FI74499C - Kemikalieaotervinning ur massaavlutar. - Google Patents

Kemikalieaotervinning ur massaavlutar. Download PDF

Info

Publication number
FI74499C
FI74499C FI841283A FI841283A FI74499C FI 74499 C FI74499 C FI 74499C FI 841283 A FI841283 A FI 841283A FI 841283 A FI841283 A FI 841283A FI 74499 C FI74499 C FI 74499C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gas
melt
energy
kmol
process according
Prior art date
Application number
FI841283A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI74499B (fi
FI841283A (fi
FI841283A0 (fi
Inventor
Ragnar Bernhard
Sven Santen
Sven-Erik Malmeblad
Original Assignee
Stora Kopparbergs Bergslags Ab
Skf Steel Eng Ab
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 Stora Kopparbergs Bergslags Ab, Skf Steel Eng Ab filed Critical Stora Kopparbergs Bergslags Ab
Publication of FI841283A0 publication Critical patent/FI841283A0/fi
Publication of FI841283A publication Critical patent/FI841283A/fi
Publication of FI74499B publication Critical patent/FI74499B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI74499C publication Critical patent/FI74499C/fi

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12—Combustion of pulp liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466—Entrained flow processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/62—Processes with separate withdrawal of the distillation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/04—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste liquors, e.g. sulfite liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
    • C10J2300/1238—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606—Combustion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00—Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/03—Papermaking liquor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

1 74499
Kemikaalien talteenotto jäteliemistä
Keksinnön kohteena on menetelmä kemikaalien talteen-ottamiseksi jäteliemistä, lähinnä sulfaattijätelipeistä käyt-5 täen samanaikaisesti hyväksi prosessissa vapautunutta energiaa, sekä laitteisto menetelmän toteuttamista varten.
Massateollisuudessa täytyy, kuten tunnettua, käytetyt kemikaalit ottaa talteen suurimmassa mahdollisessa laajuudessa, sekä kustannus- että ympäristösyistä. Periaatteessa 10 koostuvat tähän käytetyt talteenottomenetelmät kolmesta osaprosessista, nimittäin rikinpelkistysprosessista, prosessista epäorgaanisten tuotteiden erottamiseksi sekä orgaanisen aineksen hapetusprosessista energiaa kehittäen. Nämä eri prosessit voidaan toteuttaa erillisinä osaprosesseina tai yhdessä ainoas-15 sa prosessilaitteistossa. Juuri viimemainittu toteutuu nykyaikaisessa soodakattilassa, ns. Tomlinson-kattilassa, jonka ratkaiseva haitta on, että yhtäkään näistä kolmesta osaprosessista ei voida optimoida muista osaprosesseista riippumatta.
Tutkimus tällä alueella on pitemmän ajan ollut voima-20 peräistä uusien teknisten ratkaisujen löytämiseksi, mutta soodakattila on tähän asti osoittautunut ylivoimaiseksi samanaikaisesti kun kemiallisiin ja termodynaamisiin yhteyksiin perustuvat tehdyt laskelmat osoittavat, että ihanteellinen kemikaalien talteenottomenetelmä "ei varsinaisesti ole 25 ollenkaan mahdollinen ajatellen vallitsevia kemiallisia, termodynaamisia ja energiaa koskevia rajoituksia", vrt. kirjoitus "Möjliga alternativ för ätervinning av sulfat-processens kemikalier”, H. Magnusson ja B. Warnqvist, julkaistu Kemisk Tidskrift'in numerossa 12, 1982.
30 Kemikaalien talteenottomenetelmä liittyy läheisesti energian saantiin jäteliemistä. Käytetyssä soodakattilassa on koko ajan olemassa sulate/vesi-räjähdysten vaara, koska sulate onkosketuksessa vedellä täytettyjen höyrynkehitys-putkien kanssa soodakattilassa, minkä takia turvallisuus-35 syistä täytyy käyttää rajoitettuja paineita.
74499 Tämä keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jossa edellä esitetyt haitat on poistettu ja joka tekee mahdolliseksi tähän kuuluvien prosessiosavaiheiden keskinäisen riippumattoman optimoinnin ja joka sallii kemikaalien talteenoton 5 pääasiallisesti suoraan käyttökelpoisessa muodossa.
Keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamista varten laitteisto, joka korvaa aikaisemmin käytetyn soodakattilan ja joka tässä tapauksessa poistaa kaustistamon ja meesanpolttouunin tarpeen.
