FI81847B - Method for treatment of combustible gas produced from waste liquors from alkaline cellulose digestion - Google Patents

Method for treatment of combustible gas produced from waste liquors from alkaline cellulose digestion Download PDF

Info

Publication number
FI81847B
FI81847B FI890962A FI890962A FI81847B FI 81847 B FI81847 B FI 81847B FI 890962 A FI890962 A FI 890962A FI 890962 A FI890962 A FI 890962A FI 81847 B FI81847 B FI 81847B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gas
compounds
gas treatment
amphoteric
oxide
Prior art date
Application number
FI890962A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI890962A0 (en
FI890962A (en
FI81847C (en
Inventor
Paterson Mckeough
Original Assignee
Valtion Teknillinen
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 Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI890962A priority Critical patent/FI81847C/en
Publication of FI890962A0 publication Critical patent/FI890962A0/en
Publication of FI81847B publication Critical patent/FI81847B/en
Publication of FI890962A publication Critical patent/FI890962A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81847C publication Critical patent/FI81847C/en

Links

Landscapes

  • Industrial Gases (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

81 84781 847

MENETELMÄ ALKALISTEN SELLULOOSAFROSESSIEN JÄTELIEMISTÄ TUOTETUN POLTTOKAASUN KÄSITTELEMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR BEHANDLING AV BRÄNNGAS FRAMSTÄLLD UR AVLUTAR FRAN ALKALISKA CELLULOSAKOKMETHOD FOR THE TREATMENT OF FUEL GAS PRODUCED FROM THE WASTE OF ALKALINE CELLULOSE PROCESSES - FÖRFARANDE FÖR BEHANDLING AV BRÄNNGAS FRAMSTÄLLD UR AVLUTAR FRAN ALKALISKA CELLULOSAKOK

5 Keksintö kohdistuu menetelmään aikalisien seiluloosapro-sessien, erityisesti sulfaattikeiton. jäteliemistä tuotetun ja energian tuotantoon soveltuvan polttokaasun käsittelemiseksi. Menetelmässä polttokaasun sisältämät aikaiimetal1ikomponentit saatetaan kosketuksiin yhden 10 tai useamman amfoteerisen oksidin, kuten titaniumoksidin (Ti02) tai rautaoksidin (Fe203) kanssa korkeassa lämpötilassa. Käsittelyssä syntyvät seosoksidiyhdisteet voidaan poistaa alhaisen haihtuvuutensa vuoksi kaasusta, mikä aiheuttaa kaasun sisältämien höyry-, aerosoli- tai par-15 tikkelimuodossa olevien aikaiimetalliyhdisteiden määrän ·, ; merkittävän vähenemisen. Kaasusta poistettua aikaiimetal- lia sisältävien seosoksidiyhdisteiden hydrolyysi johtaa ;;; aktiivisen keittokemikaalin (aikaiimetal 1 ihydroksidi) muodostumiseen, jolloin kyseiset amfoteeriset oksidit 20 regeneroituvat samanaikaisesti.The invention relates to a process for the treatment of temporal cellulose processes, in particular sulphate cooking. for the treatment of combustion gases produced from waste liquors and suitable for energy production. In the process, the time metal components contained in the combustion gas are contacted with one or more amphoteric oxides, such as titanium oxide (TiO 2) or iron oxide (Fe 2 O 3) at high temperature. Due to their low volatility, the mixed oxide compounds formed during the treatment can be removed from the gas, which results in the amount of vapor, aerosol or par-15 precious metal compounds contained in the gas ·,; significant reduction. Hydrolysis of degassed early metal alloy oxide compounds results in ;;; the formation of an active cooking chemical (time metal 1 hydroxide), whereby the amphoteric oxides 20 are regenerated simultaneously.

