FI78748B - Process and device for reclaiming chemicals from a slurry yielded by the burning of pulp by-product containing sodium carbonate - Google Patents
Process and device for reclaiming chemicals from a slurry yielded by the burning of pulp by-product containing sodium carbonate Download PDFInfo
- Publication number
- FI78748B FI78748B FI880245A FI880245A FI78748B FI 78748 B FI78748 B FI 78748B FI 880245 A FI880245 A FI 880245A FI 880245 A FI880245 A FI 880245A FI 78748 B FI78748 B FI 78748B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- melt
- sodium carbonate
- carbon
- sodium
- reactor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Menetelmä ja laite kemikaalien talteenottamiseksi massajäte- lipeän poltosta peräisin olevasta natriumkarbonaattipitoisesta sulatteesta 1 78748 Tämä keksintö kohdistuu menetelmään massajätelipeän poltosta peräisin olevan natriumkarbonaattipitoisen sulatteen sisältämien kemikaalien ottamiseksi talteen. Erityisesti tämä keksintö kohdistuu menetelmään edellä mainitun sulatteen pelkistämiseksi hiilellä, kuumentamalla ja samalla sekoittamalla natriumkarbonaattipitoisen sulatteen ja hiilen seosta reak-tiovyöhykkeessä ja poistamalla siitä natriumoksidia sisältävää sulatuotetta.The present invention relates to a process for recovering chemicals contained in a sodium carbonate-containing melt from the incineration of pulp sludge. In particular, this invention relates to a process for reducing the above-mentioned melt with carbon by heating and at the same time stirring a mixture of sodium carbonate-containing melt and carbon in the reaction zone and removing the molten product containing sodium oxide therefrom.
Riittävään kuiva-ainepitoisuuteen väkevöityä mustalipeää poltetaan tarkoin valvotuissa palamisolosuhteissa lämmön ja mus-talipeän sisältämien kemikaalien ottamiseksi talteen sellaisessa muodossa, että ne seuraavissa käsittelyvaiheissa voidaan muuttaa uudelleen keittoon kelpaaviksi. Polton aikana mustalipeän sisältämä haihduttamossa jäljelle jäänyt vesi haihtuu ja mustalipeän sisältämä orgaaninen aines saa palaa, kun taas epäorgaaninen aines vapautuu ja valutetaan sulatteena pois tulipesän pohjasta. Mustalipeän poltosta soodakattilassa saadaan natriumsulfidia ja natriumkarbonaattia sisältävä sulate, joka tavallisesti on liuotettu meesan pesusta saatuun laihaan valkolipeään, jolloin saadaan viherlipeää, joka on natriumkarbonaatin ja natriumsulfidin vesiliuosta. Tällaista viherlipeää ei kuitenkaan voida käyttää selluloosamas-sakeittoon vaan sen sisältämä natriumkarbonaatti on ensin kaustisoimalla muutettava natriumhydroksidiksi. Viherlipeän sisältämä natriumsulfidi ei reagoi kaustisoinnissa käytetyn kalsiumhydroksidin kanssa vaan kaustisoinnin tuloksena saadaan natriumhydroksidia ja natriumsulfidia sisältävä vesiliuos, jota nimitetään valkolipeäksi.Black liquor concentrated to a sufficient dry matter content is incinerated under strictly controlled combustion conditions to recover the heat and black liquor chemicals in such a form that they can be reconstituted in subsequent processing steps. During combustion, the water remaining in the evaporator contained in the black liquor evaporates and the organic matter contained in the black liquor is allowed to burn, while the inorganic matter is released and drained away from the bottom of the furnace as a melt. Combustion of black liquor in a recovery boiler yields a melt containing sodium sulfide and sodium carbonate, usually dissolved in a lean white liquor obtained from a lime wash to give green liquor, which is an aqueous solution of sodium carbonate and sodium sulfide. However, such green liquor cannot be used for cellulose pulp soup and the sodium carbonate it contains must first be converted to sodium hydroxide by causticization. The sodium sulphide in green liquor does not react with the calcium hydroxide used in the causticisation, but the causticisation results in an aqueous solution containing sodium hydroxide and sodium sulphide, called white liquor.
