FI63611B - Foerfarande foer avlaegsning och aotervinning av flyktiga organiska komponenter fraon sulfitavlut - Google Patents

Description

R5r*l [B] (11)KUULUTUSJULKAISU £~1£Λ A

jgflA LJ ( ; UTLÄGGNINGSSKRIPT 6Ί I

C Patentti myönnetty 11 07 1983 (45) Patent neddelat (51) Kv.ik.Va3 D 21 C 11/02 SUOMI —FINLAND (21) 'Wttlhtkumui-PKwwaMM'fllni 7^0683 (22) Htkemltpilvt — Ameknlngtdag l6.03.76 ' ' (23) Alkuptlvi — GlMiktcad·! l6.03.76 (41) Tullut Julkiseksi — BllvK offsntllf 18. 09.76

Patentti- ja rekisterihän itu· .... ____ . , _ . (44) Nlhtlvikslpsnon s kuuLjulkitsun pvm. — 0

Patent· och registerstyrelsen Arat*»» utltfd och uti.skrtftwi puMtcand 31.03.83 (32)(33)(31) Pyr»«ty ·μοΜμ«-Β«|Μ prlortm 17-03.75 USA(US) 55917*+ (71) ITT Industries, Inc., 320 Park Avenue, New York 22, New York, USA(US) (72) Dexter Edge, Jr., Olympia, Washington, USA(US) (7*+) Oy Kolster Ab • (5U) Menetelmä haihtuvien orgaanisten aineosien poistamiseksi ja talteenotta-miseksi sulfiittijäteliuoksesta - Förfarande för avlägsning och ätervin-ning av flyktiga organiska komponenter frin sulfitavlut

Keksintö koskee menetelmää haihtuvien orgaanisten aineosien poistamiseksi ja talteenottamiseksi puun happamen sulfiittikeiton jäteliuoksesta.

Nykyaikaisissa massatehtaissa on jäteliuokset haihdutettava ja poltettava voimakkaan saastuttamisen välttämiseksi. Polttamista on kauan sovellettu sulfaattimassatehtaissa taloudellisista syistä mutta vasta viime vuosina on polttamista käytetty sulfiittitehtaissa saastuttamisen vähentämiseksi. On tunnettua, että sulfiittiproses-sissa muodostuu suuri joukko haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Jäte-liuoksen haihduttamisen aikana veden poistamiseksi ja kiintoaine-pitoisuuden nostamiseksi tasolle, joka sallii polttamisen, haihtuvat orgaaniset aineet siirtyvät kondensaattiin. Vastoin odotuksia hyvin vähän haihtuvista orgaanisista yhdisteistä palaa. On laskettu, että huomattavia määriä suuruusluokaltaan 80-90 % haihtuvista orgaanisista aineista jäävät tehtaasta ulosvirtaavaan nesteeseen.

6361 1 Jäteliuoksessa olevat, pääasialliset haihtuvat yhdisteet, joilla on merkitystä, ovat metanoli, etikkahappo ja furfuraali.

Näistä furfuraali on erityisen merkityksellinen myrkyllisyytensä vuoksi vesiorganismeille. On havaittu, että jäteliuoksessa olevien ei-haihtuvien orgaanisten aineosien pitoisuus ei juuri nouse, jos jäteliuokset käytetään uudelleen tai palautetaan keittoliuokseen.

Tämä johtuu siitä, että tällaisilla muilla orgaanisilla aineilla on alhainen haihtuvuus tai ne hajoavat kulkiessaan myöhemmin keittimen läpi. Kuitenkin yritykset löytää taloudellinen fysikaalinen tai kemiallinen menetelmä haihdutinkondensaatin käsittelemiseksi ja haihtuvien orgaanisten aineosien poistamiseksi on osoittautunut vähemmän menestykselliseksi.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa haihtuvien orgaanisten aineosien, erityisesti furfuraalin ja meta-nolin poistamisen taloudellisesti sulfiittiprosessien jäteliuoksista.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että jäteliuos väkevöidään useassa vaiheessa runsaasti orgaanista ainetta sisältävän vesipitoisen jakeen, niukasti orgaanista ainetta sisältävän jakeen ja runsaasti kiintoainetta sisältävän jakeen muodostamiseksi; niukasti orgaanista ainetta sisältävä jae ja runsaasti kiintoainetta sisältävä jae poistetaan prosessista; runsaasti orgaanista ainetta sisältävä jae palautetaan jatkuvasti keittovai-heeseen, jolloin muodostuu suljettu kierto, joka nostaa haihtuvien orgaanisten aineosien pitoisuutta; ja haihtuvien orgaanisten aineosien pääosa erotetaan ja poistetaan jatkuvasti suljetusta kierrosta virtana, jossa pitoisuus on suurempi kuin suljetussa kierrossa.