Sulfaattikeitossa syntyvän jäteliemen (ns. mustalipeän) kuiva-aine koostuu pääosin kolmesta pitoisuudeltaan lähes yhtä suuresta ainefraktiosta: epäorgaanisista ·:·. yhdisteistä, ligniinin hajoamistuotteista sekä hiili — 25 hydraattiaineksien hajoamistuotteista (Al6n, R., Kemia 15(1988)565). Konventionaalisessa sulfaattimustalipeän 2 81847 talteenottoprosessissa liemestä erotetaan ensin uuteaineet raakasuopana, minkä jälkeen se väkevöidään 65 - 75 %-.n kuiva-ainepitoisuuteen ja poltetaan soodakattilassa (Virkola, N.-E. (toim.), Puumassan valmistus, osa 1, 2.The dry matter of the waste liquor (so-called black liquor) from sulphate cooking consists mainly of three fractions of almost equal content: inorganic ·: ·. compounds, lignin degradation products and carbohydrate degradation products (Al6n, R., Chemistry 15 (1988) 565). In the conventional process for recovering sulphate black liquor 2 81847, the extractants are first separated from the broth as a raw soup, after which it is concentrated to a dry matter content of 65-75% and incinerated in a recovery boiler (Virkola, N.-E. (ed.), Manufacture of wood pulp, part 1, 2).

5 painos, Teknisten Tieteiden Akatemia. Turku 1983). Tällöin lipeän orgaaninen aines konvertoituu energiaksi .ia epäorgaaninen aines poistuu kattilasta pääosin sulan muodossa, joka koostuu ensisijaisesti natriumkarbonaatista (NaaC03), natriumsulfidistä (Na2S) ja natriumsulfaatista 10 (NassSCU). Kyseiset suolat johdetaan takaisin keittoon kaustisointivaiheen kautta, jossa Na2C03 muutetaan kal-siumhydroksidin (Ca(OH)a) avulla aktiiviseksi keitto-kemikaaliksi, natriumhydroksidiksi (NaOH):5th edition, Academy of Technical Sciences. Turku 1983). In this case, the organic matter of the lye is converted into energy. The inorganic matter leaves the boiler mainly in the form of a melt consisting primarily of sodium carbonate (Na 2 CO 3), sodium sulfide (Na 2 S) and sodium sulfate (NassSCU). These salts are returned to the cooking through a causticization step in which Na 2 CO 3 is converted by calcium hydroxide (Ca (OH) a) to the active cooking chemical, sodium hydroxide (NaOH):

CaO + H*0 - Ca(OH)=CaO + H * O - Ca (OH) =

15 Ca(OH)a + Na2C03 - CaCO» + 2NaOH15 Ca (OH) a + Na 2 CO 3 - CaCO 3 + 2 NaOH

Tarvittava CaO regeneroidaan puolestaan kalsinoimalla . erillisesti jälkimmäisessä reaktiossa syntynyt CaCOa ns.The required CaO is in turn regenerated by calcination. separately the CaCOa formed in the latter reaction is called

meesauunissa: "* CaCOa —* CaO + COa 20 Vaikka on perusteltua väittää, että nykyisessä talteen-: ottoprosessissa mustalipeän aineosat hyödynnetään koko- -_· naisuudessaan, voidaan hyväksikäyttöprosessia kuitenkin parantaa olennaisesti. Uuteaineita lukuunottamatta musta-lipeän orgaaninen aines konvertoidaan yksinomaan ener- 25 giaksi, josta valtaosa saadaan lämpöenergiana ja jolloin :·. vastaavasti sähköenergian osuus on suhteellisen pieni.in a lime kiln: "* CaCOa - * CaO + COa 20 Although it is reasonable to argue that in the current recovery process the constituents of black liquor are recovered in their entirety, the recovery process can be substantially improved. With the exception of extracts, black liquor organic matter is gia, the majority of which is obtained as thermal energy and in which: · correspondingly, the share of electrical energy is relatively small.

Nykyisen kattilaprosessin terminen hyötysuhde (ylempiin lämpöarvoihin perustuva) on vain 50 - 55 %, kun otetaan huomioon jäteliemen haihdutukseen tarvittava lämpö.The thermal efficiency of the current boiler process (based on higher calorific values) is only 50-55%, taking into account the heat required to evaporate the waste liquor.

30 Sulfaattiprosessin taiteenottolaitteisto on myös kallis vastaten noin AO %:a tehtaan kokonaisinvestoinnista ja sen toimintaan liittyy sulavesiräjähdysvaara. Edellä30 The sulphate process art intake equipment is also expensive, corresponding to about AO% of the mill's total investment, and its operation involves a risk of meltwater explosion. Above

IIII

3 81847 mainituista syistä johtuen on tutkimustoiminta suuntautunut osittain vaihtoehtoisten konversiotekniikoiden soveltamiseen mustalipeään.3 For the reasons mentioned 3 81847, research has focused in part on the application of alternative conversion techniques to black liquor.

