FI61214C - AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER - Google Patents

AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER Download PDF

Info

Publication number
FI61214C
FI61214C FI790114A FI790114A FI61214C FI 61214 C FI61214 C FI 61214C FI 790114 A FI790114 A FI 790114A FI 790114 A FI790114 A FI 790114A FI 61214 C FI61214 C FI 61214C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
process according
carbonation
hydrogen sulfide
sodium
green liquor
Prior art date
Application number
FI790114A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI790114A (en
FI61214B (en
Inventor
Ilpo Hassinen
Reino Raesaenen
Ismo Reilama
Lauri Alava
Original Assignee
Rauma Repola 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 Rauma Repola Oy filed Critical Rauma Repola Oy
Priority to FI790114A priority Critical patent/FI61214C/en
Publication of FI790114A publication Critical patent/FI790114A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI61214B publication Critical patent/FI61214B/en
Publication of FI61214C publication Critical patent/FI61214C/en

Links

Description

|V£r»*| [B] KUULUTUSjULKAISU 6 ^ O 1 4| V £ r »* | [B] NOTICE 6 ^ O 1 4

WA 1 J ' } UTLÄGGNINGSSKRIFT ° 1 ^ 1 HWA 1 J '} UTLÄGGNINGSSKRIFT ° 1 ^ 1 H

C Patentti (työnnetty 10 06 1982C Patent (pushed on 10 June 1982

Patent meddelat ' ' ^ (51) K».ik?/int.ci.3 D 21 C 11/0^Patent (') ^ (51) K ».ik? /Int.ci.3 D 21 C 11/0 ^

SUOM I — FI N LAN D (21) P»t*nttlh«k«mu* —P»em»dknlnf 79011UFINLAND I - FI N LAN D (21) P »t * nttlh« k «mu * —P» em »dknlnf 79011U

(22) H*k*mitpilvi — Ansttknlngsdag 19-01.79 ^ ^ (23) Alkupllvi—Glltlghstsdag 15-01.79 (41) Tulkit Julkiseksi — Bllvit offmtllg l6.07 - 80 β (44) Nlhtlvlkslpanon ja kuuL|ulkalsun pvm. — .(22) H * k * mitpilvi - Ansttknlngsdag 19-01.79 ^ ^ (23) Alkupllvi — Glltlghstsdag 15-01.79 (41) Interpreters Public - Bllvit offmtllg l6.07 - 80 β (44) Date of issue and date of issue. -.

Patent- och registerstyrelsen Ansttksn utlagd och uti.ikriftan publicsrad 26.02. Ö2 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prloritet (71) Rauma-Repola Oy, Helsinki, FI; Rauman Tehtaat, 26100 Rauma 10, Suomi-Finland(FI) (72) Ilpo Hassinen, Rauma, Reino Räsänen, Rauma, Ismo Reilama, Rauma,Patent and registration authorities Ansttksn utlagd och uti.ikriftan publicsrad 26.02. Ö2 (32) (33) (31) Privilege requested — Begird prloritet (71) Rauma-Repola Oy, Helsinki, FI; Rauma Tehtaat, 26100 Rauma 10, Finland-Finland (FI) (72) Ilpo Hassinen, Rauma, Reino Räsänen, Rauma, Ismo Reilama, Rauma,

Lauri Alava, Rauma, Suomi-Finland(FI) (7*0 Ruska & Co (5k) Keittokemikaalien talteenottomenetelmä - Atervinningsförfarande för kokkemikalierLauri Alava, Rauma, Finland-Finland (FI) (7 * 0 Ruska & Co (5k) Recovery method for cooking chemicals - Atervinningsförfarande för kokkemikalier

Keksintö koskee menetelmää viherlipeän karbonoimiseksi väkevällä, yli 50 tilavuusprosenttisella hiilidioksidikaasulla sekoitusreaktorissa paineessa, joka on suurempi kuin viherlipeäliuoksen kokonaisvastapaine tavoitellulla karbo-nointiasteella sekä rikin erottamiseksi karbonoidusta viherlipeästä rikki-vetynä karbonointia seuraavassa rikkivedyn erotusvaiheessa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä selluloosan valmistuksessa syntyvän jätelipeän poltosta saadun viherlipeän sisältämä sulfidi- tai bisulfidimuodossa oleva rikki erotetaan mainitusta liuoksesta rikkivetynä siten, että viherlipeä ensin selkeytetään liukenemattoman kiintoaineen erottamiseksi liuoksesta, sopivimmin esikarbonoidaan hiilidioksidipitoisella kaasulla ja sen jälkeen karbonoidaan väkevällä hiilidioksidikaasulla, jolloin alkalibikarbonaattia syntyy karbo-noitavaan liuokseen. Tämän jälkeen karbonoitu viherlipeä johdetaan rikki-vedyn erotuslaitteeseen, jossa alkalibikarbonaotti jo olkalibisulfidi reagoivat vapauttaen rikkivetyä.The invention relates to a process for carbonating green liquor with concentrated carbon dioxide gas of more than 50% by volume in a stirred reactor at a pressure higher than the total back pressure of the green liquor solution at the desired degree of carbonation and to separate sulfur from carbonated green liquor as hydrogen sulfide. In the process according to the invention, sulfur in sulphide or bisulphide form contained in green liquor obtained from the combustion of waste liquor from cellulose production is separated from said solution as hydrogen sulphide by first clarifying the green liquor to separate . The carbonated green liquor is then passed to a sulfur-hydrogen separator, where the alkali bicarbonate already shoulder libisulfide reacts, releasing hydrogen sulfide.