Tämän keksinnön menetelmä tarjoaa suhteellisen yksinkertaisen mutta tehokkaan keinon kahden tärkeimmän myrkyllisen aineosan, metanolin ja furfuraalin, poistamiseksi sulfiittitehtaiden nestemäisistä polttovirtauksista. Prosessilla on pieni vaikutus etikkahappoon, koska tämän haihtuvuus on niin lähellä veden haih-tuvuutta. Eräs tämän keksinnön yllättävistä tuloksista on kuitenkin havainto, että etikkahappo samoin kuin myös muurahaishappo, muut orgaaniset hapot ja furfuraali voidaan palauttaa keittoliuokseen vaikuttamatta vahingollisesti massan laatuun. Muurahaishappo, jota on läsnä pienet määrät sulfiittijäteliuoksessa (SSL), on toistuvasti ilmoitettu kirjallisuudessa syyksi keittoliuoksen hajoamiseen, joka johtaa "mustaan keittoon". Vaikkakaan syitä vahingollisen

II

3 63611 vaikutuksen puuttumiseen massan laatuun ei täysin ymmärretä, uskotaan, että palautettu muurahaishappo tässä menetelmässä tuhoutuu keittimessä. Kirjallisuudessa on myös esitetty, että lisäemästä tulisi käyttää keittoliuoksessa palautetun etikkahapon ja muiden happojen tasapainottamiseksi. On havaittu, että vapaan ja sidotun SC^n väkevyydet eivät suuremmin muutu keiton aikana näiden palautettujen happojen läsnäollessa tässä menetelmässä. Niinpä, päinvastoin kuin kirjallisuudessa esitetään, on tässä havaittu, että edellä esitetyt SSL:n aineosat voidaan palauttaa keittimeen, jolloin ne vaikuttavat vähän tai ei ollenkaan massan laatuun.

Kaikki kaupallisesti sovelletut prosessit käytetyn sulfiitti-liuoksen talteenottamiseksi natrium-, ammonium- ja magnesium-pohjäisistä sulfiittikeittoprosesseista käsittävät SSLtn haihduttamisen, mitä seuraa tuhkaksi poltto uunissa. Tässä keksinnössä nämä vaiheet SSL-talteenottoprosessissa voidaan suorittaa pääasiallisesti tunnettuun tapaan. Niinpä yksityiskohtaista kuvausta talteen-ottoprosessin näistä seikoista ja sulfiittikeittoprosessista kokonaisuudessaan ei tässä toisteta paitsi siinä laajuudessa, mikä on välttämätöntä keksinnön ymmärtämiseksi. Täydellisiä kuvauksia happamista sulfiittikeittoprosesseista on esitetty esimerkiksi teoksessa Pulping Processes, Rydholm, Interscience Publishers, 1965 sivut 439-576, ja sulfiitti-talteenottoprosesseista saman teoksen sivuilla 764-835.

Keksintöä valaistaan seuraavan kuvauksen avulla, jota olisi tarkasteltava yhdessä oheistetun kuvion kanssa, josta ilmenee yksinkertaistetussa muodossa prosessin virtauskaavio.

Puuhaketta ja sulfiittikeittoliuosta syötetään keittimeen. Keittoliuos on natrium-, ammonium- tai magnesium-pohjäinen hapan sulfiittiliuos, ts. sulfiittiliuos, joka sisältää ylimäärin SC>2·

Kun keitto on saatettu loppuun, lasketaan painetta keittimestä ja keittoliuos pumpataan keittimestä. Massa pestään sitten vedellä sulfiittijäteliuoksen pääosan poistamiseksi. Pesty massa johdetaan tämän jälkeen valkaisuvaiheisiin.