Kaasutustekniikka tarjoaa erään vaihtoehdon pyrittäessä 5 mustalipeän tehokkaampaan hyödyntämiseen. Kaasutuksessa raaka-aineen orgaaninen aines reagoi hapen ja vesihöyryn kanssa korkeassa lämpötilassa, tyyppi 11isesti 800 - 1300 °C, ja konvertoituu polttoarvoa omaavaksi kaasuksi. Erityisesti paineistettu kaasutustekniikka kytkettynä 10 yhdistettyyn kaasu- ja höyryturbiinivoimalaitokseen (ns. kaasutuskombivoimalaitos eli KKV-laitos) on ollut mielenkiinnon kohteena (Kohl, A.L., Can. J. Chem. Eng. 64 tl986)-299). Kuvassa 1 esitetään yksinkertaistettu prosessikaavio erääntyyppisestä KKV-laitoksesta. Koska raaka-aineesta 15 tuotettu polttokaasu poltetaan kaasuturbiinissa. poltto-: kaasun on oltava varsin puhdasta ja se saa sisältää ainoastaan hyvin vähän kiintoainesta sekä aikaiimetal1i-yhdisteitä (Mojtahedi, W., Kemia 14(1987)835). Erityi-' sesti ympäristöpäästöjen vuoksi on myös rikkiyhdisteiden 20 pitoisuuden oltava varsin alhainen. Näistä syistä konver-: sioreaktorista tuleva raakakaasu on yleensä puhdistettava : : ja KKV-ratkaisussa tämä puhdistus tehdään nimenomaan paineen alaisena. Puhdistuskäsittelyn lämpötilalla on lisäksi suuri merkitys KKV-prosessin kokonaistalouteen.Gasification technology offers an alternative in order to make more efficient use of 5 black liquors. In gasification, the organic material of the raw material reacts with oxygen and water vapor at a high temperature, type 11 800-1300 ° C, and is converted into a gas with a calorific value. In particular, pressurized gasification technology connected to 10 combined gas and steam turbine power plants (so-called combined gasification power plants or KKV plants) has been of interest (Kohl, A.L., Can. J. Chem. Eng. 64 tl986) -299). Figure 1 shows a simplified process diagram of a type of SME facility. Because the fuel gas produced from feedstock 15 is burned in a gas turbine. the combustion gas must be fairly pure and contain only very little solids and early metal compounds (Mojtahedi, W., Chemistry 14 (1987) 835). Particularly due to environmental emissions, the content of sulfur compounds 20 must also be quite low. For these reasons, the raw gas from the conversion reactor usually has to be purified: and in the HVAC solution, this purification is carried out specifically under pressure. In addition, the temperature of the treatment process is of great importance for the overall economy of the KKV process.

25 jossa yleissääntönä on se, että tiettyyn rajaan saakka lämpötilan nosto edesauttaa prosessin taloutta.25 where, as a general rule, raising the temperature to a certain limit contributes to the economy of the process.

·’·, Vaihtoehtoja perinteiselle kaustisoinni 1 le on myös tut- *: kittu. Eräs niistä on ns. autokaustisointi. jossa tarkoi tukseen sopivaa amfoteerista oksidia lisätään mustalipeän ’! 30 polttoon (Kiiskilä. E. & Virkola, N.-E., Paperi ja Puu 3(1978)129). Kyseinen amfoteerinen oksidi muodostaa * 81847 seosoksidiyhdisteen natriumoksidin (Na20) kanssa ja vastaavasti Na2C03:n muodostus on huomattavasti vähäisempi kuin perinteisessä mustalipeän poltossa. Polttolämpötiloissa mainittu seosoksidiyhdiste höyrystyy myös huo-5 mattavasti vähemmässä määrin kuin normaalisti kyseisissä olosuhteissa muodostuvat natriumyhdisteet. Polton jälkeisessä 1iuotusvaiheessa seosoksidiyhdiste reagoi veden kanssa (hydrolyysireaktio) muodostaen suoraan aktiivisen keittokemikaalin. Sopivat amfoteeriset oksidit voidaan 10 jakaa kahteen ryhmään: - ryhmä I : hydrolyysivaiheessa muodostuu amfoteerisesta oksidista peräisin olevaa yhdistettä, joka ainakin osittain liukenee keittolipeään. Tällöin keittoliemi poikkeaa olennaisesti perinteisistä aikalisistä keittolipeistä, 15 kuten sulfaattikeitossa tai soodakeitossa käytetyistä lipeistä. Mm. aluminiumoksidi (AlaOa) ja piioksidi (SiO*) ' .* kuuluvat tähän ryhmään.· ’·, Alternatives to traditional causticization have also been explored. One of them is the so-called. autokaustisointi. where amphoteric oxide suitable for the purpose is added to the black liquor ’! 30 incineration (Kiiskilä. E. & Virkola, N.-E., Paperi ja Puu 3 (1978) 129). This amphoteric oxide forms a * 81847 mixed oxide compound with sodium oxide (Na 2 O) and, accordingly, the formation of Na 2 CO 3 is considerably lower than in conventional black liquor combustion. At combustion temperatures, said mixed oxide compound also evaporates to a much lesser extent than the sodium compounds normally formed under these conditions. In the post-combustion leaching step, the mixed oxide compound reacts with water (hydrolysis reaction) directly to form the active cooking chemical. Suitable amphoteric oxides can be divided into two groups: Group I: in the hydrolysis step, a compound derived from the amphoteric oxide is formed, which is at least partially soluble in the cooking liquor. In this case, the broth differs substantially from conventional temporal broths, such as those used in sulphate soup or soda broth. This group includes alumina (AlaOa) and silica (SiO *) '. *.

