FI71362C - Foerfarande foer foerhindrande av utslaepp av svavelinnehaollande gaser vid framstaellning av kemisk cellulosamassa - Google Patents

Description

1 71362

Menetelmä rikkiä sisältävien kaasupäästöjen estämiseksi valmistettaessa sellua

Keksinnön kohteena on menetelmä rikkiä sisältä-5 vien kaasujen päästöjen ilmakehään estämiseksi ja sa manaikainen tuoreiden kemikaalien tarpeen pienentäminen lignoselluloosa-aineksen sellutusta varten ja sellun mahdollista valkaisua varten. Keksintö soveltuu sellutusmenetelmiin, joissa käytetään natriumia ja rik-10 kiä sisältävää keittonestettä. Ensikädessä kysymykseen tuleva sellutusmenetelmä on sulfaattimenetelmä. Keksintö soveltuu kuitenkin myös esimerkiksi sulfiittimenetel-mään. Myös massan valmistusmenetelmissä, joissa lignoselluloosa-aineksen sellutus muodostaa ainoastaan yh-15 den vaiheen valmistusmenetelmässä, esimerkiksi valmistettaessa ns. puolikemiallista massaa, on keksintö sopiva.

Valmistettaessa sellua saattamalla lignosellu-loosa-aines, esimerkiksi puu, reagoimaan natriumia 20 ja rikkiä sisältävän keittonesteen kanssa, on kierros sa oleva rikkimäärä hyvin suuri. Aivan teoreettisesti voitaisiin ajatella, että kun esimerkiksi sulfaattimas-satehdas on saatu kunnolla käynnistetyksi, niin voitaisiin tarkkaan rikki talteenottamalla jatkuvasti käyttää 25 käynnistykseen panostettua rikkimäärää. Tämä ei kuiten kaan ole käytännössä mahdollista, vaan rikkiä menetetään osittain kaasumuodossa ilmakehään ja osittain nestemuodossa purkuvesistöön (vesistö). Näiden rikkihäviöi-den peittämiseksi lisätään tavallisesti natriumsulfaat-30 tia ja tästä sulfaattimenetelmä on saanut nimensä. Lisäk si asia ei ole niin yksinkertainen, että sulfaattipro-sessiin syötetään rikkiä ainoastaan natriumsulfaatin muodossa vaan on olemassa ainakin kolme muuta syöttökoh-taa. Prosessiin tuleva puu sisältää tietyn määrän rikkiä. 35 Samoin on polttoaineen, esimerkiksi öljyn laita, jota käytetään meesauunissa. Edelleen tuodaan mäntyöljykeit- 2 71362 tämöön rikkihappoa. Sulfaattimassaa valmistettaessa täytyy näinollen prosessiin syötettävä rikki tasapainottaa syntyvien rikkihäviöiden kanssa. Jo pitkän ajan on yritetty vähentää rikkihäviöitä. Ensikädessä on omistau-5 duttu parannuksiin nestepuolella, esimerkiksi suljettu lajitteluosasto, parannettu massan pesu jne.

Jos sellu sen lisäksi valkaistaan mm. klooridi-oksidilla ja tämä valkaisukemikaali valmistetaan paikan päällä tehtaalla, niin rikkitasapaino tulee vielä moni-10 mutkaisemmaksi. Klooridioksidin valmistamiseksi on ole massa lukuisia vaihtoehtoisia tapoja. Eräs tavallinen menetelmä on ns. Mathieson-prosessi. Kilpailevia menetelmiä ovat yrityksen Hooker Chemicals & Plastics Corporation markkinoima SVP-prosessi ja yrityksen 15 Erco Undustries Limited markkinoima R3-prosessi. Nämä kaksi viimemainittua prosessia ovat suhteellisen lähellä toisiaan. Erco markkinoi myös menetelmää, jota nimitetään R7-prosessiksi, joka on muunnos R3-prosessista.