Tunnetaan useita menetelmiä rikin erottamiseksi alkalisulfidiliuoksesta tai alkalikarbonaattia sisältävästä liuoksesta selluloosan valmistuksessa käytettävien keittokemikaalien regeneroimiseksi. Näistä mainittakoon Sivola-prosessi, Stora-prosessi ja Tampella-prosessi.Several methods are known for separating sulfur from an alkali sulfide solution or an alkali carbonate-containing solution to regenerate cooking chemicals used in the production of cellulose. These include the Sivola process, the Stora process and the Tampella process.

61214 2 Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, 3 että karbonointireaktorissa liuosta sekoitetaan teholla 6-14 kW/m , mie-luummin 9-11 kW/m kaasudispersion ylläpitmiseksi ja natriumbikarbonaatin muodostumisen nopeuttamiseksi siten, että kiteytyvän natriumbikarbonaatin kidekoko pituutena mitattuna saadaan 90 prosenttisesti alle 0,1 millimetrin, sekä syntyvien kiteiden agglomeraation estämiseksi ja siitä, että nesteen ja kiteiden reaktorin seinämälle projisoitu nopeus on seinämien välittämässä läheisyydessä yli 3 m/s.61214 2 The process according to the invention is mainly characterized in 3 that in a carbonation reactor the solution is stirred at a power of 6-14 kW / m, preferably 9-11 kW / m to maintain gas dispersion and accelerate the formation of sodium bicarbonate so that 90% of the crystalline sodium bicarbonate less than 0.1 millimeter, and to prevent agglomeration of the resulting crystals and that the velocity of the liquid and the crystals projected on the reactor wall is more than 3 m / s in the vicinity of the walls.

Keksinnön mukainen menetelmä on seuraava:The method according to the invention is as follows:

Tunnetulla tavalla selkeytetty ja esikarbonoitu tai esikarbonoimaton viher-lipeä karbonoidaan väkevällä yli 50 tilavuusprosenttisella hiilidioksidikaasulla, jossa epäpuhtautena pääasiassa ovat mainittuun liuokseen jäljempänä esitetyissä oloissa liukenevat kaasut, kuten rikkivety. Karbonointi suoritetaan reaktorilaitteessa, jossa voimakkaalla sekoituksella kaasu dispergoi-daan pieniksi kupliksi viherlipeään siten, että muodostuu dispersio, jossa kaasun tilavuusosuus saadaan myös sekoituksella ylläpidettyä 10 - 50 %: n suuruisena. Karbonoinnin aikana ylläpidetään painetta, joka on suurempi kuin liuoksen rikkivedyn hiilidioksidin ja vesihöyryn sekä muiden liuoksessa olevien yhdisteiden osapaineiden summan muodostama kokonaisvastapaine. Näin toimien estetään rikkivedyn vapautuminen liuoksesta karbonointivaiheessa. Rikkivedyn erotus liuoksesta tapahtuu karbonointia seuraavassa prosessivaiheessa, missä liuoksen annetaan purkautua alipaineessa olevaan strippausko-lonniin. Kolonnin pohjalle syötetään höyryä, joka voi olla sekundäärihöyryä esimerkiksi jätelipeähaihduttamosta.Green liquor, clarified and pre-carbonated or non-carbonated in a known manner, is carbonated with a concentrated carbon dioxide gas of more than 50% by volume, the impurity being mainly gases soluble in said solution under the conditions described below, such as hydrogen sulphide. The carbonation is carried out in a reactor apparatus in which, with vigorous stirring, the gas is dispersed into small bubbles in the green liquor so as to form a dispersion in which the volume fraction of the gas can also be maintained at 10-50% by stirring. During carbonation, a pressure is maintained that is greater than the total back pressure of the sum of the hydrogen sulfide and water vapor of the solution and the partial pressures of the other compounds in the solution. This prevents the release of hydrogen sulfide from the solution during the carbonation step. The separation of hydrogen sulfide from the solution takes place in the process step following carbonation, where the solution is allowed to discharge into a stripping column under reduced pressure. Steam is fed to the bottom of the column, which may be secondary steam, for example from a waste liquor evaporator.

Korotetun paineen ja tehokkaan reaktorin avulla pitkälle viety karbonointi-aste saa aikaan sen, että rikkivedyn erotuskolonnin huipulta saadoan rikki-vety väkevänä talteen. Rikkivedyn pitoisuus lauhtumattomista kaasuisto saadaan nousemaan yli 95 % tilavuusprosentin ja höyrynkulutuskin jää alhaiseksi, sillä kolonnin yläpään rikkivedyn osuus koko kaasumäärästä nousee I0:stä jopa 20:een tilavuusprosenttiin. Oheisessa taulukossa 1 on esitetty kolme esimerkkitapausta prosessin toteutuksesta.With the increased pressure and efficient reactor, the advanced degree of carbonation causes the sulfur-hydrogen to be concentrated in a concentrated manner from the top of the hydrogen sulfide separation column. The hydrogen sulphide content of the non-condensable gas system is caused to rise by more than 95% by volume and the steam consumption remains low, as the proportion of hydrogen at the top of the column in the total amount of gas rises from I0 to 20% by volume. Table 1 below shows three examples of process implementation.