10 Tämä saavutetaan tämän keksinnön mukaisesti ehdotetul la menetelmällä pääasiallisesti siten, että jätelipeät syötetään reaktoriin sisältyvään reaktiovyöhykkeeseen syöttäen samanaikaisesti ulkopuolista, poltosta riippumatonta lämpöenergiaa, jolloin lämpötilaa ja hapetuspotentiaalia toisistaan riippu-15 matta tarkkaan ohjataan mainitun lämpöenergian sekä hiilipitoi-sen aineksen ja/tai happipitoisen kaasun säädetyllä syötöllä, että saatu tuote jäähdytetään tai sen annetaan jäähtyä reaktoriin sisällytetyssä jäähdytys- tai viilennysvyöhykkeessä, että epäorgaaniset aineosat poistetaan pääasiallisesti sulatteen 20 tai vesiliuoksen muodossa ja että orgaaninen osa poistetaan kaasun muodossa, joka sisältää pääasiallisesti H^ ja CO.
Ulkopuolisen energian tuomisella reaktorin reaktio-vyöhykkeeseen saavutetaan korkea lämpötila pienessä hapetus-potentiaalissa, jolloin natrium-sisältö saadaan pääasiallisesti 25 yksiatomisen kaasun muodossa. Tarkkaan säädetyn hapetuspoten-tiaalin ja lämpötilan, joka saavutetaan edullisesti käyttämällä plasmageneraattorissa kuumennettua runsaasti energiaa sisältävää kaasua ulkopuolisen lämpöenergian syöttöä varten, ansiosta saadaan jäähdytettäessä pääasiallisesti NaOh ja 30 Na2S, ts. valkolipeäkemiaaleja samalla kun ^200^^ muodostuminen estyy.
Lämpötilaa ohjaamalla saadaan lisäksi arvokas kaasu, joka olennaisesti sisältää ainoastaan H2 ja CO ja jota sentähden voidaan käyttää höyryn kehitykseen, synteesikaasu-35 na jne.
3 74499
Keksinnön mukaisesti ehdotetulla ratkaisulla on siten yllättäen, kosketuksella veden ja sulatteen välillä, voitu poistaa kaikkinainen räjähdysvaara, mikä kuten edellä selostettiin, on varsin vakava ongelma nykytekniikassa ja 5 sen lisäksi on samanaikaisesti voitu saavuttaa koko prosessin tarkka ohjaus.
Seurauksena poistuneesta räjähdysvaarasto voidaan höyrynpainetta ja höyryn lämpötilaa höyryn kehityksessä nostaa, minkä ansiosta lämpöenergiasta saadaan suurempi osa 10 talteen sähköenergiana turpiinissa.
Laitteisto keksinnön mukaisesti ehdotetun menetelmän toteuttamiseksi on pääasiallisesti tunnettu reaktorista, joka käsittää reaktiovyöhykkeen ja jäähdytys- tai viilennysvyöhyk-keen, syöttölaitteet jätelipeää ja mahdollisesti muita aines-15 virtoja,kuten hiilipitoista ainesta, happipitoista kaasua jne. varten, edelleen lähteestä ulkopuolista lämpöenergian syöttöä varten, jolloin jäähdytys- tai viilennysvyöhykkeessä on alempi ulosmeno epäorgaanisten aineosien poistamista varten sulatteen tai vesiliuoksen muodossa ja ylempi kaasun ulosmeno kehitetyn 20 kaasun poistamista varten.
Erään ehdotetun suoritusmuodon mukaisesti käytetään plasmageneraattoria lähteenä ulkopuolista lämpöenergiasyöttöä varten.
Tämän keksinnön muut tunnusmerkit ja edut käyvät ilmi 25 seuraavasta yksityiskohtaisesta selostuksesta yhdessä muutamien suoritusesimerkkien kanssa, jotka valaisevat keksintöä, ja viitaten oheisiin piirroksiin, joista kuva 1 esittää kaavamaisesti laitteistoa, joka sopii keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen, 30 kuva 2 esittää periaatteellista, yksinkertaistettua prosessi-kaaviota kemikaalien talteenottamiseksi mustalipeästä, ja kuva 3 esittää muunnosta kuvan 2 prosessikaaviosta.
Keksintöä selostetaan ensisijaisesti kemikaalien talteenotolle sulfaattiselluloosamenetelmästä peräisin olevista 35 jätelipeistä, mutta sitä voidaan menestyksellisesti käyttää 4 74499 myös muuntiippisten jätelipeiden regenerointiin.
Mustalipeän kuiva-ainepitoisuus (TS) on normaalisti n. 15 %.Lipeä haihdutetaan normaalisti ennen soodakattilaan tuloa, ja tällöin 60-65 %:n kuiva-ainepitoisuuteen, ja sitä 5 nimitetään senjälkeen vahvalipeäksi. Mustalipeä sisältää lähinnä natriumia, rikkiä, karbonaattia sekä ligniini-yhdisteitä. Soodakattilassa natrium-sisältö antaa sulatteen, joka sisältää pääasiallisesti karbonaattia ja sulfidia. Osa rikkisisällöstä poistuu kaasun muodossa.
10 Sulate lasketaan pois soodakattilasta ja liuotetaan niinsanottuun viherlipeään, joka sitten saatetaan reagoimaan poltetun kalkin kanssa kaustistamossa, jolloin tapahtuu seu-raava reaktio:
Ca(OH)2 + Na2C03 = 2NaOH + CAC03.