Mathieson-prosessissa syötetään klooridioksidi-20 kehittimeen paitsi natriumkloridia ja natriumkloraatti myös rikkidioksidia ja rikkihappoa. Nämä kemikaalit ostetaan ulkopuolelta ja panostetaan tuorekemikaaleina. Tässä prosessissa saadaan sivutuotteena jäämähappo, joka sisältää sekä natriumsulfaattia että rikkihappoa. Koska 25 natriumsulfaattia käytetään täydennyskemikaalina puun sellutuksessa sulfaattiprosessin mukaisesti, niin käytetään tämä jäämähappo usein häviöiden kattamiseen sul-faattitehtaan kemikaalikierrossa. Mukana seuraava rikkihappo aiheuttaa kuitenkin sen, että tehtaaseen otetaan 30 ylimäärin rikkiä, mistä on seurauksena suuret päästöt vesistöön ja ilmakehään. Lukuisia ehdotuksia ylimäärä-rikin talteenottamiseksi on esitetty, mutta nämä prosessit ovat kalliita ja/tai teknisesti vaikeita toteuttaa .

35 Kemikaalikulutuksen tasapainottamiseksi valmis tettaessa klooridioksidia SVP-menetelmän ja R3-menetel-

II

3 71362 män mukaisesti lisätään paitsi natriumkloridia ja nat-riumkloraattia myös kloorivetyhappoa ja rikkihappoa. Sivutuotteina saadaan näissä menetelmissä natriumsul-faattia, joka viedään keittokemikaalikiertoon. Käytet-5 täessä näitä menetelmiä ei muodostu rikkiylimäärää, vaan ongelma on pikemminkin päinvastainen, koska natriumsul-faatin syöttö klooridioksidilaitoksesta ei aina ole riittävä kattamaan rikkihäviöitä ilmakehään ja vesistöön. Tämä johtaa tuoreen natriumsulfaatin lisääntyneeseen os-10 tamiseen ulkoa, mikä aiheuttaa lisäkustannuksia valkais tun sulfaattimassan valmistukselle.

Käytettäessä tähän asti tunnettua tekniikkaa esimerkiksi sulfaattimassan ja klooridioksidilla valkaistun sulfaattimassan valmistukseen, ei tasapainoa 15 syötetyn ja poistuneen rikin välillä ole voitu saavut taa .

Sen, että tästä seuraavat rikkipäästöt ja erityisesti rikkiä sisältävien kaasujen muodossa, on suuri ympäristöongelma ja että tällaisia päästöjä täytyy 20 pienentää, käsittää jokainen.

Tämä keksintö esittää ratkaisun näihin ongelmiin ja sen kohteena on menetelmä sellun valmistukseen, jossa lignoselluloosa-ainesta sellutetaan natriumia ja rikkiä sisältävällä keittonesteellä ottaen talteen jäte-25 lipeä haihduttamista ja polttamista varten, jolloin me netelmä on tunnettu siitä, että massan valmistusprosessin aikana liikkeellepääsyt rikkidioksidipitoinen kaasu kootaan ja jaetaan ainakin kahdeksi virraksi ja että ainakin toinen kaasuvirta saatetaan kosketukseen kloori-30 kaasun kanssa, minkä jälkeen rikkidioksidia ja klooria sisältävä kaasuseos ja jäljelläoleva rikkidioksidipitoinen kaasu saatetaan kosketukseen rikkihappoa ja kloorivetyhappoa sisältävän nesteen kanssa ja pestään sillä niin, että saadaan pääasiallisesti rikkidioksidista 35 vapaa jätekaasu.

4 71362

Sekä sulfaattimassatehtaissa että muissa kemiallisissa massatehtaissa päästetään kaasuja ilmakehään lukuisissa paikoissa. Nämä kaasuvirrat sisältävät tavallisesti suurempia tai pienempiä määriä rikkiä si-5 sältäviä yhdisteitä. Vallitseva tällainen yhdiste on rikkidioksidi. Vaikkakin tämä yhdiste on vallitseva, niin sisältävät nämä kaasut myös muita rikkiä sisältäviä yhdisteitä, kuten esimerkiksi rikkivetyä ja orgaanisia rikkiyhdisteitä. Rikkiä sisältävä kaasu on niinmuodoin 10 tässä selityksessä yhdistävä nimitys kaasulle, joka pait si rikkidioksidia voi sisältää yhtä tai useampia edellä mainituista rikkiyhdisteistä.

Rikkidioksidipitoista kaasua päästetään meesa-uunista ja myös soodakattilasta, jossa haihdutettua 15 keittojätelipeää poltetaan. Viime aikoina on alettu kerätä kaasuja keittämöltä ja haihdutuksesta, jotka kaasut sisältävät pahanhajuisia orgaanisia ja epäorgaanisia rikkiyhdisteitä. Keräämisen jälkeen nämä kaasut poltetaan erillisessä uunissa. Savukaasu, joka poistuu 20 tästä, on lisäesimerkki rikkidioksidi-pitoisesta kaasus ta. Edellä mainittujen kaasujen rikkipitoisuus nousee laskettuna tilavuusprosentteina rikkidioksidia 0,005-15 %:iin.

