa liuotetaan vesiliuokseen ja liuoksen pH säädetään alkalilla epäpuhtauksien saostamiseksi, b) liuos suodatetaan epäpuhtauksia sisältävän sakan poistamiseksi, c) natriumsulfaattia kiteytetään liuoksesta ja kiteet erotetaan liuoksesta suodattamalla tai linkoamalla, ja d) kiteytetty natriumsulfaatti käytetään lähtöaineena natrium- ja rikkipitoisten kemikaalien tuottamiseksi tai prosessikemikaalina.

Description

MENETELMÄ SOODAKATTILAN LENTOTUHKAN KÄSITTELEMISEKSI
Esillä oleva keksintö kohdistuu sellutehtaan natriumsulfaattia sisältävien ainevirtojen, erityisesti talteenottokattilan, kuten soodakattilan, sähkösuotimelta tulevan 5 lentotuhkan, käsittelyyn ja puhdistuksen.
Soodakattilan toiminnan tuloksena osa mustalipeän epäorgaanisesta ainesosasta poistetaan kattilan tulipesästä savukaasujen mukana kiinteässä muodossa eli ns. lentotuhkana sähkösuotimien avulla. Lentotuhka koostuu pääasiassa natriumsulfaatista (tyypillisesti 80-90 %), natriumkarbonaatista (tyypillisesti 5-15 %) ja natri10 umkloridista ja kaliumkloridista. Normaalisti kyseinen tuhka palautetaan talteenottokiertoon soodakattilan sekoitussäiliön kautta. Palautettavan tuhkan määrä on kattilan koosta riippuvainen, mutta on yleensä n. 10 % poltettavan kuiva-aineen määrästä. Joissakin tapauksissa soodakattilan lentotuhkaa joudutaan poistamaan talteenottokierrosta sellutehtaan rikki/natrium (S/Na)-taseen hallitsemiseksi tai 15 ylimääräisen kaliumin (K) ja kloridin (Cl) poistamiseksi.
Perinteisesti kemikaalikierrosta poistettu lentotuhka on liuotettu veteen tai lauhteeseen ja liuos on johdettu jäteveden puhdistamolle. Kiristyvien ympäristömääräysten takia on todennäköistä, että tuhkan liuottaminen tullaan jollakin aikavälillä kieltämään, jolloin vaihtoehtoisia menetelmiä tehtaan S/Na-taseen, sekä kaliumin 20 ja kloridin määrän hallitsemiseksi, tullaan tarvitsemaan. Lentotuhka, jonka pääkomponentit ovat natriumsulfaatti ja natriumkarbonaatti, on hyvin kevyttä, joten sen kuljettaminen muualle ei ole taloudellisesti kannattavaa.
Sellutehtaan rikkitasetta rasittaa, etenkin havutehtailla, mäntyöljyn palstoitukseen käytetty rikkihappo (H2SO4), joka tuo tehtaan taseeseen ylimäärän rikkiä, jopa 5.0 25 kg tuotettua sellutonnia kohden (ADt). Tämä ylimäärärikki poistetaan tyypillisesti poistamalla osa soodakattilan lentotuhkasta kemikaalikierrosta. Ongelmana tässä menetelmässä on, että samalla poistetaan myös arvokasta keittokemikaalia eli natriumia (Na), joka pitää korvata lisäämällä sellutehtaan kemikaalikiertoon natriumhydroksidia (NaOH).