Heikko SSL keittimistä syötetään jatkuvaan höyrystrippaukseen, jossa suuri osa S02:sta poistetaan ja palautetaan haponvalmistus-järjestelmään. Tällainen kaasujen strippaus on hyvin tunnettu ja se voidaan suorittaa tavanomaiseen tapaan. Se on esitetty esimerkiksi US-patentissa 2 710 254. Kaasuista vapaa SSL johdetaan sitten 4 63611 paisuntasäiliöön paineen alentamiseksi ilmakehän paineeseen. Paisutettu höyry sisältää oleellisen osan haihtuvasta orgaanisesta aineesta, joka lähetetään orgaanisten aineiden rikastuskolonniin, jossa SSL-höyry erotetaan väkevöidyksi jakeeksi, joka sisältää pääosan haihtuvista orgaanisista aineosista, ja laimeaksi jakeeksi. Väkevöity jae poistetaan talteenottokierrosta, kun taas laimea jae voidaan joko johtaa viemäriin tai yhdistää muiden kondensaattien kanssa, jotka palautetaan kaasunpesulaitteen kautta. Väkevöidy1lä", kuten sitä tässä käytetään viitaten virtaan, joka poistetaan palau-tuskierrosta, tarkoitetaan virtaa, joka pääasiassa sisältää haihtuvia orgaanisia aineosia ja joka sisältää, painosta laskien, moninkertaisen prosenttimäärän haihtuvia orgaanisia aineosia verrattuna laimeaan virtaan, josta se on erotettu ja joka jää kiertoon mahdollista palauttamista varten keittimeen.

Rikastusvaiheen tarkka kohta kierrossa haihtuvien orgaanisten aineosien pääosan poistamiseksi SSL-virrasta ei ole tärkeä. Haihtuvien orgaanisten aineiden pääosa voitaisiin poistaa myös kierron muissa osissa, kuten esimerkiksi runsaasti orgaanisia aineita sisältävästä jakeesta strippauksella tai muilla menetelmillä. Sopiva tapa suorittaa rikastusvaihe, jossa haihtuvien orgaanisten aineosien pääosa erotetaan ja poistetaan, on jakotislauskolonnissa tai -tornissa, jossa höyry erotetaan eri jakeiksi, joilla on eri kiehumapisteet. Kondensoimalla tornin yläpään höyryvirta ja palauttamalla jäähdyttäen osa tiivistyneestä nesteestä jakotislauskolon-nin yläpäähän, päästään haihtuvien orgaanisten aineiden edelleen-väkevöitymiseen. Tällaiset jakotislauskolonnit ovat hyvin tunnettuja ja niitä käytetään, esimerkiksi tehtaissa, joissa valmistetaan kaupallista furfuraalia.

Loput SSL:stä paisuntavaiheesta ja ulosvirtauspesuvaiheesta syötetään jatkuvasti haihdutusjärjestelmään, jossa ulosvirtaus väkevöidään useissa vaiheissa muodostamaan runsaasti orgaanisia aineita sisältävä vesipitoinen jae, vähäisesti orgaanisia aineita sisältävä vesipitoinen jae ja runsaasti kiintoaineita sisältävä jae. Haihdutusprosessissa suurin osa haihtuvista orgaanisista aineista höyrystyvät ja esiintyvät täten haihduttimen kondensaatissa.

Jäljelle jääneet haihtuvat orgaaniset komponentit runsaasti kiintoaineita sisältävässä paksussa SSL:ssä poltetaan uunissa tai poistetaan muulla tavalla talteenottoprosessista. Haihtuvimmat orgaaniset il 5 63611 aineet, metanoli ja furfuraali, esiintyvät pääasiallisesti konden-saatissa haihdutusvaiheiden tietyissä osissa, kun taas etikka-happo esiintyy melko tasaisesti kautta koko kondensaatin. Konden-saatit, jotka sisältävät metanolin ja furfuraalin pääosat, muodostavat runsaasti orgaanisia aineita sisältävän osan ja palautetaan hapon valmistusjärjestelmään savukaasupesulaitteen kautta, joka toimii hapon valmistuksen ensimmäisenä vaiheena. Täältä nämä konden-saatit palautetaan keittimeen. Jäljelle jäänyt kondensaatti, joka muodostaa vähän orgaanisia aineita sisältävän osan, poistetaan prosessista ja johdetaan viemäriin tai käytetään muualla tehtaassa prosessivetenä.