2 787482,78748
Kaustisoinnissa saostunut kalsiumkarbonaatti on kuitenkin regeneroitava polttamalla se nk. meesauunissa kalsiumoksidiksi, josta veteen liettämällä saadaan uudestaan kalsiumhydroksidia.However, the calcium carbonate precipitated during causticisation must be regenerated by burning it in a so-called lime kiln to calcium oxide, from which calcium hydroxide is again obtained by slurrying in water.
Tässä nykyisin käytössä olevassa tavanomaisessa menetelmässä on useita epäkohtia. Ensinnäkin saadun natriumhydroksidi-liuoksen väkevyys on suhteellisen alhainen kuten myös kausti-sointihyötysuhde minkä lisäksi kaustisoinnista saatu kalsium-karbonaatti on regeneroitava uudestaan kalsiumhydroksidiksi, mikä lisää menetelmän kustannuksia.There are several drawbacks to this conventional method currently in use. First, the concentration of the resulting sodium hydroxide solution is relatively low, as is the causticization efficiency, in addition to which the calcium carbonate obtained from causticization must be regenerated to calcium hydroxide, which increases the cost of the process.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä mustalipeän poltosta saadun sulatteen natriumkarbonaatin pelkistämiseksi suoraan natriumhydroksidiksi, jonka avulla saadaan hyvin väkevää natriumhydroksidiliuosta ilman kaustisointia ja siihen liittyvää meesanpolttoa.It is therefore an object of the present invention to provide a process for the direct reduction of sodium carbonate from a melt obtained from the combustion of black liquor to sodium hydroxide, by means of which a very concentrated sodium hydroxide solution is obtained without causticization and associated lime combustion.
SE-kuulutusjulkaisusta 392 927 tunnetaan menetelmä natrium-hydroksidin ottamiseksi talteen selluloosapitoisen aineen keitosta tai valkaisusta saadusta jätelipeästä. Tässä menetelmässä väkevöityyn lipeään sekoitetaan rauta(3)oksidia, minkä jälkeen seos poltetaan sulatteen muodostamiseksi, joka valutetaan kuumaan veteen natriumhydroksidiliuoksen ja rau-ta(3)oksidisakan muodostamiseksi, jota rauta(3)oksidia voidaan käyttää uudestaan natriumkarbonaatin pelkistämiseksi natriumhydroksidiksi.SE-A-392 927 discloses a process for recovering sodium hydroxide from waste liquor obtained by cooking or bleaching a cellulosic substance. In this method, iron (3) oxide is mixed with the concentrated lye, after which the mixture is burned to form a melt which is poured into hot water to form a sodium hydroxide solution and iron (3) oxide precipitate, which iron (3) oxide can be reused to reduce sodium carbonate to sodium hydroxide.
Tällä menetelmällä saadaan natriumhydroksidi suoraan otetuksi talteen jätelipeästä, mutta sen epäkohtana on että se soveltuu ainoastaan sellaisille Upeille, joissa ei ole olennaisia määriä rikkiyhdisteitä. Tätä menetelmää ei näin ollen voida käyttää sulfaatti- ja sulfiittimassakeitoista saaduille jäte-lipeille.This method allows sodium hydroxide to be recovered directly from the waste liquor, but has the disadvantage that it is only suitable for streams that do not contain substantial amounts of sulfur compounds. Therefore, this method cannot be used for waste liquors obtained from sulphate and sulphite pulp soups.
3 787483,78748
Tunnetaan myös erilaisia menetelmiä mustalipeän tai sen poltosta soodakattilasta saadun sulatteen kaasuunnuttamiseksi plasmageneraattorilla pelkistävissä olosuhteissa natriumkarbonaatin hajottamiseksi suoraan yksiatomiseksi natriumiksi ja hiilimonoksidiksi, joka natriumkaasuja jäähdytettäessä muodostaa natriumhydroksidia ja natriumsulfidia kun taas natriumkarbonaatin muodostumista pyritään välttämään kaasun koostumusta säätelemällä.Various methods are also known for gasifying black liquor or a melt obtained from its combustion in a recovery boiler under a plasma generator under reducing conditions to decompose sodium carbonate directly to monoatomic sodium and carbon monoxide, which when cooling
SE-kuulutusjulkaisussa 448 007 on esitetty yllä mainittua tyyppiä oleva menetelmä, jossa massa ja jätelipeä ensin saatetaan alttiiksi pyrolyysille matalassa lämpötilassa, minkä jälkeen näin saatu natriumkarbonaattia ja hiiltä sisältävä seos syötetään kaasuunnuttamisreaktoriin, josta saadaan natriumhydroksidia, natriumsulfidia ja hieman natriumkarbonaattia sisältävä sula ja kaasua, joka sisältää mm. vetyä ja hiilimonoksidia, jota voidaan polttaa lämmön talteenottamiseksi.SE-A-448 007 discloses a process of the above type in which the pulp and the waste liquor are first subjected to pyrolysis at low temperature, after which the mixture of sodium carbonate and carbon thus obtained is fed to a gasification reactor to give sodium hydroxide, sodium sulphide and some sodium carbonate. includes e.g. hydrogen and carbon monoxide, which can be burned to recover heat.