15 Natriumsulfidiin ei vaikuteta. Muodostunut kalsimkar- bonaatti erotetaan lietteenä, jota nimitetään meesaksi, sel-vittmisessä. Jäljelle jäänyt liuos koostuu sitten natrium-hydroksidista ja natriumsulfidistä, ts. valkolipeästä, joka menee takaisin keittämölle.
20 Erotettu meesa poltetaan meesauunissa, joka on useim miten pitkä kiertouuni. Meesauunin tuote on poltettu kalkki, joka palautetaan kaustistamoon.
Kuten selostuksesta aikaisemmin on käynyt ilmi on eräs keksinnön tavoitteista poistaa sekä kaustisointi- että meesan-25 polttolaitokset. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan sopivasti toteuttaa kuvassa 1 kaavamaisesti esitetynlaisessa laitoksessa, joka käsittää reaktorin 1, jossa on reaktiovyöhyke 2 ja jäähdytys- tai viilennysvyöhyke 3. Reaktiovyöhykkeessä suoritetaan osittainen kaasuksimuuttaminen ja hajottaminen tuo-30 maila ulkopuolista, poltosta riippumatonta lämpöenergiaa, ja edullisesti johdettuna plasmageneraattorissa 4 kuumennetun, runsaasti energiaa sisältävän kaasun välittämänä. Kuumennettava kaasu johdetaan syöttöjohdon 5 kautta.
Energian tuontia ohjataan siten, että polttokammiossa 35 ylläpidetään 1000-1300°C:n lämpötila. Jätelipeä syötetään 5 74499 hormien 6 läpi välittömästi ennen plasmageneraattoria 4. Lisäsyöttöelimiä 7 on järjestetty hiilipitoisen aineksen ja/ tai happipitoisen kaasun syöttöä varten hapetuspotentiaalin ja lämpötilan säätämiseksi reaktiovyöhykkeessä ja myös C02:n 5 osapaineen säätämiseksi.
Käyttämällä plasmageneraattoria ulkopuolista energian-syöttöä varten tehdään jätelipeän kokonaan kaasuksi muuttaminen mahdolliseksi. Tällöin natrium on n. 99-%:sesti yksiatomisena kaasuna saadussa tasapainoseoksessa.
10 Reaktiovyöhykkeestä saatu tuote kulkee jäähdytys tä! viilennysvyöhykkeeseen 3, jossa lämpötila pidetään välillä 600-900°C. Tällöin muodostuu joukko kondensoituja natrium-yhdisteitä, jolloin seuraavassa luetellut reaktiot kilpailevat: 1) 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2 15 2) 2NaOH + C02 = Na2C03 + H20 3) 2NaOH + H2S = Na2S + H20 20 Säätämällä osapainesuhteita H2/H20 tai CO/CO2 voidaan reaktioita ohjata niin, että sulatteen natriumkarbonaatti-pitoisuus pysyy pienenä.
Sulate, joka sisältää NaOH, Na2S ja pienemmän määrän Na2CC>3, poistetaan ulosmenon 8 kautta jäähdytysvyöhykkeestä 3. 25 Jäähdytyksestä johtuen voidaan saatu epäorgaaninen tuote poistaa myös vesiliuoksen muodossa, jolloin sulfidi on NaHS:n muodossa.
Runsaasti energiaa sisältävä kaasu, joka pääasiallisesti sisältää H2 + CO, poistetaan kaasu-ulosmenon 9 kautta 30 käytettäväksi esimerkiksi energian kehittämiseen höyrykattilassa, synteesikaasuna jne. Jos kaasu käytetään höyrykattilassa, saadaan, verrattuna aikaisemmin mainittuun soodakattila-menetelmään, se etu, että sulate ei koskaan joudu suoraan kosketukseen putkien kanssa, minkä johdosta paine putkissa voidaan 35 valita ottamatta huomioon mahdollista räjähdysvaaraa.
6 74499
Kuvassa 2 esitetään kaavamaisesti prosessikaavio keksinnön mukaiselle kemikaalien talteenottosyklille, sovitettuna mustalipeän regeneroinnille. Mustalipe, edullisesti vahvalipeän muodossa, syötetään kuvassa 1 esitetynkaltaiseen plasmareakto-5 riin. Tällöin syötetty aines kaasuuntuu täydellisesti ja hajoaa osittain. Ulkopuolista lämpöenergiaa vapautuneen lämpöenergian lisäksi syötetään siten sähköenergian muodossa sähkövalokaaressa, siten, että sopiva kaasu saatetaan kulkemaan valokaaren läpi ja sille tällöin annetaan hyvin suuri energiapitoisuus.