Keksinnön mukaisesti kootaan kaasu edellä mai-25 nituista lähteistä (sekä myös muista lähteistä jos tällaisia on) ja jaetaan ainakin kahdeksi kaasuvirraksi. Nämä toimenpiteet eivät luonnollisestikaan tule kysymykseen, jos yksittäisessä tehtaassa rikkidioksidipitoinen kaasu jo aikaisemmin on esimerkiksi kahden virran muodos-30 sa. Ainakin yksi kaasuvirta saatetaan kosketukseen kloori- kaasun kanssa. Klooria sisältävässä kaasuvirrassa voi olla klooria väkevöidystä muodosta aina hyvin pieneen kloorisisältöön asti, ts. väliltä 0,5-100 tilavuus-%. Parhaana pidetään väkevyyttä väliltä 40-100 % ja edul-35 lisin on väkevyys väliltä 60-100 %. Täten saadaan seka- li 5 71362 kaasuvirta, joka sisältää sekä rikkidioksidia (ja mahdollisesti muita rikkiyhdisteitä) että klooria.

Senjälkeen saatetaan kaikki kaasuvirrat kosketukseen nesteen kanssa, joka sisältää kloorivetyhappoa 5 ja rikkihappoa ja jota tavallisesti nimitetään sekaha- poksi. Tätä menetelmätapaa nimitetään usein kaasujen pesemiseksi. Tässä pesussa vapautuvat kaasut periaatteessa koko rikkiä sisältävien yhdisteiden sisällöstään sekä myös kaikesta kloorista. Se, mitä tässä tapahtuu, 10 voidaan kemiallisin kaavoin selittää seuraavalla tavalla: S02 + Cl2 + 2H20 -> 2 HCl + H2S04

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan yhdistetään rikkidioksidia ja klooria sisältävä kaasuseos jäijelläolevan rikkidioksidi-pitoisen kaasun kanssa 15 pesuvaiheen aikana ja senjälkeen kun jäijelläolevan rikkidioksidipitoisen kaasun pääasiallinen pesu on tapahtunut. Jos pesussa käytetään absorptiotornia, tarkoittaa edellä esitetty, että jäljellä oleva rikkidioksidi-pitoinen kaasu johdetaan esimerkiksi absorptiotornin 20 pohjaan, kun taas sekahappo syötetään tornin yläpäähän ja hajotetaan hienoksi, esimerkiksi suuttimilla. Rikkidioksidia sisältävä kaasuvirta, joka on sekoitettu klooria sisältävän kaasuvirran kanssa, syötetään jollakin kohdalla pitkin tornia, esimerkiksi sen puolessa 25 korkeudessa. On myös mahdollista johtaa klooria ja rik kidioksidia sisältävä kaasuvirta tornin pohjalle. Absorptiotornin pohjalla on tietty määrä sekahappoa. Laite tai laitteet, jonka läpi kaasu virtaa tornin pohjalle päätyy tasolle, joka on korkeammalla kuin nestetaso.

30 Tämä kaasuvirta kohtaa silloin hienojakoisen nesteen, joka kloorivetyhapon ja rikkihapon ohella sisältää myös liuennutta klooria. Tämä johtaa siihen, että miltei kaikki rikkidioksidi on poistettu kaasuvirrasta absorptiolla, kun tämä kohtaa kaasuvirran, joka sisältää rik-35 kidioksidin ja kloorin seoksen, tornin puolessa korkeu- c 71362 6 dessa. Niin pian kuin tämä viimemainittu kaasuvirta tulee kosketukseen hienojakoisen nestefaasin kanssa tapahtuu absorptio edellä esitetyllä tavalla ja se on päättynyt kun koko kaasuvirta saavuttaa absorptiotornin ylä-5 pään.