SE-kuulutusjulkaisun 447 400 mukaisessa menetelmässä mustali-peä syötetään soodakattilaan, mutta osa mustalipeästä kaa-suunnetaan ensin plasmageneraattorilla ja syötetään vasta sitten soodakattilaan.In the method according to SE publication 447 400, black liquor is fed to a recovery boiler, but part of the black liquor is first co-directed by a plasma generator and only then fed to the recovery boiler.
FI-patenttihakemuksen 853 789 mukaisessa menetelmässä musta-lipeää, höyryä ja hiiltä tai happea hajotetaan plasmageneraattorilla ja syötetään reaktiovyöhykkeeseen jossa ylläpide- o tään vähintään 1100 C:n lämpötila minkä jälkeen pääasiallisesti natriumsulfidia sisältävä sulate erotetaan kaasuista, . o jotka saatetaan alttiiksi pikajäähdytykselle alle 950 C:n lämpötilan, jolloin saadaan pääasiallisesti natriumhydroksidia sisältävää vesiliuosta sekä vetyä ja hiilimonoksidia sisältävää kaasua.In the process according to FI patent application 853 789, black liquor, steam and carbon or oxygen are decomposed by a plasma generator and fed to a reaction zone where a temperature of at least 1100 ° C is maintained, after which the melt containing mainly sodium sulphide is separated from the gases. o are subjected to flash cooling below 950 ° C to give an aqueous solution containing mainly sodium hydroxide and a gas containing hydrogen and carbon monoxide.
Yllä mainituissa menetelmissä natriumkarbonaatin hajotus suoritetaan kaasufaasissa käyttäen suurienergistä plasmagene-raattoria. Tällaisen plasmageneraattorin käyttö on kuitenkin 4 78748 hankalaa, se vaatii paljon energiaa ja saadun kaasufaasin koostumuksen säätö ja sen jäähdyttäminen niin, ettei natrium-karbonaattia muodostu uudestaan, on osoittautunut vaikeaksi. Kaasufaasissa esiintyy suuria määriä pelkistäviä komponentteja, jotka pyrkivät reagoimaan natriumin ja sen yhdisteiden kanssa muodostaen natriumkarbonaattia ennen kuin kaasut on saatu jäähtymään korkeasta kaasuunnuttamislämpötilasta niin alhaiseen lämpötilaan, että näitä reaktioita ei enää olennaisesti tapahdu.In the above methods, the decomposition of sodium carbonate is performed in the gas phase using a high-energy plasma generator. However, the use of such a plasma generator is cumbersome 4,78748, requires a lot of energy, and it has proved difficult to adjust the composition of the obtained gas phase and cool it so that sodium carbonate is not regenerated. There are large amounts of reducing components in the gas phase that tend to react with sodium and its compounds to form sodium carbonate before the gases have been cooled from a high gasification temperature to such a low temperature that these reactions no longer occur substantially.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat ja aikaansaada menetelmä soodakattilasta saadun sulatteen sisältämän natriumkarbonaatin pelkistämiseksi suoraan sulafaasissa natriumoksidiksi entistä huomattavasti alemmassa lämpötilassa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei tarvita mitään kallista ja hankalaa plasmageneraattoria eikä kaasujen pikajäähdytystä natriumkarbonaatin takaisinmuodostu-misen estämiseksi.The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a process for the reduction of sodium carbonate contained in the melt obtained from the recovery boiler directly in the molten phase to sodium oxide at a much lower temperature. The process according to the invention does not require any expensive and cumbersome plasma generator or rapid cooling of the gases to prevent the regeneration of sodium carbonate.