- ryhmä II: hydrolyysivaiheessa muodostuu natriumhyd- ...· roksidia ja kyseinen keittoliemeen liukenematon amfotee- : 20 rinen oksidi regeneroituu. Tällöin keittolipeän koostumus m'm' ei poikkea merkittävästi perinteisen keittoliemen koos tumuksesta. Mm. titaniumoksidi (TiO2) ja rautaoksidi (FeaOa) kuuluvat tähän ryhmään. Käytettäessä esim. TiOa:a keskeiset reaktiot voidaan esittää seuraavassa yksinker-25 taistetussa muodossa:- Group II: during the hydrolysis step, sodium hydroxide is formed and the amphoteric oxide insoluble in the broth is regenerated. In this case, the composition m'm 'of the cooking liquor does not differ significantly from the composition of a traditional cooking broth. Titanium oxide (TiO2) and iron oxide (FeaOa), among others, belong to this group. When using, for example, TiO 2, the main reactions can be represented in the following simplified form:

Polttovaiheessa: NaÄ0 + TiOa -» NaaO.TiOa Liuotusvaiheessa: V Na2O.TiOÄ + HaO -* 2NaOH + TiOa Tässä yhteydessä esitettävää menetelmää kehitettäessä on 30 tehty uusi ja yllättävä havainto, nimittäin se, että 5 81847 mustalipeästä tuotetun polttokaasun höyry-, aerosoli- tai partikkelimuodossa olevien aikaiimetal1ikomponenttien poistamiseen korkeassa lämpötilassa (600 - 1300 °C) voidaan käyttää mainittuun ryhmään II kuuluvia amfo-5 teerisia oksideja, jolloin muodostunutta ja kaasusta poistettua seosoksidiyhdistettä hydrolysoimalla saadaan alkalimetal1ihydroksidiä eli aktiivista keittokemikaalia. Kyseisten oksidien käyttö mustalipeästä tuotetun poltto-kaasun puhdistukseen merkitsee näin täysin eri sovellusta 10 kuin niiden käyttö edellä mainitussa autokaustisoin-nissa. Uuden sovellutuksen taloudelliset edellytykset poikkeavat myös täysin autokaustisoinnin vastaavista edellytyksistä, koska uusi menetelmä kohdistuu vain pieneen osaan mustalipeän sisältämästä aikaiimetal1 in 15 kokonaismäärästä.In the combustion stage: NaÄ0 + TiOa - »NaaO.TiOa In the dissolution stage: V Na2O.TiOÄ + HaO - * 2NaOH + TiOa During the development of the method presented here, 30 new and surprising observations have been made, namely that 5 81847 black liquor fuel gas vapor, aerosol or amphoteric oxides belonging to said group II can be used to remove the early metal components in particulate form at a high temperature (600 to 1300 ° C), whereby an alkali metal hydroxide, i.e. an active cooking chemical, is obtained by hydrolyzing the formed and degassed mixed oxide compound. The use of these oxides for the purification of the combustion gas produced from black liquor thus means a completely different application 10 than their use in the above-mentioned auto-causticization. The economic conditions of the new application also differ completely from the corresponding conditions of auto-causticization, as the new method applies only a small part of the total amount of time metal in black liquor.

. Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnusmerkit, • ♦ « ·/ jotka esitetään tarkemmin patenttivaatimuksissa, ovat: • ‘ ' 1. Kaasunkäsittelyssä jäteliemestä tuotettu polttokaasu saatetaan kosketuksiin mainittuun ryhmään II kuuluvan ' 20 yhden tai useamman amfoteerisen oksidin kanssa.. The main features of the process according to the invention, which are set out in more detail in the claims, are: • 1. In gas treatment, the fuel gas produced from the waste liquor is contacted with one or more amphoteric oxides belonging to said group II.

* * 2. Kaasunkäsittelyssä käytetään suhteellisen korkeaa lämpötilaa, 600 - 1300 °C, jolloin muodostuu seosoksidi-yhdisteitä aikaiimetal1ioksidin ja amfoteerisen oksidin *:·. välillä. Tällä lämpötila-alueella kyseisten yhdisteiden - . 25 höyrystyminen on vähäisempää kuin natriumyhdisteiden, V. kuten mm. NaaCOain termisen hajoamisen seurauksena muo- "dostuvan Na20.-n höyrystyminen.* * 2. The gas treatment uses a relatively high temperature, 600 to 1300 ° C, to form mixed oxide compounds of early metal oxide and amphoteric oxide *: ·. between. In this temperature range of these compounds -. Evaporation is less than that of sodium compounds, V. such as e.g. Evaporation of Na 2 O formed as a result of thermal decomposition of Na 2 CO 3.

3. Kyseinen amfoteerinen oksidi regeneroidaan hydrolysoi-maila kaasunkäsittelyvaiheessa muodostuneet seosoksidi- 6 81 847 yhdisteet, jolloin samanaikaisesti muodostuu alkalimetal-1ihydroksidia. Sekä liukenematon amfoteerinen oksidi että hydrolysoimatta jääneet liukenemattomat seosoksidi-yhdisteet erotetaan liuoksesta ja kierrätetään takaisin 5 kaasunkäsittelyvaiheeseen. Aikaiimetal1ihydroksidi on aktiivinen keittokemikaali, joten mainittua liuosta voidaan käyttää selluloosan keitossa, esim. lisämällä sitä keittolipeän päävirtaan.3. The amphoteric oxide in question is regenerated by hydrolysis of the mixed oxide compounds formed in the gas treatment step to form alkali metal hydroxide at the same time. Both insoluble amphoteric oxide and unhydrolyzed insoluble mixed oxide compounds are separated from the solution and recycled back to the 5 gas treatment steps. The time metal hydroxide is an active cooking chemical, so that said solution can be used in the cooking of cellulose, e.g. by adding it to the main stream of cooking liquor.

Liitettäessä keksinnön mukainen menetelmä osaksi jäte-10 liemen kaasutukseen perustuvaan kaasutuskombivoimalaitokseen (KKV-laitos) saavutetaan perinteiseen kemikaalien ja energian taiteenottoprosessiin nähden huomattavia etuja. Yksi merkittävimmistä on KKV-laitoksen korkeampi sähkö/-lämpö-suhde energiatuotannossa. Tässä suhteessa edut 15 lisääntyvät tiettyyn rajaan saakka kaasun puhdistuslämpö-tilan lisääntymisen funktiona. Koska tässä yhteydessä esitetyssä menetelmässä käytetään suhteellisen korkeaa .·.· lämpötilaa, 600 - 1300 °C, sopii menetelmä näin varsin : : hyvin KKV-ratkaisun osaksi.By integrating the method according to the invention into a gasification combined power plant (KKV plant) based on the gasification of waste-10 broth, considerable advantages are achieved over the traditional chemical and energy art extraction process. One of the most significant is the higher electricity / heat ratio of the SME plant in energy production. In this respect, the advantages 15 increase up to a certain limit as a function of the increase in the gas cleaning temperature. As the method presented in this context uses a relatively high temperature, 600 to 1300 ° C, the method is quite suitable as part of the KKV solution.