Mikään ei kuitenkaan estä, että edellä selostettu kaasujen pesu sensijaan että se tapahtuisi yhdessä tornissa se tapahtuu esimerkiksi kahdessa tornissa. Tämä tarkoittaa, että rikkidioksidia ja klooria si-10 sältävä kaasuseos johdetaan absorptiotornin, jonka ylä päähän syötetään sekahappoa, pohjan läheisyyteen. Neste, joka kerääntyy tämän tornin pohjalle, kuljetetaan toiseen torniin ja syötetään sen yläpäähän, jonka toisen tornin pohjalle syötetään jäljelläoleva rikkidioksidi-15 pitoinen kaasu.

Mitä pesumenetelmään tulee, voidaan tämä toteuttaa joko vastavirtaan tai myötävirtaan, kuitenkin pidetään edullisempana, että sisääntuleva kaasu kohtaa hienojakoisen sekahapon vastavirtaan.

20 Absorptiotornin toisessa päässä lasketaan pois jäämäkaasu, joka on pääasiallisesti vapaa rikkidioksidista. Mahdolliset muut rikkiyhdisteet poistuvat myös hyvin suuressa määrässä. Paitsi rikkiä sisältäviä yhdisteitä pestään myös osa muuta alkuperää olevia yh-25 disteitä nesteestä. Absorptiotornin toiseen päähän ke rääntyy sekahappo, jonka kloorivetyhappo- ja rikkihap-posisältö on suhteellisen suuri. Moolisuhde Cl/S on lähellä 2. Tämä neste kuljetetaan pois absorptiotornista ja jaetaan esimerkiksi kahdeksi virraksi. Pääosa vie-30 dään johonkin kulutuspaikkaan, kun taas loput viedään varastoastiaan. Tässä astiassa sekahappo laimennetaan tuoreella vedellä ja/tai jonkinverran saastuneella vedellä, esimerkiksi heikosti happopitoisella liuoksella. Tätä laimennettua sekahappoa käytetään pesunesteenä. 35 Laimentaminen tehdään siten, että pesunesteen happopi- 7 71362 toisuudeksi tulee 2,5-15 moolia/litra, edullisesti 3,5-14 moolia/litra, vielä edullisemmin 5-13 moolia/litra. Pesunesteen lämpötilan tulee olla 0-100°C, sopivasti 5-50°C, edullisesti 15-30°C.

5 Kloorimäärä, joka syötetään kaasuvirtaan, joka sisältää rikkidioksidin ja kloorin seoksen, on kriittinen. Kloorimäärän tulee olla niin suuri, että se on vähintäin kemiallisesti samanarvoinen sekakaasuvir-rassa olevan rikkidioksidi-määrän kanssa. Lisäksi tulee 10 olla sellainen ylimäärä, että kun sekakaasuvirta kohtaa pesunesteen, pitää niin paljon klooria liueta tähän, että jos kaasun pesunesteestä tässä pisteessä otetaan näyte, tulee sen pitoisuuden olla 0,002-1,3 mg Cl2/lit-ra, sopivasti 0,01-0,65 mg Cl2/1, ja edullisesti 0,02 -15 0,5 mg/Cl2/l. Liuenneen kloorin pitoisuus pesunesteessä todetaan jonkun tunnetun analyysimenetelmän mukaan. On osoittautunut edulliseksi käyttää hapetus/pelkistysmit-tausta Pt/Ag- ja AgCl-elektrodien avulla. Kuitenkin on otettava huomioon, että pääasiallisesti kaikki liuen-20 nut kloori on kulutettu sekahapossa kun tämä kuljete taan absorptiotornin pohjalta varastoastiaan laimennettavaksi. Muutoin on olemassa vaara, että laimennettu sekahappo (pesuneste) absorptiotornin yläpäähän vietäessä vapauttaa vapaata klooria, joka seuraa puhdistetun 25 kaasun mukana ilmakehään.

Mitä absorptiotornin pohjalle saadun sekahapon pääosan käyttöön tulee, pidetään parempana, että tämä käytetään hyväksi klooridioksidin valmistuksessa. Valmistettaessa klooridioksidia ns. SVP- ja R3-menetelmien 30 mukaisesti on, kuten aikaisemmin mainittiin, olemassa kloorivetyhappoa ja rikkihappoa sisältävän sekahapon tarve. Edullisinta rikkitasapainon kannalta on, jos esimerkiksi sulfaattimassatehtaassa massa valkaistaan kloo-ridioksidilla, joka valmistetaan paikan päällä tehtaas-35 sa. Keksintö soveltuu kuitenkin myös sellutehtaisiin, joissa valmistetaan pelkästään valkaisematonta massaa ___ ::- 11.. .......