SU-patenttijulkaisusta 48264 tunnetaan menetelmä alkalimetal-lien oksidien ottamiseksi talteen niiden karbonaateista hiilellä ja vedyllä, jolloin samalla saadaan hiilimonoksidia ja vetyä, joka tässä tapauksessa on inerttikaasu. Tässä menetelmässä hiiltä ja vetyä tai niitä sisältäviä kaasuja syötetään alkalikarbonaattisulatteeseen alkalikarbonaattien pelkistämiseksi oksideiksi. Patenttijulkaisussa ei ole kuitenkaan esitetty mitään teknillisesti ja taloudellisesti käyttökelpoista menetelmää. Suoritetuissa kokeissa on nimittäin havaittu että syntynyt alkalimetallioksidi hyvin helposti reagoi takaisin alkalimetallikarbonaatiksi, minkä lisäksi syntynyt alkalimetallioksidi on erittäin haihtuvaa niissä korkeissa lämpötiloissa, joita tarvitaan natriumoksidin pitämiseksi sulana. Pelkistysreaktio on lisäksi endoterminen vaatien runsaasti lämpöä.SU patent publication 48264 discloses a process for recovering alkali metal oxides from their carbonates with carbon and hydrogen, thereby obtaining carbon monoxide and hydrogen, which in this case is an inert gas. In this process, carbon and hydrogen or gases containing them are fed to an alkali carbonate melt to reduce alkali carbonates to oxides. However, no technically and economically viable method is disclosed in the patent publication. Namely, it has been found in the experiments carried out that the alkali metal oxide formed reacts very easily back to alkali metal carbonate, in addition to which the alkali metal oxide formed is highly volatile at the high temperatures required to keep the sodium oxide molten. In addition, the reduction reaction is endothermic, requiring a lot of heat.
5 787485,78748
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada teknillisesti ja taloudellisesti käyttökelpoinen menetelmä ja laite soodakattilasta peräisin olevan sulatteen sisältämän natriumkarbonaatin pelkistämiseksi suoraan sulafaa-sissa natriumoksidiksi ja mahdollisesti -hydroksidiksi kuumentamalla ja samalla sekoittamalla natriumkarbonaattipitoisen sulatteen ja hiilen seosta reaktiovyöhykkeessä ja poistamalla siitä natriumoksidia ja mahdollisesti -hydroksidia sisältävää sulaa. Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa reaktio-olosuhteita valvotaan tehokkaasti niin, että syntynyt natriumhydroksidi ja -oksidi eivät pääse reagoimaan takaisin natriumkarbonaatiksi minkä lisäksi syntyneen natriumoksidin haihtuminen on tehokkaasti estetty. Keksinnön tarkoituksena on paitsi pelkistää natriumkarbonaattia suurella saannolla natriumoksidiksi ja -hydroksidiksi myös aikaansaada lämpötaloudellisesti edullinen prosessi, joka toimii yllättävän alhaisissa lämpötiloissa.It is therefore an object of the present invention to provide a technically and economically feasible method and apparatus for reducing sodium carbonate in a melt from a recovery boiler directly in the molten phase to sodium oxide and optionally hydroxide by heating and stirring the sodium carbonate-containing melt and carbon mixture. melt. In the process and apparatus of the present invention, the reaction conditions are effectively controlled so that the sodium hydroxide and oxide formed cannot react back to sodium carbonate, and in addition, the evaporation of the sodium oxide formed is effectively prevented. The object of the invention is not only to reduce sodium carbonate in high yield to sodium oxide and hydroxide, but also to provide a heat-economically advantageous process which operates at surprisingly low temperatures.
Esillä oleva keksintö kohdistuu näin ollen menetelmään massa-jätelipeän poltosta peräisin olevan natriumkarbonaattipitoisen sulatteen pelkistämiseksi hiilellä kuumentamalla ja samalla sekoittamalla natriumkarbonaattipitoisen sulatteen ja hiilen seosta reaktiovyöhykkeessä ja poistamalla siitä natriumoksidia sisältävää ja mahdollisesti -hydroksidia sisältävää sulatuo-tetta. Keksinnön mukaan reaktiovyöhykkeessä olevaa sulaa kuumennetaan johtamalla sulan läpi suurienergistä vaihtovirtaa.The present invention therefore relates to a process for reducing sodium carbonate-containing melt from the incineration of pulp-waste liquor on carbon by heating while stirring a mixture of sodium carbonate-containing melt and carbon in the reaction zone and removing the sodium oxide-containing and possibly hydroxide-containing melt. According to the invention, the melt in the reaction zone is heated by passing a high-energy alternating current through the melt.