·;·. 20 Kaksi tunnetuinta ryhmään II kuuluvaa amfoteerista oksidia ·.·. ovat TiOa ja Fe203. Fe203:n käyttö eroaa Ti02:n käytöstä siinä suhteessa, että Fe203 reagoi myös polttokaasun mahdollisesti sisältämien rikkiyhdisteiden kanssa. Näin muododstuneet rauta-rikkiyhdisteet voidaan konvertoida 25 takaisin FeaC>3:ksi hapettamalla niitä sopivissa olosuh-teissä, jolloin muodostuu rikkidioksidikaasua. Rautaok-sidia käytettäessä on siis teknisesti mahdollista yhdistää kaasun aikaiimetal1inpoisto- ja rikinpoistovaiheet. Toisaalta on selvää, että taloudellisista syistä Fea03:n "· 30 käyttö sopii parhaiten sellaisten kaasujen käsittelyyn, jotka sisältävät suhteellisen vähän rikkiyhdisteitä.·; ·. The two best - known Group II amphoteric oxides. are TiO 2 and Fe 2 O 3. The use of Fe 2 O 3 differs from the use of TiO 2 in that Fe 2 O 3 also reacts with any sulfur compounds in the flue gas. The iron-sulfur compounds thus formed can be converted back to FeaC 3 by oxidizing them under appropriate conditions to form sulfur dioxide gas. Thus, when iron oxide is used, it is technically possible to combine the gas degassing and desulfurization steps. On the other hand, it is clear that, for economic reasons, the use of Fea03 "· 30 is best suited for the treatment of gases containing relatively little sulfur compounds.

Il 7 81847 Tällaisia ovat esimerkiksi korkeissa lämpötiloissa tuotetut kaasut ja toisaalta primaaririkinpoiston jälkeiset kaasut. TiOa ei sen sijaan reagoi rikkiyhdisteiden kanssa merkittävässä määrin ja näin ollen sitä voidaan käyttää 5 runsaasti rikkiyhdisteitä sisältävien kaasujen yhteydessä. TiO*:a käytettäessä kyseinen kaasunkäsittelyvaihe on mahdollista yhdistää kaasun primaari- tai sekundaaririkin-poistovaiheeseen, jos reaktorissa käytetään samanaikaisesti TiOa.-n kanssa esimerkiksi jotakin rikinpidätys-10 kemikaalia.Il 7 81847 Such are, for example, gases produced at high temperatures and, on the other hand, gases after primary desulphurisation. TiOa, on the other hand, does not react with sulfur compounds to a significant extent and can therefore be used in the case of gases rich in sulfur compounds. When using TiO 3, it is possible to combine this gas treatment step with a primary or secondary desulphurisation step if, for example, a sulfur retention chemical, for example, is used in the reactor at the same time as TiO 2.

Koska keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään suhteellisen korkeaa lämpötilaa, kaasunkäsittelyn yhteydessä voidaan toteuttaa myös jäteliemen sekundaarikaasutusvaihe johtamalla primaarikaasutuksessa osittain reagoimatta 15 jääneet ainekset, erityisesti jäännöshii1i, kyseiseen kaasunkäsittelyvaiheeseen.Since a relatively high temperature is used in the process according to the invention, a secondary gasification step of the waste liquor can also be carried out in connection with the gas treatment by passing partially unreacted materials in the primary gasification, in particular residual carbon, to the gas treatment step.

Kaasunkäsittelyvaihe voidaan toteuttaa tarvittaessa ...·' samassa laitekokonaisuudessa kuin jäteliemen primaari- kaasutusvaihe käyttämällä esimerkiksi reaktoria, jossa on 20 kaksi eri reaktiovyöhykettä päällekkäin.If necessary, the gas treatment step can be carried out ... · 'in the same set of equipment as the primary gasification step of the waste liquor, for example by using a reactor with 20 different reaction zones on top of each other.

Seuraavassa esimerkissä esitetään eräs uuden menetelmän toteutusvaihtoehto. Esimerkki on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan keksintöä rajoittamatta sitä millään tavoin. Asiantuntijalle on lisäksi itsestään selvää, 25 että menetelmä on sovellettavissa erityyppisten raaka-aineiden aikalisissä delignifioitumisprosesseissa syntyvien 'jätelienten (kuten myös keiton kuluessa muodostuvien) hyödyntämiseen. Menetelmää voidaan soveltaa myös muihin kuin polttosovellutuksiin tarkoitettujen kaasujen, kuten 30 synteesikaasujen käsittelemiseen.The following example shows an alternative implementation of the new method. The example is intended only to illustrate the invention without limiting it in any way. Furthermore, it is self-evident to the person skilled in the art 25 that the method is applicable to the recovery of waste liquors (as well as those formed during cooking) generated by the temporal delignification processes of different types of raw materials. The method can also be applied to the treatment of gases for non-combustion applications, such as synthesis gases.