8 71362 tai joissa massa valkaistaan muilla kemikaaleilla kuin klooridioksidilla. Tällaisissa tapauksissa joudutaan saatu sekahappo kuljettamaan esimerkiksi massatehtaa-seen, jossa on klooridioksidin valmistus ja/tai vapaana 5 oleva klooridioksidin valmistusyksikkö.

Käsittelemällä liikkeellepäässeitä rikkiä sisältäviä kaasuja tämän patenttihakemuksen mukaisen menetelmän mukaisesti saavutetaan joukko etuja.

Suurin etu on ympäristöllinen edistys. Keksinnön 10 mukaisesti otetaan miltei kaikki rikki talteen poisto- kaasuista. Rikki olisi muutoin yhdistynyt muihin rik-kipäästöihin ja ollut myötävaikuttamassa maaperän ja veden hapattamiseen. Toinen etu on, että keksintö tekee mahdolliseksi pysyttää toivotun korkea sulfiditeetti 15 lignoselluloosa-aineksen sellutuksessa, ilman että samanaikaisesti esiintyvät suuret rikkipäästöt erilaisten kaasuvirtojen mukana laihentavat kemikaalisysteemiä rikin suhteen. Tasapaino voidaan siten ylläpitää massa- tehdasta varten oikealla tasolla mitä sulfiditeettiin 20 tulee.

Siinä tapauksessa, että paikan päällä on klooridioksidin valmistus, voidaan tätä valmistusta varten tarvittava rikkimäärä tuoda sisäisistä lähteistä. Aikaisemmin tämä rikkimäärä on täytynyt ostaa. Talteenotet-25 tua rikkiä (rikkihapon muodossa) voidaan käyttää monen monet kerrat, mistä ovat seurauksena hyvin pienet kemi-kaalikustannukset. Keksinnön mukaisen menetelmän edut käyvät ilmi myös jäljempänä selityksessä seuraavista suo-ritusesimerkeistä.

30 Kuvissa 1 ja 2 esitetään keksinnön mukaisen me netelmän edullisten suoritusmuotojen virtauskaaviot.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on suoritettu lukuisia kokeita ja se, kuinka ne on toteutettu sekä saavutetut tulokset käyvät ilmi seuraavista suoritus-35 esimerkeistä.

9 71362

Esimerkki 1

Haisevien kaasujen poltosta tuleva poistokaasu sulfaattitehtaassa otettiin talteen ja käsiteltiin keksinnön mukaisesti.

5 Poistokaasun käsittely käy ilmi kuvassa 1 esite tystä virtauskaaviosta. Koottu kaasu, joka sisälsi 3 rikkiä 9,8 g St^/Nm (normaalikuutiometriä) vastaavan määrän, johdettiin johdon 1 kautta. Senjälkeen kaasu jaettiin kahdeksi virraksi ja johdettiin vastaavasti 10 johtoon 2 ja johtoon 3. Johto 2 päätyi sekoitussäili- öön 4. Väkevöityä kloorikaasua johdettiin johdon 5 kautta säiliöön 4, jossa rikkidioksidia sisältävä kaasu sekoittui kloorikaasun kanssa. Tämä sekakaasu johdettiin johdon 6 kautta absorptiokolonniin 7. Johto 6 oli 15 liitetty kolonniin 7 1/3 osassa sen korkeudesta. Johto 3, jonka läpi jäljellä oleva rikkidioksidia sisältävä kaa-sumäärä virtasi, päätyi jonkun matkan päähän kolonnin 7 pohjasta. Kolonnin 7 yläpäähän syötettiin ja hajotettiin hienoksi neste, joka sisälsi kloorivetyhappoa ja 20 rikkihappoa (sekahappoa). Tämä tarkoittaa, että kaasu-virta johdosta 3 tai vastaavasti johdosta 6 kohtasi hienoksi hajotetun sekahapon vastavirtaan ja tuli tällä pestyksi. Kolonnin 7 pohjalle kertyi sekahappoa, joka matkallaan kolonnin läpi rikastui sekä kloorivetyhapon 25 että rikkihapon suhteen. Väkevöitynyt sekahappo vietiin kolonnista 7 johdon 8 kautta. Sekahappo jaettiin kahdeksi virraksi. Toinen virta vietiin varastoastiaan 9 johdon 10 kautta. Toinen virta poistettiin systeemistä tuotteena johdon 11 kautta. Varastoastiassa 9 väkevöi-30 ty sekahappo laimennettiin vedellä, jota tuotiin joh don 12 kautta. Laimennettu sekahappo kuljetettiin johdon 13 kautta kolonnin 7 yläpäähän. Tästä laskettiin ulos puhdistettua poistokaasua johdon 14 kautta.