Keksinnön mukaan käytetään pelkistysaineena jauhemaista hiiltä, jota syötetään reaktiovyöhykkeeseen joko erikseen tai suspensiona pelkistettävän natriumkarbonaattipitoisen sulatteen kanssa. Pelkistysaineena käytetty hiili saadaan edulli- 6 78748 sesti aikaan polttamalla mustalipeää epätäydellisestä niin, että siihen jää olennaisia määriä hiiltä jäljelle, jolloin reaktiovyöhykkeeseen syötetään mustalipeän pyrolyysistä peräisin olevaa sulatetta.According to the invention, powdered carbon is used as the reducing agent, which is fed to the reaction zone either separately or as a suspension with a melt containing sodium carbonate to be reduced. The carbon used as the reducing agent is preferably obtained by burning the black liquor from the incomplete so that substantial amounts of carbon remain, whereby a melt from the pyrolysis of the black liquor is fed to the reaction zone.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä edellyttää reak-tiovyöhykkeessä olevan sulan sekoitusta. Tämä sekoitusvaikutus voidaan aikaansaada esim. suihkuttamalla natriumkarbonaatti-pitoista sulatetta ja hiiltä reaktiovyöhykkeessä olevan sulan pinnan alle. Vaihtoehtoisesti tai sen lisäksi voidaan käyttää erillistä sekoitinta.The process of the present invention requires agitation of the melt in the reaction zone. This mixing effect can be achieved, for example, by spraying a sodium carbonate-containing melt and carbon under the surface of the melt in the reaction zone. Alternatively or in addition, a separate mixer may be used.
Lämmön tuomiseksi reaktiovyöhykkeessä olevaan sulaan johdetaan sen läpi suurienergistä vaihtovirtaa, esim. elektrodeilla, jotka on upotettu sulaan. Reaktiovyöhykkeessä olevaa sulaa pidetään näin lämpötilassa 1100-1600 K, edullisesti 1200-1400 K.In order to introduce heat into the melt in the reaction zone, a high-energy alternating current is passed through it, e.g. with electrodes embedded in the melt. The melt in the reaction zone is thus maintained at a temperature of 1100-1600 K, preferably 1200-1400 K.
Ainakin osaan pelkistysreaktiovyohykkeestä poistetusta sula-tuotteesta voidaan syöttää vesihöyryä natriumoksidin muuttamiseksi natriumhydroksidiksi ja lämmön kehittämiseksi, minkä jälkeen ainakin osa tästä sulatuotteesta välittömästi palautetaan pelkistysreaktiovyöhykkeeseen siihen syötetyn sulatteen pitämiseksi kuumana ja sulassa olotilassa. Tällä tavoin voidaan tyydyttää suurin piirtein puolet natriumkarbonaatin pelkistämisen vaatimasta lämmöstä. Lisäksi muodostunut natrium-hydroksidi paitsi alentaa sulatteen sulamispistettä myös estää muodostunutta natriumoksidia ja natriumia haihtumasta.Water vapor can be fed to at least a portion of the molten product removed from the reduction reaction zone to convert sodium oxide to sodium hydroxide and generate heat, after which at least a portion of this molten product is immediately returned to the reduction reaction zone to keep the melt fed therein hot and molten. In this way, approximately half of the heat required to reduce sodium carbonate can be satisfied. In addition, the sodium hydroxide formed not only lowers the melting point of the melt but also prevents the sodium oxide and sodium formed from evaporating.
Soodakattilasta tuleva natriumkarbonaattipitoinen sulate reagoi siihen suspendoidun tai siihen pyrolyysillä muodostetun hiilen kanssa pelkistysreaktiovyöhykkeessä natriumoksidiksi ja hiilimonoksidikaasuksi seuraavan reaktioyhtälön (A) mukaisesti 7 78748The sodium carbonate-containing melt from the soda boiler reacts with the carbon suspended in it or formed by pyrolysis in the reduction reaction zone to form sodium oxide and carbon monoxide gas according to the following reaction equation (A) 7 78748
Na CO + C + Q = Na O + 2CO 1" (A) 2 3 2 jossa Q on reaktion vaatima lämpö.Na CO + C + Q = Na O + 2CO 1 "(A) 2 3 2 where Q is the heat required for the reaction.