Haihduttamisen asemasta on mahdollista käyttää muita menetelmiä ainakin osan SSL-ulosvirtaaman väkevöinnin suorittamiseksi. Jäädyttäminen tai käänteisosmoosi esimerkiksi voisivat aluksi poistaa oleellisen osan vedestä. Jos käytetään jäähdyttämistä, olisi niukasti orgaanisia aineita sisältävä jae pääasiallisesti puhdasta vettä ja lopullinen haihduttamisesta saatu kondensaatti muodostaisi silloin runsaasti orgaanisia aineita sisältävän jakeen, joka palautetaan hapon valmistusjärjestelmään. Tässä käytettynä tarkoittaa "runsaasti orgaanisia aineita sisältävä" ja "vähän orgaanisia aineita sisältävä"-jakeet poistovirtauksia haihduttimesta tai muusta väkevöimislaitteesta, jotka sisältävät kumpikin haihtuvia orgaanisia aineosia normaalisti suhteellisen pienissä väkevyyksissä, jotka kuitenkin poikkeavat toisistaan moninkertaisesti. Runsaasti orgaanisia aineita sisältävä kondensaatti sisältää tavallisesti 4-6 tai suurempikertaisen pitoisuuden painosta laskien furfuraalia ja metanolia kuin vähän orgaanista ainetta sisältävä kondensaatti, joka tavallisesti sisältää alle 1 %:n näitä aineosia.

Haihduttimien muoto ei ole tärkeä tämän keksinnön käytännölle. On ainoastaan tarpeen valita kondensaatit, joilla on suurin haihtuvien orgaanisten aineiden väkevyys, palauttamista varten. Haihdutusjärjestelmä voi käsittää esimerkiksi yhdistelmän, jossa on kaksi höyry-toistopuristushaihdutinta ja kolmivaihehaihdutin sarjassa. Tällaiset haihduttimet ovat hyvin tunnettuja ja yleisesti käytössä massan valmistusprosesseissa. Tällaisessa järjestelmässä runsaasti orgaanisia aineita sisältävä kondensaatti ensimmäisestä höyrytoistopuristushaihduttimesta ja monivaihehaihduttimesta kootaan ja palautetaan, samalla kun niukasti orgaanisia aineita sisältävä 6 63611 kondensaatti toisesta höyrytoistopuristushaihduttimesta poistetaan viemäriin johdettavaksi tai uudelleen käytettäväksi muualla tehtaissa. Tehtaissa, joissa on ainoastaan monivaihehaihduttimia, on mahdollista erottaa runsaasti orgaanista ainetta ja niukasti orgaanista ainetta sisältävät jakeet yhdistämällä kondensaatit tietyistä vaiheista. Esimerkiksi kuusivaiheisella haihduttimella voidaan kondensaatti, joka saadaan kondensoimalla höyryt kolmesta ensimmäisestä nestevaiheesta ja viimeisestä nestevaiheesta, koota palautusta varten, samalla kun kondensaatti muista vaiheista poistetaan tai käytetään uudelleen. Syynä tähän on, että keiton aikana muodostuneen furfuraalin lisäksi muodostuu pieni määrä furfuraalia myös haihdutuksen aikana, erityisesti suuremmissa väkevyyksissä ja lämpötilaolosuhteissa, jotka vallitsevat viimeisessä nestevaiheessa. Niinpä furfuraalia kokonaisuudessaan joutuisi vähemmän viemäriin, jos kondensaatti neljännen ja viidennen vaiheen höyryistä johdetaan viemäriin mieluummin kuin kondensaatit viidennen ja kuudennen vaiheen höyryistä.

Suuremman väkevyyden omaavien runsaasti orgaanista ainetta sisältävien kondensaattien erottaminen sinänsä ei tarjoa käytännöllistä keinoa haihtuvien orgaanisten aineiden poistamiseksi systeemistä, koska väkevyydet näissä kondensaattijakeissa ovat vielä melko alhaisia - vaikkakin korkeampia kuin muissa jakeissa. Kuitenkin, jos nämä haihdutinkondensaattien runsaasti orgaanista ainetta sisältävät jakeet jatkuvasti palautetaan keittoliuokseen uudelleenkäytettäväksi, lisääntyy haihtuvien orgaanisten aineosien väkevyys jäteliuoksessa niin, että ne voidaan helposti erottaa ja poistaa järjestelmästä viemäriin johdettaviksi tai talteenotetta-viksi sivutuotteena.