3 C 1214 TAULUKKO 13 C 1214 TABLE 1

Liuoksen koostumus Esimarkki tapaus __ ~~ 1 | 2 3Composition of the solution Example case __ ~~ 1 | 2 3

Esikarbo- Na2C0^ mol/1 1,63 1,76 1,55 jälkeen NaHC03 " 0,04 0,01 0,00After precarbo- Na 2 CO 3 mol / l 1.63 1.76 1.55 NaHCO 3 0.04 0.01 0.00

NaHS " 1,55 1,32 1,80NaHS "1.55 1.32 1.80

Karbo- Na2C03 " 0,66 0,85 0,36 jälkeen KaHC03 " 1 1*83Carbo-Na 2 CO 3 "0.66 0.85 0.36 after KaHCO 3" 1 1 * 83

NaHS 1,55 1,32 1,80NaHS 1.55 1.32 1.80

Rikkivedyn Na2C03 " 2,21 2,18 2,17Hydrogen sulfide Na 2 CO 3 "2.21 2.18 2.17

Kr* MaHco3 ·. °-36 °·50Kr * MaHco3 ·. ° -36 ° · 50

NaHS " 0,02 0,01 0,03NaHS "0.02 0.01 0.03

Karbonointilämpötila °C 72 75 80Carbonation temperature ° C 72 75 80

Karbonointipaine bar (abs.) 4,2 4,1 4,5Carbonation pressure bar (abs.) 4.2 4.1 4.5

Paine rikkivedyn strippauk- sessa bar (abs.) 0,21 0,20 0,22 HöyrystrippausPressure in hydrogen sulphide stripping bar (abs.) 0.21 0.20 0.22 Steam stripping

Rikkivetypitoisuus strip- pauksen jälkeen ennen 14 12 16 lauhdutusta JoHydrogen sulphide content after stripping before 14 12 16 condensing Jo

Rikkivetyni toisuus < 97 c5 97 kuivista kaasuista > " 4 (: ' 7 1 4 Tämän menetelmän edut korostuvat sekä käyttö- että investointikustannuksissa:Hydrogen sulphide content <97 c5 97 of dry gases> "4 (: '7 1 4 The advantages of this method are highlighted in both operating and investment costs:

Pitkälle viety karbonointiaste ja reaktorin tehokas toiminta saavat aikaan, kuten edellä on jo mainittu, että rikkivedyn erotusvaiheen höyrynkulutus jää alhaiseksi. Käytetty alipaineesso tapahtuva strippaus mahdollistaa myös jätelömmön hyväksikäytön. Väkevänä talteen saatava rikkivetykaasu takaa vakuumiprosessin taloudellisuuden rikkivedyn erotusvaiheessa, sillä vakuumi-pumpun tai ejektorin ei lauhdutuksen jälkeen tarvitse mainittavasti tehdä turhaa työtä rikkivetyä laimentavien kaasukomponenttien pumppaamiseksi.The advanced degree of carbonation and the efficient operation of the reactor, as already mentioned above, keep the steam consumption of the hydrogen sulfide separation stage low. The stripping used under vacuum also allows the utilization of waste heat. Concentrated hydrogen sulfide gas guarantees the economy of the vacuum process in the hydrogen sulfide separation stage, since after the vacuum pump or ejector, there is considerably no need to do unnecessary work to pump the hydrogen sulfide-diluting gas components.

Väkevänä talteensaatava rikkivetykaasu on edullista myös rikkivedyn erotusta seuraavassa prosessivaiheessa: rikkivedyn poltossa ja Si^n absorptiossa keittoliuosten valmistuksessa. Si^-pitoisuus voi olla jopa yli 10 tilavuusprosenttia. Rikkivedyn poltossa väkevä rikkivety, jonka kehitys on tasaista ja konsentraatiovaihtelu vähäistä takaa polttoon liittyvässä lämmön talteenotossa hyvän hyötysuhteen. Käytettäessä jätelämpökattilaa, saavutetaan höyrystys, joka selvästi ylittää rikkivedyn erotuksessa höyrytarpeen. Tehokkaan aineen siirron vuoksi tarvittavat laitteet ovat pieniä ja investointikustannukset jäävät alhaisiksi.Concentrated hydrogen sulfide gas is also preferred for the separation of hydrogen sulfide in the following process step: combustion of hydrogen sulfide and absorption of Si 2 in the preparation of cooking solutions. The Si 2 content can be as high as 10% by volume. In the combustion of hydrogen sulphide, concentrated hydrogen sulphide, the development of which is steady and the concentration variation is small, guarantees good efficiency in the heat recovery associated with combustion. When a waste boiler is used, evaporation is achieved which clearly exceeds the steam demand for hydrogen sulfide separation. Due to the efficient transfer of the substance, the equipment required is small and the investment costs remain low.