Sekahapon, jota kuljetettiin johdon 13 kautta, 35 lämpötila oli 21°C ja sen happamuus (ts. HCl:n ja H2S04:n 10 71 362 yhteissisältö) oli 13 moolia/1. Rikkidioksidia sisältävien poistokaasujen virtaukset johdoissa 2 ja 3, kloori-kaasun virtaus johdossa 5 ja sekahapon virtaus johdossa 13 sovitettiin koko ajan sellaisiksi, että kloorimää-5 rä sekahapossa tätä kolonnin 7 pohjalta poistettaessa aina oli pienempi kuin 0,002 mg C^/l. Tätä vastasi nesteen hapetuspelkistys-potentiaalin arvo, joka oli pienempi kuin 550 mV. Kloorikaasun virtaus johdossa 5 sovitettiin sellaiseksi, että hienoksi hajotetun sekahapon 10 kosketuksen jälkeen kaasuseoksen kanssa, jota syötettiin johdon 6 kautta, kloorisisältö vastasi 0,18 mg Cl2/1. Nesteestä mitattiin hapetuspelkistyspotentiaalin arvoksi 750 mV.

Mitattaessa puhdistetusta poistokaasusta, joka 15 laskettiin ulos kolonnista 7 johdon 14 kautta, osoittau- 3 tui rikkidioksidi-sisältö olevan 6 mg/Nm . Koska käsittelemättömän poistokaasun rikkidioksidi-sisältö oli 9,8 3 g/Nm , tarkoittaa tämä, että saavutettiin niin yllättävän suuri puhdistusteho kuin 99,93 %.

20 Esimerkki 2

Keksinnön mukaista menetelmää sovellettiin sul-faattimassatehtaassa, jossa valmistettiin klooridioksi-dilla ja kloorilla valkaistua sellua. Klooridioksidin valmistus tapahtui paikan päällä tehtaassa.

25 Poistokaasujen käsittely ja talteenotetun seka hapon käyttö keksinnön mukaisesti esitetään kaavamaisesti kuvassa 2.

Säiliöön 15 koottiin poistokaasuja kolmesta kohdasta sulfaattitehtaalla. Johdon 16 kautta kuljetet-30 tiin poistokaasuja uunista, jossa kootut pahanhajuiset kaasut oli poltettu. Johdon 17 kautta kuljetettiin poistokaasuja soodakattilasta ja johdon 18 kautta kuljetettiin poistokaasuja meesauunista. Säiliöstä 15 poisto-kaasuseos johdettiin johdon 19 kautta ja jaettiin kah-35 deksi virraksi ja vietiin edelleen johtojen 20 ja 21 kautta. Poistokaasuseos sisälsi rikkiyhdisteitä, rikki-

II

71362 11 dioksidin ollessa täysin vallitseva yhdiste. Johto 20 päätyi säiliöön 22, jossa rikkidioksidia sisältävä poistokaasu sekoitettiin kloorivirran kanssa, joka johdettiin johdon 23 kautta. Syntynyt kaasuseos vietiin 5 johdon 24 kautta absorptiotorniin 25. Absorptiotorniin tuotiin myös jäljellä oleva rikkidioksidia sisältävä kaasuvirta johdon 21 kautta. Absorptiotornissa 25 koh-tasivat nämä kaasuvirrat vastavirtaan pesunesteen, joka sisälsi kloorivetyhappoa ja rikkihappoa. Pesuneste joh-10 dettiin absorptiotornin yläpäähän johdon 26 kautta, min kä jälkeen pesuneste hajotettiin hienoksi suuttimien avulla. Pesuneste eli sekahappo kerääntyi absorptiotornin 25 pohjalle. Matkallaan tornin läpi vapautuivat poistokaasut kloori- ja rikkidioksidi-sisällöstään, mikä tar-15 koitti, että pesunesteen kloorivetyhappo- ja rikkihappo-sisältö kasvoi aina sitä suuremmaksi mitä lähemmäs kolonnin pohjaa tämä tuli. Kloorivetyhapon ja rikkihapon suhteen rikastunut pesuneste (sekahappo) johdettiin johdon 27 kautta osittain varastoasiaan 28. Tähän astiaan tuotiin 20 vettä johdon 29 kautta niin, että pesunesteen happamuu deksi tuli 12 moolia/1 ja lämpötilaksi 25°C. Puhdistetut poistokaasut poistuivat absorptiotornista 25 johdon 30 kautta. Pääosa absorptiotorniin kerääntyneestä sekaha-posta vietiin johtojen 27 ja 31 kautta klooridioksidi-25 reaktoriin 32.