8 818478 81847

EsimerkkiExample

Kuva 2 esittää yksinkertaistettua prosessikaaviota eräästä menetelmän mukaisesta toteutusvaihtoehdosta, jossa sulfaatti jäteliemestä tuotettu polttokaasu (ainevirta 1) 5 käsitellään leijukerrosperiaatteel1 a toimivassa reaktorissa. Leijupetimateriaali koostuu pääosin Ti02:sta ja seosoksideista, kuten Na20.TiO1:sta. Lämpötila pidetään alueella 800 - 1000 °C ja paine on 1 - 3 MPa. Leijupeti-partikkelit agglomeroituvat sopivan kokoisiksi partikke-10 leiksi mm. sen vuoksi, että lämpötila pidetään lähellä seosoksidien sulamispistettä. Tarvittaessa ilmaa tai happea (ainevirta 3) lisätään kaasunkäsittelyreaktoriin riittävän korkean lämpötilan saavuttamiseksi (osittainen poltto). Leijutuskaasu muodostuu käsiteltävästä poitto-15 kaasusta (ainevirta 1), mahdollisesti mainitusta ilma-tai happi virrasta (ainevirta 3) ja tarvittaessa kierto-‘ kaasusta (ainevirta A).Figure 2 shows a simplified process diagram of an embodiment of the method, in which the fuel gas produced by the sulphate waste liquor (material stream 1) 5 is treated in a fluidized bed reactor. The fluidized bed material consists mainly of TiO 2 and mixed oxides such as Na 2 O. TiO 1. The temperature is maintained in the range of 800 to 1000 ° C and the pressure is 1 to 3 MPa. The fluidized bed particles agglomerate to suitably sized particles-10 e.g. because the temperature is kept close to the melting point of the mixed oxides. If necessary, air or oxygen (stream 3) is added to the gas treatment reactor to achieve a sufficiently high temperature (partial combustion). The fluidizing gas consists of the exhaust gas to be treated (stream 1), optionally said air or oxygen stream (stream 3) and, if necessary, a circulating gas (stream A).

Leijupedistä johdetaan petiainesta (ainevirta 5) paineis-'11. tettuun 1 i uot us vaiheeseen, jossa kaasunkäsittelyssä 20 muodostuneet seosoksidiyhdisteet hydrolysoidaan seuraavan periaatekaavion mukaisesti:The fluidized bed (material stream 5) is derived from the fluidized bed at a pressure of '11. to the step of hydrolyzing the mixed oxide compounds formed in the gas treatment 20 according to the following scheme:

Na10.T iOa + HzO —1 2NaOH + TiOa Liukenemattomat Ti03 ja hydrolysoimatta jääneet seosoksi-dit erotetaan liuoksesta ja palautetaan kaasunkäsittely-25 vaiheeseen (ainevirta 2). Liuos, joka sisältää veden lisäksi pääasiassa NaOH.-a (ainevirta 6), lisätään keitto- • · lipeän päävirtaan eli ns. valkolipeään.Na10.T iOa + H 2 O -12NaOH + TiOa Insoluble TiO 3 and unhydrolyzed mixed oxides are separated from the solution and returned to the gas treatment step (stream 2). The solution, which contains not only water but also NaOH (substance stream 6), is added to the main stream of cooking liquor, i.e. the so-called the white liquor.

Keksinnön mukainen kaasunkäsittelyn jälkeen polttokaasusta (ainevirta 7) poistetaan muut haitalliset aineet (rikki-After the gas treatment according to the invention, other harmful substances are removed from the flue gas (stream 7).

IIII

9 81847 yhdisteet, kiintoaines, jne.) paineessa 1-3 MPa ja lämpötilassa > 600 °C, minkä jälkeen kaasua käytetään polttoaineena yhdistetyssä kaasu- ja höyryturbiinivoimalaitoksessa .9,81847 compounds, solids, etc.) at a pressure of 1-3 MPa and a temperature> 600 ° C, after which the gas is used as fuel in a combined gas and steam turbine power plant.