Eräs toinen sellutehtaan rikkitasetta rasittava komponentti on klooridioksidilaitokselta tuleva natriumsulfaattia (Na2SO4) sisältävä hapan suola, ns. natriumseskvisulfaatti, Na3H(SO4)2, joka tavallisesti palautetaan joko mustalipeän haihduttamolle ja sen kautta kemikaalikiertoon tai sitä käytetään valkaisussa pH säädössä tai
20175380 prh 28 -04- 2017 liuotetaan jätevesiin. Yhteensä näitä sulfaattipitoisia suoloja syntyy tehtaalla n. 50-60 tonnia päivässä eli noin 30-40 kg/ADt. Seskvisulfaattia muodostuu n. 1.5 kg jokaista tuotettua klooridioksidikiloa (CIO2) kohti. Joissakin tehtaissa klooridioksidilaitoksen seskvisulfaatti liuotetaan ja ohjataan jätevedenkäsittelyyn, jolloin se 5 ei rasita tehtaan S/Na-tasetta, mutta lisää toisaalta tehtaan jätevesipäästöjä. Klooridioksidilaitoksen hapan suola on yleensä neutraloitua, ja sitä kutsutaan myös jätesuolaksi tai jätehapoksi
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää tai kokonaan lopettaa natriumsulfaattia sisältävien ainevirtojen ulosotto tehtaan jätevesiin tai muihin jätevirtoihin 10 ja tarjota uusi menetelmä niiden käsittelemiseksi. Erityisesti keksintö kohdistuu kemikaalien talteenottokattilan lentotuhkan käsittelyyn, joka joudutaan poistamaan kemikaalikierrosta. Tarkoituksena on myös parantaa klooridioksidilaitoksen happamien suolan käyttöä.
Uudessa menetelmässä tuhkan sisältämästä natriumsulfaatista (Na2SO4) tuote15 taan Glauber-suolaa (natriumsulfaatin dekahydraattia, Na2SO4*10H2O) tai kidevedetöntä natriumsulfaattia. Näitä voidaan joko hyödyntää sisäisesti tehtaalla tai kaupallisesti ja myydä ne ulos tehtaalta, jolloin tuhkan ulosottotarve ja joutuminen jätevirtoihin vähenee oleellisesti tai voidaan jopa estää kokonaan.
Uudessa menetelmässä sellutehtaan natriumsulfaattia sisältävä soodakattilan 20 lentotuhka puhdistetaan. Menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet:
a) tuhkaa liuotetaan vesiliuokseen ja liuoksen pH säädetään alkalilla epäpuhtauksien saostamiseksi,
b) liuos suodatetaan epäpuhtauksia sisältävän sakan poistamiseksi,
c) natriumsulfaattia kiteytetään liuoksesta ja kiteet erotetaan liuoksesta suodattamalla tai linkoamalla, ja
d) kiteytetty natriumsulfaatti käytetään lähtöaineena natrium- ja rikkipitoisten kemikaalien tuottamiseksi tai prosessikemikaalina.
Tuhka liuotetaan vesiliuokseen, edullisesti joko ionivaihdettuun veteen (demivesi) tai puhtaaseen lauhteeseen, jonka lämpötila on välillä 32-100 Ό, edullisesti yli 32 30 Ό, edullisimmin välillä 35-50 O. Liuotuksessa on tavoitteena synnyttää kylläinen tai lähes kylläinen liuos. Liuoksen pH säädetään tasolle yli 11, edullisesti yli 12 talteenottokattilan tuhkassa olevien epäorgaanisten epäpuhtauksien, kuten magnesiumin, saostamiseksi. pH:n säätöön käytetään alkalia, tyypillisesti natriumhyd
20175380 prh 28 -04- 2017 roksidia. Vesi-lentotuhkaseosta sekoitetaan vakiolämpötilassa, joka on yli 32 Ό, ja sekoitetaan, kunnes suola on liuennut tasaiseksi. Muodostunut liuos suodatetaan epäpuhtauksia sisältävän sakan poistamiseksi ja kiteytetään. Kiteytys voidaan tehdä joko jäähdytyskiteytyksellä tai haihdutuskiteytyksellä.
Jäähdytyskiteytyksessä suodatettu liuos jäähdytetään lämpötilaan alle 32.4 Ό, edullisesti lämpötilaan 10-15 Ό, samalla sekoittaen, jolloin jäähdytyskiteytyksessä muodostuu Glauber-suolakiteitä (Na2SO4*10H2O) alle 32.4 O:een lämpötiloissa. Kiteytyksen jälkeen muodostuneet kiteet erotetaan emävedestä joko suodattamalla tai linkoamalla.
Kloridilla ja kaliumilla on suurempi liukoisuus veteen kuin muilla komponenteilla, ja ne rikastuvat nestefaasiin, jota voidaan poistaa prosessista.