Menetelmän varsinainen keksinnöllisyys kohdistuu ensisijaisesti viherlipeän karbonointivaiheeseen. Kuten tunnettua karbonointiprosessin vaikeutena on se, että natriumbikarbonaatin konsentraation liukoisuusraja useassa käytetyssä prosessissa joudutaan ylittämään* Tästä seuraa, että karbonaattorit ovat toiminnaltaan enemmän toi vähemmän jaksottaisia tukkeutumisalttiutensa vuoksi. Tämä edellyttää korbonointilaitteiden ylimitoittamista elvytysten so. pesu jaksojen aikaisen kapasiteetin takaamiseksi.The actual inventiveness of the method is primarily directed to the green liquor carbonation step. As is known, the difficulty of the carbonation process is that the solubility limit of the sodium bicarbonate concentration in many of the processes used has to be exceeded * It follows that the carbonators are more or less intermittent in function due to their susceptibility to clogging. This requires oversizing of the coronation devices for resuscitation, i.e. washing to ensure capacity during cycles.

Karbonointilaitteet teollisissa sovellutuksissa ovat yksikkökooltaan suuria, kuten esimerkiksi soodateollisuuden ja myös sivola-talteenottoprosessin käyttämät nestetäytteiset pasettitornit. Niiden suuri koko tekee niiden paineista-misen kalliiksi. Toimiessaan normaalipaineessa, rikkivetyä vapautuu karbo-nointiin käytetyn kaasun voimakkaasti laimentamana. Näitä konventionaalisia karbonointiin soveltuvia absorptiolaitteita käytettäessä ei riittävään rikki-vedyn erotukseen tarvittavaa karbonointiastetta saavuteta yhdellä, toisiaan seuraavalla karbonointi- ja strippauskäsittelyllä, vaan siihen tarvitaan useampia käsittelykertoja tai jopa kiteytys ja kiteiden erotus pyrittäessä riittävän puhtaan keittohapon valmistamiseen. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä riittävä rikkivedyn erotus saavutetaan yhdellä karbonointivaiheella ja sitä seuraavalla rikkivedyn erotusvaiheella.Carbonation equipment in industrial applications is large in unit size, such as liquid-filled parquet towers used in the soda industry and also in the side recovery process. Their large size makes them expensive to pressurize. When operating at normal pressure, hydrogen sulphide is released in a highly diluted gas used for carbonation. With these conventional absorbers suitable for carbonation, the degree of carbonation required for sufficient sulfur-hydrogen separation is not achieved by a single, successive carbonation and stripping treatment, but requires several treatments or even crystallization and crystallization to produce sufficiently pure cooking acid. In the process of the present invention, sufficient hydrogen sulfide separation is achieved by one carbonation step and a subsequent hydrogen sulfide separation step.

61214 561214 5

Keksinnön mukaisen menetelmän kannalta on myös olennaista, että käytettävä väkevä hiilidioksidikaasu saadaan keittokemikaalien kierron piiristä. Näitä hiilidioksidilähteitä ovat esimerkiksi: natriumsulfiitin valmistus natrium-bisulfiitista ja natriumkarbonaattiliuoksesta osana keittoliuoksen valmistus** ta sekä selluloosan keittoprosessin happaman keiton tai keittimestä vajautetun tai syrjäytetyn tai massan pesusta saatavan jäteliemen neutralointi käyttäen natriumkarbonaattiliuosta.It is also essential for the process according to the invention that the concentrated carbon dioxide gas used is obtained from the circuit of cooking chemicals. Examples of these carbon dioxide sources are: the preparation of sodium sulphite from sodium bisulphite and sodium carbonate solution as part of the preparation of the cooking solution ** and the neutralization of the cellulose cooking process or the digestion of the effluent from the digester using sodium carbonate.

Väkevän hiilidioksidin käytön eittämättömiin etuihin kuuluu se, että selluloosan keittoprosessin kannalta kriittistä Na2S203:n muodostusta ei mitattavissa määrin tapahdu. Näin on vältetty yksi hiilidioksidipitoisten savukaasujen käytön haitoista.One of the undeniable advantages of using concentrated carbon dioxide is that the formation of Na2S2O3, which is critical for the cellulose cooking process, does not occur to a measurable extent. This has avoided one of the disadvantages of using carbon dioxide-containing flue gases.

Viherlipeän karbonoinnissa tapahtuvat seuraavat reaktiot:The following reactions take place in the carbonation of green liquor:

No2C03 + C02 + H20 φ 2 NaHCOg (1)No 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O φ 2 NaHCOg (1)

NaHS + NaHC03 * No2C03 + HgS (2)NaHS + NaHCO 3 * No 2 CO 3 + HgS (2)

Kuten jo edellä on mainittu, reaktion (2) eteneminen vasemmalta oikealle karbonointivaiheessa estetään käyttämällä korotettua painetta. Karbonointi-vaiheen pääreaktioksi jää reaktio (1). Rikkivedyn erotusvaiheessa pääreak-tion muodostaa reaktio (2).As already mentioned above, the progress of the reaction (2) from left to right in the carbonation step is prevented by using increased pressure. The main reaction of the carbonation step remains reaction (1). In the hydrogen sulfide separation step, the main reaction is reaction (2).