Molemmat jäteliuoksen erotusvaiheet - haihtuvien orgaanisten aineosien pääosan alkupoisto ja sitä seuraava erotus haihduttamalla tai muulla tavalla väkevöimällä runsaasti orgaanista ainetta ja niukasti orgaanista ainetta sisältäviksi jakeiksi - ovat oleellisia tämän keksinnön mukaisen prosessin menestykselliselle käytölle. Ainetaselaskelmat osoittavat, että pelkästään yhden vaiheen käyttö yksinään ei yhtä paljon alenna poistonesteen myrkyllisyyttä. Mikäli suoritetaan ainoastaan alkuvaihe pääosan poistamiseksi, osoittavat laskelmat, että 54 % furfuraalista jää poistonesteisiin, jolloin yhdistetyt kondensaatit palautetaan mutta niitä ei jaeta runsaasti

II

7 63611 orgaanista ainetta ja niukasti orgaanista ainetta sisältäviksi jakeiksi. Jos runsaasti orgaanista ainetta sisältävä jae palautetaan, mutta pääosan poistovaihe jätetään pois, on laskettu, että 59 % furfuraalista jää poistonesteeseen. Yhdistämällä nämä kaksi vaihetta, jää ainoastaan 20-25 % furfuraalista poistonesteisiin.

Seuraava esimerkki kuvaa keksintöä. Prosentit ovat painoprosentteja.

Esimerkki 1 72574 kg/tunti puuhaketta keitetään ammoniakki-pohjaisessa happamessa sulfiittikeittoliuoksessa, joka sisältää 0,65 % sidottua rikkidioksidia ja 7,0 % vapaata rikkidioksidia. Testitulokset osoittavat seuraavia määriä muodostuneita haihtuvia orgaanisia aineosia keittoprosessista: 417 kg/tunti furfuraalia (389 kg/tunti kehittyy keittimissä, 28 kg/tunti kehittyy monivaihehaihduttimessa), 458 kg/tunti metanolia ja 2099 kg/tunti etikkahappoa. Keittoproses-sin päätyttyä painetta keittimessä lasketaan päästämällä kaasuja takaisin keittohapon valmistusjärjestelmään. Tämä tehdään rikki-dioksidihäviöiden välttämiseksi, joita muuten tapahtuisi, jos keittimistä päästettäisiin kaasuja suoraan avoimeen savupiippuun. Keittimen poistokaasut sisältävät myös osan edellä mainituista haihtuvista orgaanisista aineosista.

Sen jälkeen kun jäteliuos on pumpattu pois keittimestä, keitetty hake poistetaan käyttäen osaa kylmästä suodoksesta massan pesujärjestelmästä. Seuraavaksi massa pestään vedellä johtamalla se vastavirtaan pesuvaiheiden läpi. Tämän tehtävänä on poistaa oleellinen osa (95 % tai enemmän) jäteliuoksesta. Pesty massa johdetaan valkaisuvaiheisiin. Vain pieniä määriä haihtuvista orgaanisista aineosista jää massaan sen poistuessa viimeisestä pesu-vaiheesta, nimittäin: 10,4 kg/tunti furfuraalia, 10,0 kg/tunti metanolia ja 53,1 kg/tunti etikkahappoa.

Keittimestä saatu sulfiittijäteliuos syötetään jatkuvatoimisen strippauskolonnin yläpäähän. Riittävästi höyryä johdetaan tämän kolonnin pohjalle. Näin varmistetaan, että prosentuaalisesti suuri määrä jäljelle jäänyttä vapaata rikkidioksidia poistuu.

Yläpään virtaus, joka sisältää stripatun rikkidioksidin, sisältää myös jonkin verran haihtuvia orgaanisia aineosia yhdessä pienen määrän kanssa kondensoitumatonta höyryä. Tämä virtaus palautetaan myös hapon valmistusjärjestelmään.