Klooridioksidireaktoriin 32 vietiin johdon 33 kautta natriumkloridia ja natriumkloraattia moolisuh-teessa 0,1:1. Tavanomaisen tekniikan, kuten R3-menetel-män mukaisesti syötetään klooridioksidireaktoriin paitsi 30 natriumkloridia ja natriumkloraattia myös kloorivetyhappoa ja rikkihappoa. R7-menetelmän mukaisesti täydennetään R3-menetelmää sillä tavalla, että klooridioksidi-reaktorissa muodostunut kloori sekoitetaan rikkidioksidin ja veden kanssa ja palautetaan klooridioksidireaktoriin.

35 Tämän johdosta vähenee kloorivedyn ja rikkihapon syöttö- 71 362 12 tarve. Rikkidioksidin alkuperä on ostettu rikkidioksidi taisitten se tulee paikan päällä oltetusta ostetusta rikistä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä korvattiin nämä kemikaalit kaasun pesussa poistokaasuista tal-5 teenotetulla sekahapolla syöttämällä tätä reaktoriin 32 johdon 31 kautta. Reaktorissa 32 kehittyi klooridioksi-dia ja klooria kaasumuodossa, jotka kaasut yhdessä vesihöyryn ja ilman kanssa tyhjössä vietiin absorptiotor-niin 34 johdon 35 kautta. Johdon 36 kautta vietiin absorp-10 tiotorniin 34 vettä. Klooridioksidia ja pieni osa klooria absorboitui syötettyyn veteen ja vietiin nestemuodossa johdon 37 kautta valkaisimoon massan valkaisua varten. Jäljellä oleva kloori ja ilma johdettiin johdon 38 kautta höyryejektoriin 39. Koko talteensaatu kloorimää-15 rä vietiin johdon 40 ja johdon 23 kautta sekoitussäi- liöön 22. Tämä kloorikaasumäärä ei kuitenkaan ollut riittävä vaan klooria kloori-alkalitehtaasta johdettiin johdon 41 kautta. Kokonaiskloorimäärä sovitettiin sellaiseksi, että pesuneste kosketuksen jälkeen johdon 24 20 kautta syötetyn kaasuseoksen kanssa sisälsi 0,17 mg C^/l.

Kloorimäärä absorptiokolonnin 25 pohjalta saadussa se-kahapossa ei koskaan ylittänyt 0,001 mg C^/l.

Valmistettaessa klooridioksidia reaktorissa 32 osoittautui saalis 95 %:ksi. Moolisuhde kloori/kloori-25 dioksidi nestevirtauksessa johdon 37 läpi osoittautui olevan väliltä 0,07:1. Tehtaan vuosituotanto oli 300 000 tonnia valkaistua mäntysulfaattimassaa. Valkaisussa kului 22 kg klooridioksidia tonnia kohti massaa. Sivutuotteena klooridioksidin valmistuksessa reaktorissa 32 saa-30 tiin natriumsulfaattia määrässä, joka laskettuna rikkidioksidina oli 12,1 kg/tonnia massaa. Tämä natriumsulfaat-ti vietiin sulfaattitehtaan talteenottojärjestelmään johdon 42 kautta. Sulfiditeetti oli tehtaassa 43 % ja kävi ilmi, että sulfiditeetti voitiin pysyttää kestä-35 västi tällä tasolla kokoamalla rikkiä sisältävät poisto- 13 71 362 kaasut johdoissa 16, 17 ja 18 ja muuttamalla rikki ab-sorptiotornissa 25 rikkihapoksi, joka sekahapon muodossa johdon 31 kautta vietiin klooridioksidireaktoriin 32, minkä jälkeen rikki natriumsulfaattina vietiin tehtaan 5 kemikaalien talteenottojärjestelmään. Tämän lisäksi pois tokaasut, jotka poistuivat systeemistä johdon 30 kautta, olivat lähinnä täydellisesti vapautetut rikkiä sisältävistä yhdisteistä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä poistettiin 10 rikkiä määrä, joka vastasi 11,7 kg S02/tonnia massaa, rikkiä sisältävistä poistokaasuista johdoissa 16, 17 ja 18 ja rikki palautettiin selostetulla tavalla tehtaan kemikaalisysteemiin. Vertailutarkoituksissa selostetussa tavanomaisessa menetelmässä (R7-menetelmässä) pääs-15 tettiin koko tämä rikkimäärä ilmakehään.