Viherlipeän lämpötila soodakattilan liuottajassa on n. 90°C. Välivarastoinnissa ja selkeytyksessä lämpötila laskee siten, että karbonointivaiheessa viherlipeän lämpötila on 60 - 80°C. Tämän keksinnön mukaisen menetelmän kar-bonointilämpötila on 20 - 100°C, mieluummin kuitenkin 60 - 80°C, jolloin viherlipeän lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen ei tarvita lämmönvaihtimia. Lämmönvaihtimien toimintaa konsentroiduilla suolaliuoksilla, kuten viherli-peällä haittaa lämmönvaihtopinnoille tapahtuva suolan kiteytyminen, mikä tekee niiden toiminnan enemmän tai vähemmän jaksottaiseksi. Oikein suoritetulla prosessilömpötilan valinnalla mainittu haitta voidaan välttää.The temperature of the green liquor in the solvent of the recovery boiler is approx. 90 ° C. In interim storage and clarification, the temperature drops so that the temperature of the green liquor in the carbonation step is 60-80 ° C. The carbonation temperature of the process of this invention is 20 to 100 ° C, but more preferably 60 to 80 ° C, in which case no heat exchangers are required to heat or cool the green liquor. The operation of heat exchangers with concentrated brine solutions, such as green leaves, is hampered by the crystallization of salt on the heat exchange surfaces, which makes their operation more or less intermittent. With a proper selection of the process temperature, this disadvantage can be avoided.

Karbonoinnissa on yleensä pakko ylittää viherlipeään muodostuvan natriumbikarbonaatin liukoisuus, mikäli pyritään, kuten tässä menetelmässä, saavuttamaan rikkivedyn erotukseen tarvittava karbonointiaste yhdessä karbonointivaiheessa. Tämä tuo mukanaan seuraavat haittatekijät, joiden välttämiseen tämän menetelmän keksinnöllisyys perustuu: Rikkivedyn erotusvaiheessa on pää-reaktiona edellä esitetty reaktio (2), jossa natriumbikarbonaatti reagoi natriumbisulfidin kanssa vapauttaen rikkivetyä. Rikkivedyn poistumisnopeus 6 (, 1 2 1 4 liuoksesta määräytyy seuraavan yhtälön mukaan: NH2S = Kga1 ^PH2S^" PH2s) V' iossa - g on liuoksesta poistuva rikkivetymäärö, mol/hIn carbonation, it is generally necessary to exceed the solubility of the sodium bicarbonate formed in the green liquor if, as in this method, the degree of carbonation required for the separation of hydrogen sulfide is achieved in one carbonation step. This brings with it the following disadvantages, the avoidance of which is based on the inventiveness of this method: The main reaction in the hydrogen sulfide separation step is the above reaction (2), in which sodium bicarbonate reacts with sodium bisulfide to release hydrogen sulfide. The rate of hydrogen sulphide removal from 6 (, 1 2 1 4 solutions is determined by the following equation: NH2S = Kga1 ^ PH2S ^ "PH2s) V 'iossa - g is the amount of hydrogen sulphide leaving the solution, mol / h

OO

- K aj on laitekohtainen yhdistetty kokonaisaineensiirtokerroin mol/(m° h at) 9- K aj is the device-specific combined total transfer factor mol / (m ° h at) 9

HB

- on viherlipeän rikkivedyn osapaine tasapainotilassa, at - P|l j on rikkivedyn osapaine kaasufaasissa, at 3 - V on laitteen tilavuus, m- is the partial pressure of hydrogen sulphide in the green liquor at equilibrium, at - P | l j is the partial pressure of hydrogen sulphide in the gas phase, at 3 - V is the volume of the device, m

Rikkivedyn aineensiirtoon voidaan siis vaikuttaa laitedimensioilla ja laiteratkaisuilla, joilla saavutetaan korkea kokonaisaineensiirtokerroin. Rikki-vedyn osapaineeseen kaasufaasissa voidaan vaikuttaa halutun aineensiirron kannalta edullisesti laskemalla laitteessa vallitsevaa kokonaispainotta ja/tai käyttämällä kaasufaasin laimennukseen enemmän strippaushöyryä.Thus, hydrogen sulfide mass transfer can be influenced by device dimensions and device solutions that achieve a high total mass transfer factor. The partial pressure of hydrogen sulfide in the gas phase can be influenced advantageously from the point of view of the desired mass transfer by calculating the total weight prevailing in the device and / or by using more stripping steam to dilute the gas phase.

Rikkivedyn viherlipeässä oleva osapaine puolestaan riippuu reaktioyhtälön (2) mukaan natriumbisulfidikonsentraation lisäksi natriumbikarbonoattikon-sentraatiosta, notriumkarbonaattikonsentraatiosta ja tietysti lämpötilasta: . „ [NoHS] [NoHCC^] , ......According to reaction equation (2), the partial pressure of hydrogen sulphide in green liquor depends not only on the sodium bisulphide concentration but also on the sodium bicarbonate concentration, the sodium carbonate concentration and, of course, the temperature:. '[NoHS] [NoHCC ^], ......

PH S = K1 - tasapaxnovakxo Kj \A) 2 rNa^CO» n on riippuvainen lämpötilastaPH S = K1 - tasapaxnovakxo Kj \ A) 2 rNa ^ CO »n is temperature dependent

Nyt on kuitenkin huomattava, että yhtälössä (4) oleva NaHCO^ - konsentraatio tarkoittaa liuennutta natriumbikarbonaattia, joten voidaan todeta, että natriumbikarbonaatin liukoisuus rajoittaa rikkivedyn desorption aineensiirtoa.However, it should now be noted that the NaHCO 3 concentration in Equation (4) refers to dissolved sodium bicarbonate, so it can be concluded that the solubility of sodium bicarbonate limits the hydrogen sulfide desorption.