10 Esimerkkejä sopivista kaasuista ovat vesihöyry ja ilma, jolloin kuitenkin ilmaa käytettäessä typpioksidin muodostumisen vaara on otettava huomioon.
Sen ansiosta, että natrium-sisältö normaalissa tapauksessa on täydellisesti yksiatomisen kaasun muodossa, voidaan 15 syntyneen tuotteen koostumusta ohjata hyvin tarkasti. Jäähdytystä! viilennysvyöhykkeessä tapahtuu rikkivedyn reaktio sulatteen kanssa, minkä takia rikkisisältö poistuvassa kaasussa tulee pieneksi samalla kun sulate sisältää NaOH ja Na2S ja ainoastaan pienemmän määrän Na„CO-.
20 ti
Plasmareaktorin jälkeen voidaan mahdollisesti järjestää liuotus- ja uudelleenkiteyttämisvaihe natriumkarbonaatti-pitoisuuden edelleen pienentämiseksi poistuvassa tuotteessa. Tässä on huomattava, että tuote, joka saadaan tavanomaisen kaustista-misen jälkeen, sisältää n. 25 % natriumkarbonaattia, minkä 25 katsotaan olevan täysin hyväksyttävää valkolipeässä. Keksinnön mukaisesti tuote sisältää plasmaraktorivaiheen jälkeen normaalisti n. 10 % natriumkarbonaattia.
Kuvassa 3 esitetään kuvan 2 mukaisen prosessikaavion eräs muunnos. Jätelipeät saatetaan tässä ensimmäisessä vaiheessa 30 matalalämpötila-pyrolyysiin minkä jälkeen mukanaoleva natrium on Na2CO^:n muodossa. Tämä tuote, mahdollisesti yhdessä pelkistyneen kiinteän hiilen kanssa, syötetään sen jälkeen plasma-reaktoriin. Matalalämpö-pyrolyysissä muodostuneella kaasulla on suhteellisen suuri rikkisisältö, lähinnä rikkivedyn muodossa.
35 Tämän pyrolyysi-vaiheen ansiosta pienenee energian tarve 7 74499 plasmareaktorissa samanaikaisesti kun plasmareaktori-vaiheesta saadaan hyvin puhdas tuote, joka lukuunottamatta pienempää määrää karbonaattia sisältää pääasiallisesti puhdasta NaOH. Tämä tarkoittaa, että - jos keittokemikaali-puolella on ylimäärää -5 NaOH:ia voidaan ottaa suoraan ulos käytettäväksi esim. val-kaisimossa.
Plasmareaktorista sulate viedään sitten pesutorniin, jossa se saatetaan reagoimaan pyrolyysi-vaiheessa muodostuneen kaasun kanssa vesiliuoksen, joka sisältää NaOH, NAHS ja 10 Na2C03, £s€ valkolipeän muodostamiseksi.
Plasmareaktorissa muodostettu kaasu syötetään sitten yhdessä pesutornissa pestyn kaasun kanssa kaasun polttoon.
Jos NaSO^ ja NaHSO^ halutaan tuotteena, suoritetaan kaasun pesu kaasun polton jälkeen, ts. H„S:n polttamisen 15 ^ jälkeen SO^ksi.
Puusta ja jätelipeistä tuleva NaCl voi rikastua vahingolliseen pitoisuuteen massatehtaan kemikaalikierrossa. Koska NaCl on suhteellisen vaikealiukoinen väkevään NaOH-liuokseen, tekee modifioitu menetelmä mahdolliseksi NaClrn 20 poistamisen esimerkiksi saatua NaOH:ia osittain haihduttamalla.
Keksinnön edelleen valaisemiseksi selvitetään seuraa-vassa kaksi koetehdaskoetta.
Esimerkki 1 25 Kokeessa käytetyn jätelipeän kuiva-ainepitoisuus oli 67 % ja kuiva-aineen koostumus oli seuraava: 35 % C, 4 % H, 19 % Na, 5 % S ja 37 % O.
Plasmageneraattorin kautta syötettiin reaktoriin 1800 kWh/tonnia kuiva-ainetta ulkopuolisena lämpöenergiana, 30 minkä vaikutuksesta tapahtui täydellinen kaasuuntuminen. Reak-tiovyöhykkeessä ylläpidettiin n. 1200°C:n lämpötilaa ja lämpötila jäähdytys- tai viilennysvyöhykkeessä plasmareaktorissa pidettiin n. 800°C:ssa, jolloin epäorgaaninen osa erottui juoksevassa muodossa. Jäähdytysvyöhykkeessä tapahtui muodostu-35 neen H S:n ja sulatteen välillä reaktio, joka antaa hyvin pie-
S
net S-pitoisuudet poistuvaan kaasuun. Tonnia kohti kuiva- ainetta sisälsi poistuva kaasu, normaaleissa paine- ja lämpö tilaolosuhteissa laskettuna, seuraavaa: 8 74499 5 90 m3 C02
558 m3 CO
333 m3 H20 10 680 m3 H2
0,3 m3 H2S
3 0,2 m Na (g) 15 Saatu sulate sisälsi, laskettuna tonnia kohti kuiva- ainetta:
44 kg Na2C03 172 kg NaOH 120 kg Na2S
20 Siten saatu sulate sisältää ainoastaan 13 % Na2C02, mikä on saatettava suhteisiin sen kanssa, että tavanomaisen kaus-tistamisen jälkeen saadaan tuote, joka sisältää n. 25 %
Na2C02· Saatu tuote voidaan siten hvyällä marginaalilla käyttää suoraan valkolipeän valmistukseen, minkä ansiosta sekä kaus-25 tistamis- että meesanpolttovaiheiden tarve jää pois.