Rikkitasapaino massanvalmistusmenetelmälle käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää tai vastaavasti käytettäessä tavanomaista menetelmää, käy ilmi seu-raavasta taulukosta 1.

71 362 14

Taulukko 1 , .. .... Keksinnön mukai- Tavanomaisen tek- C1—— sesti kg S02/ton- nilkan mukaisesti nia massaa kg SC>2 /tonnia massaa 5 Tuoretta rikkiä klooridiok- s idi-laitokseen 0,4 12,1 rikkiä mäntyöljyn keittoon 3,5 3,5 rikkiä syötetyn polttoaineen ja puun mokana 1,0 1,0 10 yhteensä 4,9 16,6

Poistunut rikki päästöt ilmakehään 0 11/7 päästöt vesistöön 4,9 4,9

Yhteensä 4,9 16,6 15

Hyödynnettäessä keksinnön mukaista menetelmää on niinmuodoin tullut mahdolliseksi estää rikkiä sisältäviä kaasumaisia päästöjä. Tämä rikki otetaan sensijaan talteen hyödyllistä tarkoitusta varten, nimittäin käy-20 tettäväksi kysyttynä kemikaalina klooridioksidin val mistuksessa .

Claims (7)

71 362 15

1. Menetelmä, joka liittyy sellun valmistukseen, jolloin lignoselluloosa-ainesta sellutetaan natriumia 5 ja rikkiä sisältävän keittonesteen avulla ottaen talteen jätelipeä haihduttamista ja polttamista varten, tunnettu siitä, että massan valmistuksen aikana liikkeellepäässyt rikkidioksidipitoinen kaasu kootaan ja jaetaan ainakin kahdeksi virraksi ja että ainakin 10 toinen kaasuvirta saatetaan kosketukseen kloorikaasun kanssa, minkä jälkeen rikkidioksidia ja klooria sisältävä kaasuseos ja jäljellä oleva rikkidioksidipitoinen kaasu saatetaan kosketukseen/pestään rikkihappoa ja kloorivetyhappoa sisältävällä nesteellä niin, että saa- 15 daan pääasiallisesti rikkidioksidista vapaa jäämäkaasu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkidioksidia ja klooria sisältävä kaasuseos saatetaan yhteen jäljellä olevan rikkidioksidipitoisen kaasun kanssa pesutapahtuman 20 aikana ja sen jälkeen kun viimemainitun kaasun pääasial linen pesu on tapahtunut.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappoa ja kloorivetyhappoa sisältävä pesuneste muodostaa vedellä laimen- 25 nettuna osan nesteestä, joka saadaan puhdistettaessa rik- kidioksidipitoista kaasua.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappoa ja kloorivetyhappoa sisältävä pesuneste saatetaan happoväkevyy- 30 teen 2,5-15 moolia/1, sopivasti 3,5-14 moolia/1 ja edullisesti 5-13 moolia/1.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappoa ja kloorivetyhappoa sisältävään pesunesteeseen sen ollessa kosketuk- 35 sessa klooria sisältävän kaasuvirran kanssa tuodaan sei- 16 71 362 lainen määrä klooria, että pesunesteen liuenneen kloorin pitoisuus on 0,02-1,3 mg/1, sopivasti 0,01-0,65 mg/1 ja edullisesti 0,02-0,5 mg/1.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että kaasuseos saatetaan koske tukseen pesunesteen kanssa vastavirtaan.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saadun rikkihappoa ja kloo-rivetyhappoa sisältävän nesteen ylimäärä käytetään hy- 10 väksi klooridioksidin valmistuksessa. 17 71 362