Toinen haittatekijä, jonka kanssa joudutaan tekemisiin ylitettäessä natriumbikarbonaatin liukoisuus, on laitteen tukkeutumisalttius.Another disadvantage to be faced when exceeding the solubility of sodium bicarbonate is the susceptibility of the device to clogging.

Keksinnön mukainen menetelmä on tarkemmin seuraava:More specifically, the method according to the invention is as follows:

Viherlipeän karbonointi suoritetaan sekoitusreaktorissa, jossa sekoituksella on neljä tärkeää tehtävää: 7 61 21 4 - Tehokkaalla sekoituksella hiilidioksidipitoinen kaasu dispergoidaan pieniksi kupliksi viherlipeään siten, että muodostuu dispersio, jossa kaasun tila-vuusosuus on 10- 50 % , mieluummin 30 %, absorption aineensiirtopinta- alan luomiseksi. Tälläin saavutetaan esimerkiksi 80°C lämpötilassa ominais- 1 3 aineensiirtopinta-ala n. 2000 m” ,kun sekoitukseen käytetään tehoa 10 kW/m°.The carbonation of the green liquor is carried out in a stirred reactor with four important mixing functions: 7 61 21 4 - With efficient stirring, the carbon dioxide-containing gas is dispersed into small bubbles in the green liquor to form a dispersion with a gas volume fraction of 10-50%, preferably 30%. in order to create. In this way, for example, at a temperature of 80 ° C, a specific mass transfer area of approx. 2000 m ”is achieved when a power of 10 kW / m ° is used for mixing.

- Tehokkaalla sekoituksella aikaansaadulla, nopealla kaasun absorptiolla synnytetään liuosfaasiin natriumbikarbonaatin ylikyllästystila, joka purkautuu erittäin runsaaseen kideydinten muodostukseen, tästä syystä kidekoko jakautumasta muodostuu kiteiden liukenemisen kannalta edullinen, toisin sanoen erittäin runsaasti ja pieniä kiteitä.- The rapid gas absorption obtained by efficient stirring creates a supersaturation state of sodium bicarbonate in the solution phase, which is discharged into a very abundant formation of crystal nuclei, therefore the crystal size distribution becomes advantageous for crystal dissolution, i.e. very abundant and small crystals.

Esimerkkinä voidaan esittää tehdasmittakaavaisesta prototyyppireaktorista mitattu kumulatiivinen kiteiden lukumäärä pituuden funktiona:An example is the cumulative number of crystals measured from a factory-scale prototype reactor as a function of length:

_ L_ L

N = 2700 e"” ö'0162 , jossa (5) N on kiteiden lukumäärä, kpl L on kiteen pituus, mm - Tehokkaalla sekoituksella estetään yksittäisten kiteiden agglomeroatio yli 90 prosenttisesti, mikä myös nopeuttaa rikkivedyn erotusvaiheessa tapahtuvaa natriumbikarbonaatin liukenemista.N = 2700 e "” ö'0162, where (5) N is the number of crystals, L is the length of the crystal, mm - Efficient mixing prevents agglomeration of individual crystals by more than 90%, which also accelerates the dissolution of sodium bicarbonate in the hydrogen sulphide separation step.

- Tehokkaalla sekoituksella yli 6 kVf/nr ja reaktioastian muotoilulla, joka takaa riittävän turbulenssin kaikkialla reaktioastiassa, estetään seinämille tapahtuva kiteytyminen ja laitteen tukkeutuminen. Näin saadaan karbonoin-tireaktorin toiminta jatkuvaksi ja vältetään muille menetelmille ominainen pesuvaiheiden vaatima lisäkapasiteettitarve.- Efficient mixing above 6 kVf / nr and design of the reaction vessel, which ensures sufficient turbulence throughout the reaction vessel, prevents crystallization on the walls and clogging of the apparatus. This keeps the operation of the carbonine reactor continuous and avoids the need for additional capacity required by the washing steps inherent in other processes.

Suoritettaessa karbonointi esimerkiksi 80°C lämpötilassa, saavutetaan karbo- Λ nointivaiheessa kaasupuolen yhdistetty aineensiirtokerroin 30 kmol/(m° h at) sekoitusteholla 10 kW/m . Reaktorilaitteen tukkeutumista ei tapahdu, yhtälö-muodossa (5) esitetty kidekokojakautuma karbonoinnin jälkeen ja rikkivedyn keittoliuoksen valmistuksen kannalta katsoen riittävä erotuskyky 95 - 99,5 % käytetyssä vakuumistrippauskolonnissa saavutetaan (vrt. taulukko 1).In carrying out the carbonation temperature for example 80 ° C, reached carbonyl Λ nointivaiheessa connected to the gas side mass transfer coefficient of 30 kmol / (m ° h at) the mixing power of 10 kW / m. There is no clogging of the reactor apparatus, the crystal size distribution shown in equation (5) after carbonation and a sufficient resolution of 95-99.5% for the preparation of the hydrogen sulfide cooking solution are achieved in the spent vacuum stripping column (cf. Table 1).