8 63611

Sulfiittijäteliuos, josta kaasut on stripattu, kuljetetaan seuraavaksi paisuntasäiliöön paineen alentamiseksi ilmakehän paineeseen. Huomattava määrä vesihöyryä äkkihöyrystyy nesteestä tuloksena tästä paineen alennuksesta. Äkkihöyrystynyt höyry sisältää myös oleellisen määrän haihtuvia orgaanisia aineosia. Tämä höyry johdetaan orgaanisten aineiden rikastamisjakotislauskolonniin. Jakotislauskolonnista otetaan kaksi virtausta - orgaanisten haihtuvien aineiden suhteen väkevä virta ja toinen laimea virta, joka sisältää oleellisesti vähemmän furfuraalia ja metanolia. Rikastettu orgaanisten haihtuvien aineiden suhteen väkevä virta, joka poistetaan jakotislauskolonnista sisältää 249 kg/tunti furfuraalia, 199 kg/tunti metanolia ja 2,8 kg/tunti etikkahappoa. Furfuraalin väkevyys on 20 %, metanolin 16 % ja etikkahapon 0,23 % väkevöidyssä virrassa. Tässä pisteessä väkevöidyt orgaaniset haihtuvat aineet poistetaan kierroksesta. Toinen laimea virta, joka saadaan jakotislauskolonnista ja joka voidaan yhdistää muiden kondensaattien kanssa, jotka on palautettu kaasunpesulaitteiden läpi, sisältää 36,7 kg/tunti furfuraalia, 88,9 kg/tunti metanolia ja 278 kg/tunti etikkahappoa väkevyydessä 0,15 %, 0,37 % ja 1,1 % vastaavasti laimennetussa virrassa.

Kaksi SSL-virtaa syötetään haihdutusjärjestelmään, talteen-ottoprosessin seuraavaan vaiheeseen: virta, jossa on paisuntavai-heesta saatua höyrystymätöntä SSL ja massan pesusysteemistä tuleva poistovirtaus. SSL-virta paisuntavaiheesta sisältää 256 kg/tunti furfuraalia (0,13 %), 251 kg/tunti metanolia (0,13 %) ja 2191 kg/ tunti etikkahappoa (1,1 %). Pesusta tuleva virtaus sisältää 287 kg/ tunti furfuraalia (9,13 %) , 271 kg/tunti metanolia (0,13 %) ja 1437 kg/tunti etikkahappoa (0,66 %) (prosentit ovat painoprosentteja virrassa). Nämä virrat syötetään jatkuvasti haihdutusjärjestelmään, joka käsittää kaksi höyrytoistopuristushaihdutinta ja kolmi-vaihehaihduttimen. Kulkiessaan näiden sarjassa olevien yksiköiden läpi talteenottouuniin syötettävän jäteliuoksen väkevyys kiintoaineiden suhteen nousee n. 10 %:sta 50 %:iin tai enemmän. Haihdu-tusprosessissa suurin osa jäljelle jääneistä haihtuvista orgaanisista aineista höyrystyvät ja esiintyvät siten haihdutinkonden-saatissa. Uunissa poltettavaan paksuun sulfiittiliuokseen jäljelle jäänyt määrä käsittää 5,44 kg/tunti furfuraalia (0,007 %), 0,27 kg/ tunti metanolia (0,004 %) ja 555 kg/tunti etikkahappoa (0,73 %).