Vapautunut hiilimonoksidikaasu nousee sulan pintaa kohti ja poistuu sulasta, mikä pyrkii siirtämään reaktiotasapainoa toiseen suuntaan natriumoksidia kohti. Tämä reaktio on endoterminen ja olisi edullista, että reaktiossa vapautunut hiilimonoksidi voitaisiin polttaa lämmön tuomiseksi sulatteeseen. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista koska poltossa syntynyt hiilidioksidi reagoi välittömästi natriumoksidin kanssa takaisin natriumkarbonaatiksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti tämä ongelma on ratkaistu sillä, että pelkistysreaktio-vyöhykkeessä oleva sula pidetään kuumana johtamalla sen läpi suurienergistä vaihtovirtaa sulaan upotetuilla elektrodeilla. Tällä tavoin ainakin osa reaktion (A) vaatimasta lämmöstä Q voidaan tyydyttää sähkövirran avulla.The released carbon monoxide gas rises towards the surface of the melt and exits the melt, which tends to shift the reaction equilibrium in the other direction towards the sodium oxide. This reaction is endothermic and it would be preferred that the carbon monoxide released in the reaction could be combusted to introduce heat into the melt. However, this is not possible because the carbon dioxide generated in the combustion reacts immediately with the sodium oxide back to sodium carbonate. According to the present invention, this problem is solved by keeping the melt in the reduction reaction zone hot by passing a high-energy alternating current through it with electrodes immersed in the melt. In this way, at least part of the heat Q required by the reaction (A) can be satisfied by an electric current.
Reaktiossa syntynyttä hiilimonoksidikaasua ei siten tarvitse polttaa sulan yläpuolella, vaan kaasu otetaan talteen käytettäväksi muualla, esim. raaka-aineena kemiallisissa reaktioissa tai polttoaineena lämmön kehittämiseksi.The carbon monoxide gas generated in the reaction thus does not have to be burned above the melt, but is recovered for use elsewhere, e.g. as a raw material in chemical reactions or as a fuel for heat generation.
Keksinnön suositussa suoritusmuodossa ainakin osaan pelkistysreaktion (A) tuloksena saadusta natriumoksidisulasta sekoitetaan vesihöyryä reaktion (B) aikaansaamiseksiIn a preferred embodiment of the invention, at least a portion of the sodium oxide melt obtained as a result of the reduction reaction (A) is mixed with water vapor to effect the reaction (B).
Na O + H 0 - 2NaOH + Q (B) 2 2 2 Tämä reaktio (B) suoritetaan edullisesti erillisessä, mutta pelkistysreaktiovyöhykkeen kanssa sulayhteydessä olevassa vyöhykkeessä. Reaktio (B) on eksoterminen, joten palauttaman osa reaktion (B) tuloksena saadusta kuumasta sulasta takaisin pelkistysreaktiovyöhykkeeseen voidaan osa pelkistysreaktion (A) lämmöntarpeesta 0 tyydyttää reaktion (B) reaktiolämmön 8 78748 Q avulla, eli Q = Q + O .Na O + H 0 - 2NaOH + Q (B) 2 2 2 This reaction (B) is preferably carried out in a separate zone but in melt communication with the reduction reaction zone. Reaction (B) is exothermic, so that part of the hot melt returned by reaction (B) back to the reduction reaction zone can satisfy part of the heat demand 0 of the reduction reaction (A) by the reaction heat of reaction (B) of 8,78748 Q, i.e. Q = Q + O.
2 122 12
Reaktiossa (B) muodostuu siis natriumhydroksidia, joka alentaa sulatteen sulamislämpötilaa, jolloin pelkistysreaktio (A) voidaan suorittaa alemmassa lämpötilassa ilman että sula jähmettyy. Lisäksi syntynyt natriumhydroksidi estää muutoin helposti haihtuvaa natriumoksidia ja natriumia poistumasta sulasta.Thus, in the reaction (B), sodium hydroxide is formed, which lowers the melting temperature of the melt, whereby the reduction reaction (A) can be carried out at a lower temperature without solidifying the melt. In addition, the resulting sodium hydroxide prevents otherwise volatile sodium oxide and sodium from leaving the melt.
Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää poikkileikattua pystykuvantoa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarkoitetusta reaktorista.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a cross-sectional vertical view of a reactor for carrying out the process according to the invention.
Piirustuksessa on reaktori yleisesti merkitty viitenumerolla 1. Reaktorin 1 seinämässä on tulojohto 2 mustalipeän poltosta peräisin olevan natriumkarbonaatti- ja natriumsulfidipitoisen sulatteen ja hiilen suspension syöttämiseksi reaktoriin 1 sekä sulatteeseen upotettuja elektrodeja 3 suurienergisen vaihtovirran johtamiseksi sulatteen läpi tämän kuumentamiseksi. Sulatetta ja hiiltä syötetään putkijohdosta 2 reaktoriin sellaisella nopeudella, että sulassa syntyy pyörteilyä sekoitus-vaikutuksen aikaansaamiseksi. Tämän lisäksi voidaan reaktori 1 varustaa sen pohjaan asennetulla erillisellä sekoittimella 8. Reaktorin 1 pohjassa on myös poistojohto 5 pääasiallisesti natriumhydroksidia ja natriumsulfidia sisältävän sulatuotteen poistamiseksi reaktorista. Lisäksi reaktorin 1 yläosassa on poistojohto 9 CO-kaasujen poistamiseksi reaktorista 1.In the drawing, the reactor is generally indicated by the reference numeral 1. In the wall of the reactor 1 there is an inlet line 2 for feeding melt and carbon suspension containing sodium carbonate and sodium sulfide from black liquor combustion to the reactor 1 and electrodes 3 immersed in the melt to conduct high energy alternating current. The melt and carbon are fed from the pipeline 2 to the reactor at such a rate that the melt is vortexed to produce a stirring effect. In addition, the reactor 1 can be provided with a separate stirrer 8 mounted on its bottom. The bottom of the reactor 1 also has an outlet line 5 for removing the molten product containing mainly sodium hydroxide and sodium sulphide from the reactor. In addition, the upper part of the reactor 1 has an outlet line 9 for removing CO gases from the reactor 1.
Reaktori 1 on keksinnön mukaisesti jaettu kahteen toistensa kanssa sulayhteydessä olevaan osaan 6 ja 7. Jako on suoritettu väliseinämällä 10, joka ulottuu ylhäältä alaspäin päättyen jonkin matkaa reaktorin 1 pohjasta 11, niin että pelkistys-reaktiovyöhykkeessä A muodostunutta natriumoksidipitoista sulaa pääsee virtaamaan osasta 6 välisenämän 10 alareunan alta osaan 7, johon syötetään vesihöyryä 4 natriumhydroksidin muo- 9 78748 dostamiseksi hydroksylointivyöhykkeessä B osassa 7. Hydroly-sointivyöhykkeessä B kehittyy myös lämpöä, jota käytetään hyväksi pelkistysreaktiovyöhykkeessä A palauttamalla osa kuumasta natriumhydroksidisulasta osasta 7 osaan 6, kuten nuolilla on esitetty. Sulan sekoitus ja kierrätys suoritetaan osaan 7 sovitetulla sekoittimella ja loppuosa natriumhydroksidisulasta poistetaan osaan 7 alaosasta reaktorin 1 pohjasta 11.According to the invention, the reactor 1 is divided into two melt-communicating parts 6 and 7. The division is carried out by a partition wall 10 extending from top to bottom at a distance from the bottom 11 of the reactor 1 so that the sodium oxide-containing melt formed in the reduction reaction zone A can flow from part 6 from below to part 7, to which water vapor 4 is fed to form sodium hydroxide in hydroxylation zone B in part 7. In hydrolysis zone B, heat is also generated which is utilized in reduction reaction zone A by recovering part of the hot sodium hydroxide melt shown in part 7. The mixing and recycling of the melt is carried out with a stirrer fitted to part 7 and the rest of the sodium hydroxide melt is removed to part 7 from the bottom of the bottom 11 of the reactor 1.
Elektrodit 3 on sovitettu ulottumaan suljetun osan 6 yiäsei-nämän 12 läpi sulaan ja osan 6 suljetusta kaasutilasta poistetaan CO-kaasua 9 osan 6 yläseinämän 12 kautta.The electrodes 3 are arranged to extend through the closed wall 12 of the closed part 6 into the molten and CO gas 9 is removed from the closed gas space of the part 6 through the upper wall 12 of the part 6.