Haihdutuskiteytyksessä suodatettu liuos konsentroidaan haihduttamalla samalla sekoittaen, jolloin syntyy natriumsulfaattikiteitä. Haihdutuskiteytyksellä saadaan tuotettua puhdasta, kidevedetöntä, natriumsulfaattia. Kiteytyksen jälkeen synty15 neet kiteet erotetaan emävedestä joko suodattamalla tai linkoamalla. Haihdutuskiteytyksessä lämpötila on edullisimmillaan yli 70 Ό , jolloin kaliumin ja kloridin jääminen emäveteen on tehokkainta.
Erotettua natriumsulfaattia tai Glauber-suolaa voidaan käyttää elektrodialyysiprosessin lähtöaineena natrium- ja rikkikemikaalien, kuten natriumhydroksidin ja rik20 kihapon, tuottamiseksi. Tätä varten kiteet liuotetaan puhtaaseen vesifraktioon, kuten puhtaaseen sekundäärilauhteeseen haihduttamolta tai demineralisoituun veteen.
Jos Glauber-suolaa käytetään tehtaalla esim, elektrolyysi- tai elektrodialyysilaitoksen (ED) lähtösuolana, niin silloin tarvitaan lentotuhkaa raaka-aineena käytet25 täessä kiteiden liuotuksen jälkeen kalsiuminpoistoyksikkö, edullisesti ioninvaihtokolonni, jotta syöttöliuoksen kalsiumpitoisuus saadaan riittävän alhaiselle tasolle, edullisesti alle 1 ppm. Kalsiumia voidaan erottaa myös laskemalla kideliuoksen pH:ta kiteiden liuotuksen yhteydessä.
Lisäksi elektrodialyysilaitteistoon syötettävien kiteiden tulee olla karbonaattivapai30 ta, koska elektrodialyysilaitteissa käytettävät kennot rikkoutuvat happamissa olosuhteissa karbonaatista vapautuvan hiilidioksidin (CO2) vaikutuksesta. Tuhka voi sisältää 5-15 % natriumkarbonaattia. Glauber-suolakiteistä voidaan karbonaatti poistaa sopivalla hapolla säätämällä Glauber-suola vesiliuoksen pH alle 6, edulli
20175380 prh 28 -04- 2017 simmin tasolle alle 4. Happona käytetään edullisesti CI02-laitoksen hapanta suolaa, joka ei siis vaadi esipuhdistusta ja joka tyypillisesti sisältää rikkihappoa noin 26 %. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää myös muuta happoa, kuten rikkihappoa, mutta tämä lisää tuorehapon käyttöä tehtaalla. Happo voidaan syöttää suoraan 5 kiteiden sekoitustankkiin, jolloin pH laskee ja se on säädettävissä. Kalsiumia saostuu ja se voidaan poistaa sakkana. Samalla karbonaattia vapautuu hiilidioksidina, jonka erottumista voidaan parantaa tehokkaalla sekoituksella tai ajamalla ilmaa liuokseen.
Kun kalsiumia erotetaan kiteiden liuoksen yhteydessä, niin ionivaihtoyksikkö voi10 daan tyypillisesti ohittaa, loninvaihtoyksikkö on kuitenkin tarpeellinen prosessilaite, koska sitä voidaan tarvita kirkastussuotimena.
Tuhkassa olevat kalium (K) ja kloridi (Cl) voidaan poistaa kiteytyksen jälkeisestä suodatuksesta tai linkouksesta tulevan poistoliuoksen, emäveden, mukana, jolloin tehtaalle ei tarvita erillistä kaliumin tai kloridin poistolaitosta.
Uudessa menetelmässä tuhkaa poistetaan kemikaalien talteenottokierrosta eikä sen natriumsulfaattia palauteta takaisin soodakattilaan. Tuhkaa käsitellään tyypillisesti se tuhkamäärä, joka joudutaan poistamaan kemikaalikierrosta ja joka tehtaalta jouduttaisiin dumppaamaan jätevesiin. Tämä määrä voi olla kymmeniä tonneja vuorokaudessa. Uuden menetelmän johdosta voidaan natriumsulfaatin joh20 taminen tehtaan jätevirtoihin oleellisesti vähentää tai jopa lopettaa.
Kiteytyksessä syntyvä lopputuote on Pro Analysis (PA) laatuista Glauber-suolaa.