Esimerkki II
Tässä kokeessa saatettiin vahvalipeä, joka oli Esimerkissä I käytetyn laatuista, ensin pyrolyysiin lämpötilassa väliltä 650-750°C, jolloin saatiin osittain kaasu, joka sisälsi 30 H2S, CO, C02, H2 sekä H20, ja osittain sulatefaasi, joka koostui pääasillisesti Na^O^ista ja kiinteästä hiilestä.
Energian tuonti varmistettiin syöttämällä osittaispolttoa varten tarvittava ilmamäärä.
Saatu Na^CO -C-seos syötettiin plasmareaktoriin, jonka 35 reaktiovyöhykkeessä ylläpidettiin 1200 C:n lämpötila. Tällöin

Claims (14)

1. Menetelmä kemikaalien talteenottamiseksi jäte-liemistä käyttäen samalla hyväksi prosessissa vapautunut- 5 ta energiaa, jolloin epäorgaaniset aineosat poistetaan pääasiallisesti sulatteen ja vesiliuoksen muodossa ja orgaaninen osa poistetaan kaasun muodossa, tunnet-t u siitä, että jäteliemet syötetään reaktorin sisältämään reaktiovyöhykkeeseen, johon samalla johdetaan ulko- 10 puolista, poltosta riippumatonta lämpöenergiaa, mikä siten tapahtuu riippumatta hapetuspotentiaalista, jolloin jäteliemien aineosat oleellisesti täydellisesti kaasuuntuvat ja muuttuvat seokseksi, joka koostuu pääasiallisesti natriumsulfidistä, natriumhydroksidista, yksiato- 15 misesta natriumista, vedystä ja hiilimonoksidista, mainittu tuoteseos jäähdytetään reaktorissa olevassa jääh-dytysvyöhykkeessä, epäorgaaniset aineosat poistetaan val-kolipeäsulatteen tai -liuoksen muodossa ja orgaaniset aineosat poistetaan poltettavan synteesikaasun muodos- 20 sa, joka koostuu pääasiallisesti vedystä ja hiilimonoksidista .
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että lämpötila reaktiovyöhykkees-sä pidetään 1000-1300°C:ssa.
3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että ulkopuolista energiaa syötetään kuumennetun, runsaasti energiaa sisältävän kaasun avulla.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että kaasu on kuumennettu plas-mageneraattorissa.
5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila jäähdytys- tai viilennysvyöhykkeessä pidetään noin 600-900°C:ssa.
6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliemelle ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan matalalämpötila-pyrolyysi ja täten saatu Na^CO^-C-seos syötetään reaktoriin. 11 74499
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila pyrolyysi-vaihees-sa pidetään noin 600-800°C:ssa.
8. Patenttivaatimusten 6 ja 7 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että pyrolyysivaiheeseen syötetään happipitoista kaasua.
9. Patenttivaatimusten 6 ja 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyrolyysivaiheeseen syötetään energiaa plasmageneraattorissa kuumennetun, runsaas- 10 ti energiaa sisältävän kaasun avulla.
9 74499 kului ainoastaan n. puolet energiamäärästä, joka tarvittiin, kun vahvalipeä syötettiin suoraan plasmageneraattoriin kuten esimerkissä I. Laskettuna kmoolia kohti Na2C02 syötettiin plasma-5 generaattoriin 150 kWh sähköenergiaa, 2,8 kmoolia C ja 2 kmoolia E^O. Tällöin saatiin sulake, joka sisälsi 0,1 kmoolia Na2C0^ ja 1,8 kmoolia NaOH sekä kaasu, joka sisälsi 3,0 kmoolia CO, 0,7 kmoolia CO2, 1/0 kmoolia ja 0,7 kmoolia 10 h2o. Sulate voidaan sitten saattaa reagoimaan pyrolyysi-vaiheesta saadun kaasun kanssa valkolipeäkemikaalien ja pääasiallisesti rikittömän kaasun muodostamiseksi. Vaihtoehtoisesti voidaan plasmareaktori-vaiheesta saatu sulate liuot-15 tamisen jälkeen käyttää suoraan muissa prosesseissa, esimerkiksi valkaisu-kemikaalina. Periaatteessa voidaan tätä prosessia siten pitää tapana valmistaa NaOH:ia vaihtoehtona tavanomaiselle elektrolyysi-menetelmälle, joka välttämättä antaa kloorikaasua sivutuotteena.