Reaktorin 1 osan 6 muoto voi vaihdella laajoissa rajoissa, mutta on edullisesti sylinterimäinen, jolloin tulojohto 2 edullisesti on yhdistetty tangentiaalisesti osan 6 sylinteri-mäiseen sivuseinämään syklonityyppisen sekoitusvaikutuksen aikaansaamiseksi pelkistysreaktiovyöhykkeeseen A. Pyörrevai-kutus edesauttaa CO-kaasujen poistumista sulasta, s.o. sulan kartiomaisesti alaspäin supistuvan pinnan keskikohdasta. Elektrodit 3 on tällöin edullisesti muotoiltu siten, että niiden virtausvastus on mahdollisimman pieni.The shape of the reactor 1 part 6 can vary within wide limits, but is preferably cylindrical, the inlet line 2 preferably being connected tangentially to the cylindrical side wall of the part 6 to provide a cyclone-type mixing effect in the reduction reaction zone A. The vortex effect from the center of the surface of the melt tapering downwardly. The electrodes 3 are then preferably shaped so that their flow resistance is as small as possible.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI880245A FI78748C (en) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER AOTERVINNING AV KEMIKALIER FRAON SATRIUMKARBONATHALTIG SMAELTA FRAON FOERBRAENNING AV MASSAAVLUT. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI880245A FI78748C (en) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER AOTERVINNING AV KEMIKALIER FRAON SATRIUMKARBONATHALTIG SMAELTA FRAON FOERBRAENNING AV MASSAAVLUT. |
FI880245 | 1988-01-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI880245A0 FI880245A0 (en) | 1988-01-20 |
FI78748B true FI78748B (en) | 1989-05-31 |
FI78748C FI78748C (en) | 1989-09-11 |
Family
ID=8525756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI880245A FI78748C (en) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER AOTERVINNING AV KEMIKALIER FRAON SATRIUMKARBONATHALTIG SMAELTA FRAON FOERBRAENNING AV MASSAAVLUT. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI78748C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993006298A1 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | A. Ahlstrom Corporation | A method of producing sodium hydroxide |
-
1988
- 1988-01-20 FI FI880245A patent/FI78748C/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993006298A1 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | A. Ahlstrom Corporation | A method of producing sodium hydroxide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI880245A0 (en) | 1988-01-20 |
FI78748C (en) | 1989-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1443810A3 (en) | Method of producing chemical substances from waste alkali of sulfate production of cellulose | |
CA2723416C (en) | Method and equipment for treatment of black liquor at pulp mill | |
JPH0681285A (en) | Method and device for recovering valuable substance from pulp treating waste liquid | |
FI78748B (en) | Process and device for reclaiming chemicals from a slurry yielded by the burning of pulp by-product containing sodium carbonate | |
FI80086B (en) | CHEMICAL AEROLOGY UR MASSAVLUTAR. | |
CA1089162A (en) | Fluidized bed treatment of kraft black liquor with h.sub.2s absorption | |
FI81139C (en) | Process and apparatus for the recovery of chemicals from black liquor | |
US20050076568A1 (en) | Partial oxidation of cellulose spent pulping liquor | |
US1934655A (en) | Treatment of residual liquors | |
FI77277B (en) | KEMIKALIEAOTERVINNING AV MASSAAVLUTAR. | |
PL142662B1 (en) | Method of treating reflux lyes containing various halides | |
RU2118406C1 (en) | Method of manufacturing magnesium from oxide-chloride stock | |
CA1324865C (en) | Method for recovering chemicals from spent pulp liquors | |
FI122837B (en) | Method for recovering chemicals from a pulp mill | |
FI95822C (en) | Treatment of the melt of a soda boiler or equivalent boiler | |
PL145182B1 (en) | Method of producing methane containing gases | |
JPH01282117A (en) | Method and apparatus for recovering chemical component from black liquor | |
JPH0694637B2 (en) | Method and apparatus for treating offensive gas | |
JPS62162606A (en) | Method for thermal decomposition treatment of alkali sulfur compound | |
WO2003027384A1 (en) | Method for recovery of pulping chemicals in an alkaline sulphite pulping process and for production of steam | |
JPS6339715B2 (en) | ||
WO1993006298A1 (en) | A method of producing sodium hydroxide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: TERAESBETONI OY |