Haihdutuskiteytyksestä tai jäähdytyskiteytyksestä saatava natriumsulfaatti voidaan käyttää elektrolyysin sijasta myös muussa valmistusprosessissa lähtöaineena tai sellaisenaan prosessikemikaalina sellutehtaalla, jossa se on tuotettu tai 25 vaihtoehtoisesti tehtaan ulkopuolella.
Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen kuvioon 1, joka on kaavamainen esitys eräästä edullisesta suoritusmuodosta uuden menetelmän toteuttamiseksi.
Soodakattilan lentotuhkaa tuodaan linjan 1 kautta astiaan 2, jossa tuhka liuote30 taan vesiliuokseen linjasta 3. Vesiliuos on tyypillisesti joko ionivaihdettua vettä (demivesi) tai puhdasta lauhdetta. Liuotus tapahtuu lämpötilassa välillä 32-100 Ό, edullisesti välillä 35-50 Ό, jolloin tavoittee na on synnyttää kylläinen tai lähes
20175380 prh 28 -04- 2017 kylläinen liuos. Liuoksen pH säädetään emäksellä, esimerkiksi natriumhydroksidilla, tasolle n. 12 - 13 epäpuhtauksien, pääasiassa magnesiumin (Mg), saostamiseksi. Emäs lisätään linjan 4 kautta tuhkan liuotusastiaan 2.
Vesi-lentotuhkaseosta sekoitetaan vakiolämpötilassa, joka on yli 32 Ό ja sekoite5 taan, kunnes natriumsulfaatti on liuennut tasaiseksi. Liuos suodatetaan esimerkiksi ristivirtaussuotimessa 5, jolloin magnesiumia sisältävä sakka eroaa natriumsulfaattia sisältävästä liuoksesta. Sakka viedään linjaa 6 pitkin soodakattilalaitoksella olevaan sekoitussäiliöön, jossa kierrätettävä soodakattilan sähkösuodintuhka liuotetaan lipeään.
Suodatettu liuos johdetaan linjan 7 kautta jäähdytyskiteytysastiaan 8, jossa natriumsulfaatti kiteytetään jäähdytyskiteytyksellä sinänsä tunnetulla tavalla. Jäähdytyskiteytyksellä syntyy Glauber-suolakiteitä (Na2SO4*10H2O) alle 32.4 O:een lämpötiloissa. Glauber-suolakiteet (natriumsulfaatin dekahydraattia) erotetaan linjan 19 emäliuoksesta lingolla 9. Jäähdytyskiteytyksellä syntyvä lopputuote on
Pro Analysis (PA) laatuista Glauber-suolaa. Kiteytys voidaan tehdä myös haihdutuskiteytyksellä, jolloin saadaan tuotettua puhdasta, kidevedetöntä natriumsulfaattia.
Tuhkassa olevat kalium ja kloridi voidaan poistaa linkouksesta tulevan poistoliuoksen, emäveden, mukana, jolloin tehtaalle ei tarvita erillistä kaliumin tai kloridin 20 poistolaitosta. Poistoliuos linjasta 22 sakeutetaan selkeyttimessä 10, jonka pohjalta kalium- ja kloridipitoinen liuos johdetaan linjan 11 kautta pois tehtaan kemikaalikierrosta.
Natriumsulfaattikiteet voidaan käyttää elektrodialyysissä lähtöaineena tehtaalla. Kiteet johdetaan lingosta 9 linjan 23 kautta seuraavaan prosessivaiheeseen, jossa 25 ne liuotetaan edullisesti ionivaihdettuun veteen tai puhtaaseen lauhteeseen sekoitussäiliössä 12. Vesi tai lauhde tuodaan linjan 18 kautta. Kun lentotuhkaa käytetään raaka-aineena, niin kiteiden liuotuksen jälkeen on tyypillisesti tarpeen kalsiuminpoistoyksikkö, edullisesti ioninvaihtokolonni 15, jotta syöttöliuoksen kalsiumpitoisuus saadaan riittävän alhaiselle tasolle, edullisesti alle 1 ppm. Kiteiden 30 vesiliuos johdetaan linjaa 13 pitkin ioninvaihtokolonniin 15, josta erotettu kalsium johdetaan linjan 16 kautta soodakattilan tuhkan sekoitussäiliöön (ei esitetty).