9 63611

Haihdutusprosessissa haihtuvampia aineosia, metanolia ja furfuraalia, esiintyy paljon ensimmäisten haihdutusvaiheiden haihdutus-kondensaatissa, kun taas etikkahappo esiintyy miltei tasaisesti jakautuneena kautta koko kondensaatin. Jälkimmäiset niukasti orgaanisia aineita sisältävät kondensaatit, jotka sisältävät pienimmät pitoisuudet furfuraalia ja metanolia, johdetaan viemäriin tai käytetään muualla tehtaassa. Siten määrät, jotka menevät (mahdollisesti) viemäriin ovat 88,5 kg/tunti furfuraalia (0,053 %), 80,3 kg/ tunti metanolia (0,048 %) ja 1464 kg/tunti etikkahappoa (0,87 %). Kondensaatin runsaasti orgaanisia aineita sisältävä osa palautetaan haponvalmistusjärjestelmään savukaasujen pesulaitteen kautta, joka toimii hapon valmistusprosessin ensimmäisenä vaiheena. Tätä yksikköä käytetään rikkidioksidin poistamiseksi ja talteenotta-miseksi uunin talteenottopoistoputkesta. Uunista tulevat palo-kaasut (sen jälkeen kun lämpö on otettu talteen kehittämällä höyryä) johdetaan savukaasun pesulaitteeseen. Haihduttimista saatu runsaasti orgaanista ainetta sisältävä kondensaatti sisältää 477 kg/ tunti furfuraalia (0,25 %), 442 kg/tunti metanolia (0,23 %) ja 1608 kg/tunti etikkahappoa (0,86 %). Savukaasun pesulaitteessa kaasut jäähdytetään suoralla kosketuksella veden kanssa ja saatetaan sitten kosketukseen ammoniumsulfiitti-bisulfiitin kiertävän liuoksen kanssa monivaiheisessa kosketuslaitteessa. Täydentävä ammoniumhydroksidi lisätään tähän kiertävään virtaan ja edellä mainittu haihdutinkondensaatti lisätään laimennusvedeksi. Pieni osa haihtuvista orgaanisista aineista erottuu kondensaatista savukaasujen vaikutuksesta ja poistuvat savupiipusta yhdessä pienten määrien kanssa rikkidioksidia ja vesihöyryä. Orgaanisten aineiden määrät poistuvassa kaasuvirrassa ovat 64,0 kg/tunti furfuraalia, 168 kg/tunti metanolia ja 23,6 kg/tunti etikkahappoa. Loput orgaanisesta aineesta jää ammoniumbisulfiittiliuokseen, joka palautetaan kaasunpesulaitteeseen. Osa tästä palautusvirrasta poistetaan uuden keittohapon valmistusta varten. Tähän virtaan lisätään uutta rikkidioksidia vahvan keittohapon valmistamiseksi vaihesarjan kautta keittoprosessia varten. Koska haihtuvia orgaanisia aineita on läsnä keittohapossa, joka palautetaan keittimiin, on haihtuvien orgaanisten aineiden määrä, jotka poistuvat keittimestä, sulfiitti-jäteliuoksessa suurempi kuin edellä mainittu keiton aikana kehittynyt määrä. Tämän palautuksesta aiheutuvan väkevöitymisen johdosta 10 6361 1 väkevyydet kautta koko systeemin lisääntyvät oleellisesti ja ovat monissa kohdissa moninkertaisia verrattuna niihin joita esiintyy, kun palautusta ei käytetä. Juuri tämä suuri väkevyys tekee mahdolliseksi orgaanisten aineiden taloudellisen poistamisen rikastus-tornin kautta.

Seuraavaan taulukkoon on koottu furfuraali- ja metanoli- häviöt edellä esitetyn esimerkin mukaisesti suoritetun prosessin poistovirran eri kohdissa. Tulokset on laskettu tietokoneella ainetaseiden pohjalta täysmittakaavaista tehdasprosessia varten.

Kg/tunti-luvut taulukossa ovat orgaanisten haihtuvien aineosien määriä keittimessä. Virrassa olevat kohdat, jossa furfuraali- ja metanolihäviöiden määrät ja prosentit on laskettu, on merkitty siten kuin ne ilmenevät esimerkistä. Prosentit osoittavat furfu- raalin ja metanolin kokonaismuodostumisen tuntia kohti.

Furfuraali Metanoli

Kg/tunti % furfuraalia Kg/tunti % MeOH

Pestyn massan mukana 10,4 2,5 9,98 2,2 Väkevöityjä orgaanisia haihtuvia aineita 249 59,7 199 43,5

Paksu poltettu sulfiit- tijäteliuos 5,44 1,3 0,454 0,1 Vähäisesti orgaanisia aineita sisältävä kondensaatti 88,5 21,2 80,3 17,5

Erotettu kondensaa- tista savukaasulla 64 ,0 15,3 168_ 36,7

Yhteensä 417,34 100 457,73 100

Edellä esitetty taulukko osoittaa, että oleellinen osa furfuraalista ja metanolista joko tuhoutuu tai poistuu muodossa, joka tekee ne uudelleen käyttökelpoisiksi; ainoastaan pieni osa näistä aineosista tulee poistovirtaan.