20 Kuten edellä esitetystä käy ilmi, on keksinnön mu kaisesti ehdotetulla menetelmällä monia etuja. Sen ansiosta, että kehitetyn kaasun rikkipitoisuus on hyvin pieni tai olematon, ei kaasunpoltossa muodostu mainittavaa määrää SC^. Tämän ansiosta poistuu kalliiden puhdistuslaitosten tarve. Koska kaus-25 tistamisvaihe jää pois, ei prosessiin liioin tuoda epäpuhtauksia esim. alumiinin ja piin muodossa, joita muussa tapauksessa saadaan tarvittavan kalkin syötön kautta, joka tavanomaisessa kaustisointilaitoksessa nousee 20 kg kalkkia tonnia kohti massaa. Sen ansiosta, että sekä kaustisointivaihe että 30 meesanpolttovaihe jäävät poist, antaa keksinnön mukainen menetelmä suuria säästöjä mitä energian kulutukseen, investointeihin ja ylläpitoon tulee. 10 744 99 Pa tenttivää t imuk se t
10. Patenttivaatimusten 6-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyrolyysivaiheessa muodostunut kaasu saatetaan reagoimaan reaktorista poistetun sulatteen kanssa valkolipeäkemikaalien ja rikittömän 15 kaasun muodostamiseksi.
11. Patenttivaatimusten 6-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyrolyysivaiheessa muodostunut kaasu, sen jälkeen kun se on poltettu SC^ksi ja ecuksi, saatetaan reagoimaan reaktorista poistetun 20 sulatteen kanssa sooda-sulfiitti-bisulfiitti-kemikaa-lien muodostamiseksi.
12. Patenttivaatimusten 6-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktorista poistetun sulatteen sisältämä NaCl poistetaan kiteyttämällä sulat- 25 teen konsentroidusta vesiliuoksesta.
13. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käytettävä laite, tunnettu siitä, että se käsittää reaktorin, jossa on reaktiovyöhyke (2), jäähdytys- tai viilennysvyöhyke (3) ja reaktiovyöhyk- 30 keeseen liitetty syöttölaite (6) jätelientä varten sekä mahdollisesti syöttölaite (7) muita materiaalivirtoja, kuten hiilipitoista materiaalia, happipitoista kaasua jne. varten, ja reaktiovyöhykkeeseen suoraan liitetyn ulkopuolisen lämpölähteen, jolloin jäähdytys- 35 tai viilennysvyöhykkeessä (3) on alempi ulosmeno (8) epäorgaanisten aineosien poistamiseksi sulatteen tai 12 74499 vesiliuoksen muodossa, ja ylempi kaasun ulosmeno (9) muodostetun kaasun poistamiseksi.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulkopuolinen lämpölähde on plasma-5 generaattori (4) . 74499
FI841283A 1983-04-21 1984-03-30 Kemikalieaotervinning ur massaavlutar. FI74499C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8302245A SE448007B (sv) 1983-04-21 1983-04-21 Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut
SE8302245 1983-04-21

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI841283A0 FI841283A0 (fi) 1984-03-30
FI841283A FI841283A (fi) 1984-10-22
FI74499B FI74499B (fi) 1987-10-30
FI74499C true FI74499C (fi) 1988-02-08

Family

ID=20350905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI841283A FI74499C (fi) 1983-04-21 1984-03-30 Kemikalieaotervinning ur massaavlutar.

Country Status (18)

Country Link
US (2) US4601786A (fi)
JP (1) JPS59199892A (fi)
AT (1) AT385531B (fi)
AU (1) AU559424B2 (fi)
BR (1) BR8401646A (fi)
CA (1) CA1222605A (fi)
ES (1) ES531644A0 (fi)
FI (1) FI74499C (fi)
FR (1) FR2544758B1 (fi)
GB (1) GB2138458B (fi)
ID (1) ID969B (fi)
MX (1) MX161274A (fi)
NO (1) NO841299L (fi)
NZ (1) NZ207797A (fi)
PT (1) PT78458B (fi)
SE (1) SE448007B (fi)
SU (1) SU1443810A3 (fi)
ZA (1) ZA842552B (fi)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE448007B (sv) * 1983-04-21 1987-01-12 Skf Steel Eng Ab Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut
SE454188B (sv) * 1984-10-19 1988-04-11 Skf Steel Eng Ab Sett att atervinna kemikalier ur massaavlutar
SE8501005L (sv) * 1985-03-01 1986-09-02 Skf Steel Eng Ab Termisk reformering av gasformiga kolveten
SE447400B (sv) * 1985-03-26 1986-11-10 Skf Steel Eng Ab Sett och anordning for kemikalieatervinning av massaavlutar i konventionell sodapanna
FI71541C (fi) * 1985-05-22 1987-01-19 Ahlstroem Oy Metod att tillvarataga alkalikemikalier ur en roekgas som innehaoller alkalimetallaongor.