20175380 prh 28 -04- 2017
Lisäksi elektrodialyysilaitteistoon syötettävien kiteiden tulee olla karbonaattivapaita, koska elektrodialyysilaitteissa käytettävät kennot rikkoutuvat happamissa olosuhteissa karbonaatista vapautuvan hiilidioksidin (CO2) vaikutuksesta. Glaubersuolakiteistä voidaan karbonaatti poistaa sopivalla hapolla säätämällä Glauber5 suola vesiliuoksen pH alle 6, edullisimmin tasolle alle 4. Edullisimmin käytetään klooridioksidilaitoksen jätehappoa, jota tuodaan linjaa 20 pitkin. Myös muuta happoa, kuten rikkihappoa, voidaan käyttää mutta se lisää tuorehapon kulutusta tehtaalla. Kun pH lasketaan, myös kalsiumia saostuu ja se voidaan poistaa sakkana kiteiden sekoitustankin 12 pohjalta. Tämä kalsiumsakka johdetaan linjaa 21 pitkin 10 soodakattilan tuhkan sekoitussäiliöön. Koska erityisesti elektrodialyysilaitoksen lähtösuolan pitää olla karbonaattivapaata, liuosta voidaan sekoittaa tehokkaasti tai liuokseen voidaan ajaa ilmaa hiilidioksidin vapauttamiseksi liuoksesta. Kun kalsiumia erotetaan kiteiden liuotuksen yhteydessä sekoitussäiliössä 12, niin ionivaihtoyksikkö 15 voidaan tyypillisesti ohittaa linjan 14 kautta, loninvaihtoyksikkö 15 15 on kuitenkin tarpeellinen prosessilaite, koska sitä voidaan tarvita kirkastussuotimena.
Glauber-suolaa sisältävä liuos johdetaan elektrolyysi- tai elektrodialyysilaitokseen (ED) 17, jossa sitä käytetään lähtösuolana natrium- ja rikkikemikaalien tuottamiseksi tehtaan tarpeisiin tai tehtaan ulkopuoliseen käyttöön, mm. lannoitteisiin, 20 pesuaineisiin, tekstiilien värjäykseen ja lasiteollisuuden tarpeisiin.
Elektrodialyysilaitteiston toiminta perustuu katodin ja anodin väliseen potentiaalieroon ja sen aiheuttamaan ionien liikkeeseen ioninvaihtomembraanien läpi. Kun katodin ja anodin välillä on sähkökenttä, ionit liikkuvat niiden sähkövarauksen perusteella, eli positiivisesti varautuneet ionit (kationit) kulkeutuvat katodille ja 25 vastavuoroisesti negatiivisesti varautuneet ionit (anionit) kulkeutuvat anodille.
Elektrodialyysiyksikössä käytetään kahta erilaista kalvoa/membraania, kationi- ja anionikalvoja. Kationikalvon läpi pääsee vain positiivisesti varautuneet ionit (kationit) ja vastavuoroisesti anionikalvon läpi negatiivisesti varautuneet anionit. Elektrodialyysilaiteiston kennosto muodostuu peräkkäin laitetuista ioninvaihtokel30 voista (kationi-anioni-membraaneista).
Keksinnön mukaisella uudella menetelmällä saavutetaan seuraavia etuja:
- natriumsulfaattia sisältävää tuhkaa ei tarvitse enää johtaa tehtaan jätevirtauksiin, vaan siitä voidaan tuottaa kemikaaleja tehtaan omaan tai uiko7 puoliseen käyttöön tai natriumsulfaattia voidaan käyttää sinänsä prosessikemikaalina;
- klooridioksidilaitoksen jätehappoa voidaan hyödyntää uudella tavalla, ja siten edelleen vähentää tehtaan jätevirtaa.

Claims (12)

  1. Patenttivaatimukset:
    1. Menetelmä sellutehtaan soodakattilan natriumsulfaattia sisältävän lentotuhkan käsittelemiseksi, mikä käsittää ainakin seuraavat vaiheet:
    a) tuhkaa liuotetaan vesiliuokseen ja liuoksen pH säädetään alkalilla epäpuhtauksien saostamiseksi,
    b) liuos suodatetaan epäpuhtauksia sisältävän sakan poistamiseksi,
    c) natriumsulfaattia kiteytetään liuoksesta ja kiteet erotetaan liuoksesta suodattamalla tai linkoamalla, ja
    d) kiteytetty natriumsulfaatti käytetään lähtöaineena natrium- ja rikkipitoisten kemikaalien tuottamiseksi tai prosessikemikaalina.