Keksinnön mukainen menetelmä tekee mahdolliseksi käyttää uudelleen n. kaksi kolmannesta käytettävissä olevasta haihdutin-kondensaatista valmistettaessa uutta keittoliuosta. Jäljelle jäänyt yksi kolmannes voidaan johtaa viemäriin tai käyttää muualla tehtaassa. On arvioitu, että pääosa - 75-85 % - metanolista ja furfuraalista, joka kehittyy tehtaassa, voidaan poistaa väkevöidyssä muodossa käyttämällä tätä menetelmää. Kolmatta haihtuvaa orgaanista pääkomponenttia - etikkahappoa - ei poisteta, mutta kuten edellä ti 11 6361 1 osoitettiin, sen läsnäolo ei huononna massan laatua. Haluttaessa etikkahappo voidaan poistaa tunnetuin menetelmin, joita voidaan käyttää keksinnön yhteydessä vaikeuksitta. Eräs tällainen menetelmä on etikkahapon haihtuvuuden pienentäminen esineutraloimalla SSL ennen haihduttamista. Etikkahappo tuhoutuisi tällöin talteenotto-uunissa yhdessä haihdutetun paksuliemen kanssa.

Eräs tärkeä tämän keksinnön etu on sen sopivuus nykyisiin sulfiittitehtaiden talteenottojärjestelmiin. Se tekee tarpeettomaksi kalliin haihdutinkondensaattien toisen käsittelyn, jotta kondensaatit voitaisiin laskea viemäriin tai käyttää uudelleen. Esillä olevassa keksinnössä ei ole kysymys vain viemäriin johdettavien kondensaattien käsittelystä vaan prosessilla poistetaan oleellisesti kaikki myrkylliset komponentit kondensaatin viemäriin laskettavasta jakeesta.

Claims (9)

1. Menetelmä haihtuvien orgaanisten aineosien poistamiseksi ja talteenottamiseksi puun happamen sulfiittikeiton jäteliuoksesta, tunnettu siitä, että jäteliuos väkevöidään useassa vaiheessa runsaasti orgaanista ainetta sisältävän vesipitoisen jakeen, niukasti orgaanista ainetta sisältävän jakeen ja runsaasti kiintoainetta sisältävän jakeen muodostamiseksi; niukasti orgaanista ainetta sisältävä jae ja runsaasti kiintoainetta sisältävä jae poistetaan prosessista; runsaasti orgaanista ainetta sisältävä jae palautetaan jatkuvasti keittovaiheeseen, jolloin muodostuu suljettu kierto, joka nostaa haihtuvien orgaanisten aineosien pitoisuutta; ja haihtuvien orgaanisten aineosien pääosa erotetaan ja poistetaan jatkuvasti suljetusta kierrosta virtana, jossa pitoisuus on suurempi kuin suljetussa kierrossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tu n n e t t u siitä, että jäteliuos on ammoniakkipohjäisestä happamesta sulfiitti-sellutusprosessista.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliuoksesta poistetut haihtuvat orgaaniset aineosat ovat furfuraali ja metanoli.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sarjassa olevien väkevöintivaiheiden läpi johdettavan jäteliuoksen väkevöinti suoritetaan haihduttamalla, jolloin tietyistä vaiheista saadaan runsaasti orgaanista ainetta sisältävän jakeen kondensaatteja ja muista vaiheista saadaan niukasti orgaanista ainetta sisältävän jakeen kondensaatteja.

5. Patenttivaatimuksen 1, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihtuvien orgaanisten aineosien pääosan jatkuva erottaminen ja poistaminen suoritetaan johtamalla osa jäte-liuoksesta jakotislauskolonnin läpi, jossa jäteliuos jaetaan kahdeksi jakeeksi, joista ensimmäinen on väkevä haihtuvien orgaanisten aineosien suhteen verrattuna toiseen, minkä jälkeen mainittu ensimmäinen jae poistetaan suljetusta kierrosta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jakotislauskolonnista saatu vähemmän väkevä jae palautetaan suljettuun kiertoon. li 13 6361 1

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jakotislauskolonnista saadut molemmat jakeet poistetaan suljetusta kierrosta erillisinä virtoina.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tungettu siitä, että jäteliuos saatetaan höyrystrippaukseen ennen haihduttamista jäteliuoksen sisältämän SC^tn pääosan poistamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliuos paisutetaan höyrystrippauksen jälkeen, pai-sutuksesta saatu höyry johdetaan jakotislausvaiheeseen ja paisutus-vaiheesta jäljelle jäänyt jäteliuos johdetaan haihdutusvaiheeseen. 6361 1 14