AU580418B2 (en) * 1985-05-22 1989-01-12 A. Ahlstrom Corporation Method of recovering alkaline chemicals from flue gases containing alkaline metal vapor
SE448173B (sv) * 1985-06-03 1987-01-26 Croon Inventor Ab Forfarande for utvinning av kemikalier fran cellulosaavlut genom pyrolys
AU7975487A (en) * 1986-10-16 1988-04-21 Edward L. Bateman Pty. Ltd Plasma treatment of waste h/c gas to produce synthesis gas
JPH01156916A (ja) * 1987-09-25 1989-06-20 Ss Pharmaceut Co Ltd 肝疾患治療剤
US4802423A (en) * 1987-12-01 1989-02-07 Regenerative Environmental Equipment Co. Inc. Combustion apparatus with auxiliary burning unit for liquid fluids
WO1991011658A1 (en) * 1990-01-29 1991-08-08 Noel Henry Wilson Destroying waste using plasma
SE465731B (sv) * 1990-02-07 1991-10-21 Kamyr Ab Utvinning av energi och kemikalier ur massaavlutar under exponering av laagfrekvent ljud
EP0584161B1 (en) * 1991-05-13 1997-07-16 H.A. Simons Ltd. White liquor preparation and pulping process
SE501334C2 (sv) * 1991-11-04 1995-01-16 Kvaerner Pulping Tech Sätt att termiskt sönderdela ett kolhaltigt råmaterial vid understökiometrisk syretillförsel samt anordning för genomförande av sättet
JPH079902Y2 (ja) * 1992-06-11 1995-03-08 株式会社大滝油圧 油圧ジャッキ
SE470538C (sv) * 1992-12-02 1996-02-26 Kvaerner Pulping Tech Sätt vid blekning av massa utan användning av klorhaltiga kemikalier
SE9300199L (sv) * 1993-01-25 1994-07-26 Kvaerner Pulping Tech Metod vid återvinning av cellulosaavlutar
US5447603A (en) * 1993-07-09 1995-09-05 The Dow Chemical Company Process for removing metal ions from liquids
US5628872A (en) * 1993-10-22 1997-05-13 Kanyr Ab Method for bleaching pulp with hydrogen peroxide recovered from cellulosic spent liquor
DE19642162A1 (de) * 1996-10-12 1998-04-16 Krc Umwelttechnik Gmbh Verfahren zur Regeneration einer beim Kraftprozeß zum Aufschluß von Holz anfallenden Flüssigkeit unter gleichzeitiger Gewinnung von Energie
AU6158398A (en) * 1997-02-14 1998-09-08 L'harmonie S.A. Process for treating a cellulose-containing substance
US20110300052A9 (en) * 1997-05-21 2011-12-08 Olsen Gary A Particulate matter and methods of obtaining same from a kraft waste reclamation
US20080219912A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Gary Allen Olsen Particulate matter and methods of obtaining same from a kraft waste reclamation
CA2238292A1 (en) 1997-05-21 1998-11-21 S & S Lime, Inc. Method of obtaining and using particulate calcium carbonate
US7494637B2 (en) 2000-05-16 2009-02-24 Massachusetts Institute Of Technology Thermal conversion of biomass to valuable fuels, chemical feedstocks and chemicals
GB0119237D0 (en) * 2001-08-07 2001-10-03 Bioregional Minimills Uk Ltd Paper plant
US20060201641A1 (en) * 2001-08-07 2006-09-14 Bioregional Minimills (Uk) Limited Methods for producing pulp and treating black liquor
GB2423079B (en) * 2005-06-29 2008-11-12 Tetronics Ltd Waste treatment process and apparatus
US8288312B2 (en) * 2007-03-06 2012-10-16 S&S Lime, Inc. Particulate matter and methods of obtaining same from a Kraft waste reclamation
FI20085416L (fi) * 2008-05-06 2009-11-07 Metso Power Oy Menetelmä ja laitteisto sellutehtaan mustalipeän käsittelemiseksi
FR2931477B1 (fr) * 2008-05-21 2012-08-17 Arkema France Acide cyanhydrique derive de matiere premiere renouvable
FR2938535B1 (fr) 2008-11-20 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication de methylmercaptopropionaldehyde et de methionine a partir de matieres renouvelables
WO2010104458A1 (en) 2009-03-09 2010-09-16 Kiram Ab A shaped cellulose manufacturing process combined with a pulp mill recovery system
CA2964210C (en) * 2014-10-15 2023-09-12 Licella Pty Ltd Integrated kraft pulp mill and thermochemical conversion system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2574193A (en) * 1947-12-06 1951-11-06 Remington Rand Inc Chemical recovery and control in the kraft pulp process