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että liuoksen pH säädetään alkalilla magnesiumin poistamiseksi tasolle yli 12 vaiheessa a).
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että natrium15 sulfaatti erotetaan jäähdytyskiteytyksellä tai haihdutuskiteytyksellä.
    20175380 prh 28 -04- 2017
  4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että tuhka liuotetaan vaiheessa a) lämpötilassa 32-100 Ό, edu llisesti 35-50 O.
  5. 5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että menetelmä käsittää lisäksi vaiheen e) kalsiumin poistamiseksi natriumsulfaattikiteistä vaiheen
    20 c) jälkeen.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että natriumsulfaattikiteet liuotetaan vesiliuokseen, ja liuoksen pH lasketaan hapolla, jolloin kalsium saostuu.
  7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että happona käyte25 tään klooridioksidilaitoksen hapanta suolaa.
  8. 8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kalsium poistetaan ioninvaihtokolonnilla.
  9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että menetelmä käsittää lisäksi vaiheen f) karbonaatin poistamiseksi natriumsulfaattikiteistä
    30 vaiheen c) jälkeen.
  10. 10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä että natriumsulfaatti vaiheessa d) on natriumsulfaatin dekahydraattina (Glaubersuolana) tai kidevedettömänä natriumsulfaattina.
  11. 11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä 5 että erotettua natriumsulfaattia tai Glauber-suolaa käytetään elektrodialyysi- tai elektrolyysiprosessin lähtöaineena natrium- ja rikkikemikaalien tuottamiseksi.
  12. 12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä että erotettu natriumsulfaatti käytetään sellutehtaalla tai sen ulkopuolella.
FI20175380A 2017-04-28 2017-04-28 Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi FI129103B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175380A FI129103B (fi) 2017-04-28 2017-04-28 Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi
US16/609,006 US11725341B2 (en) 2017-04-28 2018-04-26 Method of treating fly ash of a recovery boiler
CA3057573A CA3057573A1 (en) 2017-04-28 2018-04-26 Method of treating fly ash of a recovery boiler
PCT/FI2018/050302 WO2018197753A1 (en) 2017-04-28 2018-04-26 Method of treating fly ash of a recovery boiler
SE1951194A SE1951194A2 (en) 2017-04-28 2018-04-26 Method of treating fly ash of a recovery boiler
CL2019002952A CL2019002952A1 (es) 2017-04-28 2019-10-16 Método para tratar ceniza volante de una caldera de recuperación.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175380A FI129103B (fi) 2017-04-28 2017-04-28 Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20175380A1 true FI20175380A1 (fi) 2018-10-29
FI129103B FI129103B (fi) 2021-07-15

Family

ID=62620902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20175380A FI129103B (fi) 2017-04-28 2017-04-28 Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11725341B2 (fi)
CA (1) CA3057573A1 (fi)
CL (1) CL2019002952A1 (fi)
FI (1) FI129103B (fi)
SE (1) SE1951194A2 (fi)
WO (1) WO2018197753A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112893408A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 中洁蓝环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰水洗除氯制盐方法及系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3054542B1 (fr) * 2016-07-27 2018-09-07 Ocp Sa Procede de fabrication de sulfate de sodium a partir de phosphogypse
CN111514604B (zh) * 2020-04-17 2022-05-31 深圳大学 一种分段蒸发结晶制备高纯晶体的方法
CN111533330A (zh) * 2020-06-05 2020-08-14 北京朗新明环保科技有限公司 一种工业循环水耦合软化结晶处理系统及处理方法
CN112174375A (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 北京石油化工学院 一种从含酚废水中提取硫酸钠的方法