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä karbonointireaktori on pienikokoinen (vrt. aineensiirtokerroin) eikä vaadi liuospuolella lämmönvaihtimia,The carbonation reactor used in the process according to the invention is small in size (cf. mass transfer coefficient) and does not require heat exchangers on the solution side,

Claims (14)

61214 8 mistä johtuen sen investointikustannukset verrattuna Sivola-talteenottopro-sessin käyttämiin soodatorneihin ovat vain noin 10 %. Edelleen verrattaessa mainittuihin soodatorneihin, toiminta on jatkuva eikä jaksottainen, reaktio-lämpö sidotaan prosessivirtaan ja käytetään hyväksi rikkivedyn erotuksessa eikö sidota jäähdytysvesiin, joille on alhaisen lämpöpotentiaalin vuoksi vaikea löytää hyödyllistä käyttöä selluloosatehtaan lämminvesitaloudessa. Keksinnön mukainen menetelmä käyttää karbonointiin väkevää hiilidioksidia keittokemikaalien kierron eri lähteistä eikä käytä pH-tasoa 10,5 alempana savukaasuja karbonointiin. Tällöin vältytään haitallisilta Na2S20Q!o synnyttäviltä sivureaktioilta savukaasun hapen, rikkivedyn, rikkidioksidin sekä viherlipeän kesken. Samalla estetään mainittujen keittokemikaalikierron (X^-lähteiden muodostuminen hajukaasujen emissiolähteiksi.61214 8 as a result, its investment costs compared to the soda towers used in the Sivola recovery process are only about 10%. Furthermore, compared to said soda towers, the operation is continuous and not intermittent, the reaction heat is bound to the process stream and utilized in hydrogen sulfide separation and is not bound to cooling waters, which due to low thermal potential find it difficult to find useful use in pulp mill hot water management. The process according to the invention uses concentrated carbon dioxide for carbonation from different sources in the cooking chemical cycle and does not use flue gases for carbonation below pH 10.5. This avoids harmful Na2S2OQ-generating side reactions between flue gas oxygen, hydrogen sulfide, sulfur dioxide and green liquor. At the same time, the formation of said cooking chemical circulation (X 1) sources as odor gas emission sources is prevented. 1. Menetelmä viherlipeän karbonoimiseksi väkevällä, yli 50 tilavuusprosenttisella hiilidioksidikaasulla sekoitusreaktorissa paineessa, joka on suurempi kuin viherlipeäliuoksen kokonaisvastapaine tavoitellulla karbonointiasteella sekä rikin erottamiseksi karbonoidusta viherlipeästä rikkivetynä karbonointia seuraavassa rikkivedyn erotusvaiheessa, tunnettu siitä, että karbo- Λ nointireaktorissa liuosta sekoitetaan teholla 6-14 kW/m , mieluummin 9-11 kW/m kaasudispersion ylläpitämiseksi ja natriumbikarbonaatin muodostumisen nopeuttamiseksi siten, että kiteytyvän natriumbikarbonaatin kidekoko pituutena mitattuna saadaan 90 prosenttisesti alle 0,1 millimetrin, sekä syntyvien kiteiden agglomeraation estämiseksi ja siitä, että nesteen ja kiteiden reaktorin seinämälle projisoitu nopeus on seinämien välittämässä läheisyydessä yli 3 m/s.1. A process for carbonating green liquor with concentrated carbon dioxide gas of more than 50% by volume in a stirred reactor at a pressure higher than the total back pressure of the green liquor solution at the desired degree of carbonation. , preferably to maintain a gas dispersion of 9-11 kW / m and to accelerate the formation of sodium bicarbonate so that the crystalline sodium bicarbonate crystallized in length is 90% less than 0.1 millimeter in length, to prevent agglomeration of the resulting crystals and to project liquid and crystal in the vicinity of more than 3 m / s. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karbonointi suoritetaan lämpötilassa 50 - 100°C, mieluimmin 60 - 80°C.Process according to Claim 1, characterized in that the carbonation is carried out at a temperature of 50 to 100 ° C, preferably 60 to 80 ° C. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väkevä hiilidioksidi soadaan natriumbisulfiitin ja natriumkarbonaatin ja/tai natriumbikarbonaatin välisen reaktion tuotteena keittoliuoksen valmistusprosessista.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the concentrated carbon dioxide is leached as a product of the reaction between sodium bisulphite and sodium carbonate and / or sodium bicarbonate from the process for preparing the cooking solution. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väkevä hiilidioksidi saadaan selluloosan keittoprosessin happamen keiton jäteliemen jo natriumkarbonaatin jo/tai natriumbikarbonaatin välisen reaktion 9 61 21 4 tuotteena keittimestä tai sen ulkopuolelta erillisestä laitteesta.Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the concentrated carbon dioxide is obtained as the product of the reaction of the acid cooking broth of the cellulose cooking process between sodium carbonate and / or sodium bicarbonate 9 61 21 4 from the digester or from a separate device outside it. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karbonointireaktorissa on kaasun tilavuusosuus dispersiossa 10 - 50 %, mieluummin 25 - 35 %,Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the carbonation reactor has a volume fraction of gas in the dispersion of 10 to 50%, preferably 25 to 35%, 6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkivedyn erotukseen käytetty laite on tyypiltään pöhjakolonni.Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the device used for the separation of hydrogen sulfide is of the bottom column type. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkivedyn erotukseen käytetty laite on tyypiltään täytekappalekolonni.Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the device used for the separation of hydrogen sulfide is of the packing column type. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkivedyn erotus tapahtuu absoluuttisessa paineessa 0,1 - 0,6 bar, mieluummin 0,15 - 0,3 bar.Process according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the hydrogen sulfide is separated off at an absolute pressure of 0.1 to 0.6 bar, preferably 0.15 to 0.3 bar. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkivedyn erotus suoritetaan häyrytysstrippauksella.Process according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the hydrogen sulfide separation is carried out by disturbance stripping. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että strippaushäyrynä käytetään sekundäärihöyryä jätelipeähaihduttamosta.Method according to Claim 9, characterized in that secondary steam from the waste liquor evaporator is used as the stripping vapor. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viherlipeä on ennen karbonointia selkeytetty ja esikarbonoitu tunnetuilla tavoilla.Process according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the green liquor has been clarified and pre-carbonated in known ways before carbonation. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkivedyn erotukseen tarvittaessa riittää yksi viherlipeän kar-bonointikäsittely.Process according to one of Claims 1 to 11, characterized in that one green liquor carbonation treatment is sufficient, if necessary, for the separation of hydrogen sulfide. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikarbonointiin käytetään savukaasuja silloin kun karbonoitavan liuoksen pH on vähintään 10,5.Process according to Claim 11, characterized in that flue gases are used for the precarbonation when the pH of the solution to be carbonated is at least 10.5. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikarbonointiin käytettävä savukaasu pestään natriumkarbonaatti- ja/tai nat-riumsulfiitti- ja/tai natriumhydroksidipitoisella liuoksella natriumtiosul-faatin muodostuksen vähentämiseksi ennen sen syättämistä esikarbonointilait-teeseen. 10 6121 4Process according to Claim 13, characterized in that the flue gas used for the precarbonation is washed with a solution containing sodium carbonate and / or sodium sulphite and / or sodium hydroxide in order to reduce the formation of sodium thiosulphate before it is fed to the precarbonator. 10 6121 4
FI790114A 1979-01-15 1979-01-15 AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER FI61214C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI790114A FI61214C (en) 1979-01-15 1979-01-15 AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI790114A FI61214C (en) 1979-01-15 1979-01-15 AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER
FI790114 1979-01-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI790114A FI790114A (en) 1980-07-16
FI61214B FI61214B (en) 1982-02-26
FI61214C true FI61214C (en) 1982-06-10