FR1374716A (fr) * 1962-11-15 1964-10-09 Prototech Inc Procédé pour traiter des substances résiduaires pour en tirer de l'hydrogène et d'autres gaz, et produit gazeux renfermant de l'hydrogène
NL300131A (fi) * 1962-11-15
SE378119B (fi) * 1972-04-04 1975-08-18 Angpanneforeningen
US3780675A (en) * 1972-04-18 1973-12-25 Boardman Co Plasma arc refuse disintegrator
GB1535953A (en) * 1975-07-21 1978-12-13 Zink Co John Burning process for black liquor
US4244779A (en) * 1976-09-22 1981-01-13 A Ahlstrom Osakeyhtio Method of treating spent pulping liquor in a fluidized bed reactor
SE434860B (sv) * 1976-11-15 1984-08-20 Mo Och Domsjoe Ab Forfarande for utstotning av klorider ur kemikalieatervinningssystem vid natriumbaserade massaframstellningsprocesser
GB2017281B (en) * 1978-03-23 1982-07-21 Asahi Engineering Method and apparatus for treating water solution of waste material containing salt having smelt-water explosion characteristics
DD141431A5 (de) * 1979-01-09 1980-04-30 Sca Development Ab Verfahren zur behandlung von ablaugen der zelluloseherstellung
JPS565876A (en) * 1979-06-29 1981-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Self-adhesive tape with sulfurization-preventing property
WO1982000509A1 (en) * 1980-07-25 1982-02-18 I Faeldt A method and an apparatus for thermal decomposition of stable compounds
FI66034C (fi) * 1981-06-30 1986-12-02 Allan Johansson Foerfarande foer framstaellning av cellulosa och foer aotervinning av kemikalier
SE448007B (sv) * 1983-04-21 1987-01-12 Skf Steel Eng Ab Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59199892A (ja) 1984-11-13
FI74499B (fi) 1987-10-30
US4692209A (en) 1987-09-08
US4601786A (en) 1986-07-22
GB2138458A (en) 1984-10-24
PT78458A (en) 1984-05-01
ATA121984A (de) 1987-09-15
AU559424B2 (en) 1987-03-12
ES8501468A1 (es) 1984-12-01
SE8302245L (sv) 1984-10-22
FI841283A (fi) 1984-10-22
AU2649084A (en) 1984-10-25
PT78458B (en) 1986-07-22
NO841299L (no) 1984-10-22
AT385531B (de) 1988-04-11
FI841283A0 (fi) 1984-03-30
GB8408882D0 (en) 1984-05-16
ZA842552B (en) 1985-11-27
JPH0424475B2 (fi) 1992-04-27
GB2138458B (en) 1986-12-31
FR2544758B1 (fr) 1986-08-01
SU1443810A3 (ru) 1988-12-07
MX161274A (es) 1990-08-17
ID969B (id) 1996-10-01
FR2544758A1 (fr) 1984-10-26
ES531644A0 (es) 1984-12-01
SE8302245D0 (sv) 1983-04-21
NZ207797A (en) 1987-08-31
BR8401646A (pt) 1984-11-20
CA1222605A (en) 1987-06-09
SE448007B (sv) 1987-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI74499C (fi) Kemikalieaotervinning ur massaavlutar.
CA1272005A (en) Process for chemicals and energy recovery
JP2641874B2 (ja) パルプ生成法におけるエネルギー及び薬品回収方法
EP2309056A1 (en) Method and apparatus for processing black liquor of pulp mill
US6027609A (en) Pulp-mill recovery installation for recovering chemicals and energy from cellulose spent liquor using multiple gasifiers
FI116073B (fi) Menetelmä keittoliemen valmistamiseksi
FI80086B (fi) Kemikalieaotervinning ur massaavlutar.
FI77277C (fi) Kemikalieaotervinning av massaavlutar.
WO2006019342A1 (en) Partial oxidation of cellulose spent pulping liquor
SE506702C2 (sv) Förbehandling av fibermaterial med in situ bildad vätesulfid
WO1996014468A1 (en) Selective recovery of chemicals from cellulose spent liquor by liquor gasifying
CA1324865C (en) Method for recovering chemicals from spent pulp liquors
CA1160403A (en) Method of treating kraft black liquor
FI95822C (fi) Soodakattilan tai vastaavan kattilan sulan käsittely
FI78748C (fi) Foerfarande och anordning foer aotervinning av kemikalier fraon natriumkarbonathaltig smaelta fraon foerbraenning av massaavlut.
WO2003027384A1 (en) Method for recovery of pulping chemicals in an alkaline sulphite pulping process and for production of steam
EP0888476A1 (en) Process for extracting chemicals and energy from cellulose spent liquor

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: CHEMREC AKTIEBOLAG

Owner name: STORA KOPPARBERGS BERGSLAGS AB