CN112792099B (zh) * 2020-12-29 2022-10-11 江苏智诚达环保科技有限公司 一种飞灰中污染物的去除及资源化方法
CN113998819A (zh) * 2021-10-12 2022-02-01 铜陵有色金属集团股份有限公司 硫酸钠逐级冷冻结晶装置及其使用方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU996582A1 (ru) 1981-09-28 1983-02-15 Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности Способ регенерации отработанного щелока сульфат-целлюлозного производства
US4470876A (en) * 1982-07-22 1984-09-11 Beaupre Marc F Kraft overload recovery process
SE9202419D0 (sv) 1992-08-24 1992-08-24 Eka Nobel Ab Reduction of chloride in pulping chemical recovery systems
FI98381B (fi) 1993-07-23 1997-02-28 Tampella Power Oy Menetelmä rikki-natrium- suhteen säätämiseksi soodakattilan savukaasuissa
SE9603972D0 (sv) 1996-10-31 1996-10-31 Kvaerner Pulping Tech Förfarande för framställning av aska bestående huvudsakligen av natriumsulfat från en sodapanna
US5980717A (en) * 1997-01-03 1999-11-09 Eka Chemical Ab Recovery process in a pulp mill
SE9700012D0 (sv) 1997-01-03 1997-01-03 Eka Chemicals Ab Recovery process in a pulp mill
FR2761088B1 (fr) 1997-03-20 1999-05-28 Balcke Duerr Swenson Sa Procede de recuperation de sulfate de sodium a partir de particules solides issues de l'incineration des liqueurs noires de papeterie et installation correspondante
FI107253B (fi) 1999-04-09 2001-06-29 Finnish Chemicals Oy Menetelmä lentotuhkan käsittelemiseksi
SE9901453L (sv) 1999-04-23 2000-03-27 Kemira Kemi Ab Sätt att behandla aska
SE517587C2 (sv) 2001-08-14 2002-06-25 Kvaerner Pulping Tech Förfarande för lakning av elfilteraska från en sodapanna
CN102421961B (zh) 2009-05-06 2013-09-18 美卓电力有限公司 改进的从回收锅炉中浸提静电除尘器灰的工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112893408A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 中洁蓝环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰水洗除氯制盐方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CA3057573A1 (en) 2018-11-01
SE1951194A1 (en) 2019-10-22
WO2018197753A1 (en) 2018-11-01
FI129103B (fi) 2021-07-15
SE1951194A2 (en) 2020-05-12
US20200181841A1 (en) 2020-06-11
CL2019002952A1 (es) 2020-03-13
US11725341B2 (en) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI20175380A1 (fi) Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi
JP5023469B2 (ja) 塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置
CN106630349A (zh) 含盐废水中盐的分离及结晶资源化工艺及其专用设备
CN106745076A (zh) 一种将工业废水处理所产杂盐资源化的方法
KR20070108897A (ko) 탄산나트륨 결정을 얻는 방법
AU2014203695B2 (en) Process for Manufacture of Sodium Hydroxide and Sodium Chloride Products from Waste Brine
CN108468065B (zh) 一种氯酸钠和氯碱联合脱硝工艺
CN107720782A (zh) 一种从高盐废水分盐制取硫酸钾的工艺及所用系统
CN110508591B (zh) 一种废混合盐的分离结晶系统及方法
CN105236650B (zh) 一种废水处理方法
CN112850753B (zh) 一种天然碱生产工艺
US20180257945A1 (en) Process for potash recovery from biomethanated spent wash with concomitant environmental remediation of effluent
CN108529562A (zh) 一种氯酸钠母液膜法冷冻脱硝工艺
US4093508A (en) Process for recovering chemicals from the waste liquors of sulfate cellulose digestion and the waste waters of bleaching
JPH02154089A (ja) パルプ漂白排出液の処理方法
US8658122B2 (en) Process to produce sodium sulfate and magnesium hydroxide
CN108128788A (zh) 一种从脱硫脱硝废水中回收硫酸钠的方法
JPH10506964A (ja) パルプ製造におけるプロセス水の処理方法
US20180171496A1 (en) Side stream removal of impurities in electrolysis systems
CN114409157A (zh) 一种废盐水电解制氯碱资源化方法
JP6417963B2 (ja) 回収ボイラ捕集灰の処理方法及び処理装置
CN109809582A (zh) 一种硫酸钾废水回收利用方法
CN105585233A (zh) 一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法
CA2870073A1 (en) Process for manufacture of sodium hydroxide and sodium chloride products from waste brine
CN109851107A (zh) 一种利用膜技术将混合工业盐废液资源化的方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129103

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B