Family

ID=8512302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI790114A FI61214C (en) 1979-01-15 1979-01-15 AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI61214C (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI130092B (en) * 2019-08-22 2023-01-31 Valmet Technologies Oy A method and a system for adjusting pH of green liquor dregs

Also Published As

Publication number Publication date
FI790114A (en) 1980-07-16
FI61214B (en) 1982-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4148684A (en) Methods for recovery and recycling of chemicals from sodium sulfite and sodium bisulfite pulping operations
US4291002A (en) Process for producing sodium carbonate from complex brines
US4098639A (en) Process for reducing the requirement of fresh chemicals without increasing emissions in the pulping of cellulosic material
US2675297A (en) Solution phase process of convert
US3560329A (en) Process for low sulfide chemical recovery
US4093508A (en) Process for recovering chemicals from the waste liquors of sulfate cellulose digestion and the waste waters of bleaching
US4104365A (en) Method of separating sulfuric acid from neutral sodium sulfate in spent chlorine dioxide generator liquor
US4241041A (en) Methods for the recovery of sulfur components from flue gas and recycle sodium sulfite by reduction-smelting and carbonating to strip hydrogen sulfide
CS204962B2 (en) Method of reclaiming chemicals from waste liquors in celluse prosuction
US2841561A (en) Recovery of chemicals from smelt solutions
US3650888A (en) Pollution controlled polysulfide recovery process
AU765320B2 (en) Method of ammonium sulfate purification
FI61214C (en) AOTERVINNINGSFOERFARANDE FOER KOKKEMIKALIER
US3619350A (en) Chlorine dioxide pulp bleaching system
US2351780A (en) Method of absorbing sulphur dioxide
CN1328234C (en) SO2 acidifying process of producing coarse phenol and co-producing anhydrous sodium sulfite
CN208732632U (en) The production equipment of sodium bicarbonate
CA1107009A (en) Device for recovering sodium chemicals from green liquor and flue gases
US2824071A (en) Recovery of chemicals in wood pulp preparation
US4799994A (en) Process for cooking and bleaching pulp
US3525666A (en) Process for preparing kraft pulping liquor from black liquor including separate carbonation with combustion gases and evaporation steps
US2778714A (en) Method for recovering base ions from waste sulfite liquor and producing sulfite cooking liquor
US4253911A (en) Process for maintaining a low sodium chloride content in recycled sodium chemicals of sodium-based pulp manufacturing processes
CA1076306A (en) Process for reducing the requirement of fresh chemicals without increasing emissions in the pulping of cellulose material with alkaline sodium- and sulfur-containing sulfate pulping liquor
EP0935694A1 (en) Process for purifying ash which principally consists of sodium sulphate from a recovery boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired
MA Patent expired

Owner name: RAUMA-REPOLA OY