• · « * · ♦ 1 » ·• · «* · ♦ 1» ·

Claims (10)

10 81 84710 81 847 1. Menetelmä aikalisien seiluloosaprosessien, erityisesti sulfaattiprosessin, jäteliemestä tuotetun kaasun käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että kaasu saatetaan kos- 5 ketuksi in yhden tai useamman amfoteerisen oksidin, kuten titaniumoksidin (TiOa) tai rautaoksidin (FeaOa) kanssa lämpötilassa 600 - 1300 °C ja paineessa 0.1 - 10 MPa, jolloin kaasun sisältämät höyry-, aerosoli- tai partikkelimuodossa olevat aikaiimetal1iyhdisteet reagoivat 10 osittain tai kokonaan kyseisten oksidien kanssa ja muodostuneet reaktiotuotteet (seosoksidiyhdisteet) poistetaan kaasusta; ja siitä, että sekä mainitut seosoksidiyhdisteet että reagoimatta jääneet amfoteeriset oksidit siirretään sen jälkeen 1iuotusvaiheeseen, jossa seosoksidiyhdisteet 15 hydrolysoituvat merkittävässä määrin muodostaen alkali-- metallihydroksidin kyseisten amfoteeristen oksidien regeneroituessa, minkä jälkeen liukenemattomat amfotee-t- : riset oksidit ja hydrolysoimatta jääneet liukenemattomat seosoksidit erotetaan liuoksesta ja palautetaan mainittuun • · · 20 kaasunkäsittelyvaiheeseen ja jäljelle jäänyt liuos, joka sisältää aikai imetal 1 ihydroksidia eli aktiivista keitto-kemikaalia, lisätään selluloosan valmistukseen tarvittavaan keittolipeään.A process for treating a gas produced from the effluent of temporal cellulose processes, in particular the sulphate process, characterized in that the gas is contacted with one or more amphoteric oxides such as titanium oxide (TiO 2) or iron oxide (FeaO 2) at a temperature of 600 to 1300 ° C and a pressure 0.1 to 10 MPa, wherein the vapor, aerosol or particulate time metal compounds in the form of vapor, aerosol or particles react partially or completely with the oxides in question and the reaction products formed (mixed oxide compounds) are removed from the gas; and that both said mixed oxide compounds and unreacted amphoteric oxides are then subjected to a leaching step in which the mixed oxide compounds are hydrolyzed to a significant extent to form an alkali metal hydroxide upon regeneration of the said amphoteric oxides and then the insoluble amphoteric oxides are removed: and returned to said gas treatment step, and the remaining solution containing alkai imetal 1 skin hydroxide, i.e. the active cooking chemical, is added to the cooking liquor required for the production of cellulose. 1. Raaka-aine1. Raw material 2, Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että tarvittavan kaasunkäsittelylämpötilan saavuttamiseksi käytetään ulkopuolista happea tai ilmaa. • ♦ ··. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu *· siitä, että kaasunkäsittely yhdistetään jäteliemen sekun- daarikaasutusvaiheeseen, jossa primaarikaasutuksessa II 11 81847 osittain reagoimatta jäänyt aines konvertoidaan edelleen. A. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasunkäsittely yhdistetään johonkin toiseen kaasun puhdistusvaiheeseen.Method according to Claim 1, characterized in that external oxygen or air is used to achieve the required gas treatment temperature. • ♦ ··. A method according to claim 1, characterized in that the gas treatment is combined with a secondary gasification step of the waste liquor, in which the partially unreacted material in the primary gasification II 11 81847 is further converted. A method according to claim 1, characterized in that the gas treatment is combined with another gas purification step. 2. Polttokaasu2. Fuel gas 3. Ilma/happi (tarvittaessa) ’ 4. Kiertokaasu (tarvittaessa) 81 8473. Air / oxygen (if applicable) ’4. Circulating gas (if applicable) 81 847 3. Ilma3. Without 4. Vesihöyry (tarvittaessa)4. Water vapor (if applicable) 5. Seosoksidiyhdisteet kuten NaaO.TiOa, TiO*5. Alloy oxide compounds such as NaaO.TiOa, TiO * 5. Epäorgaaninen aines5. Inorganic matter 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotusvaihe, liuotuksen jälkeinen erotus ja erotusvaiheessa syntyneiden eri faasien takaisinkierrä- 20 tykset tehdään 0,1 - 10 MPa paineessa, kuitenkin niin, että mainitut eri vaiheet eivät välttämättä edellytä samaa painetta. •Process according to Claim 1, characterized in that the dissolution step, the post-dissolution separation and the recirculations of the different phases formed in the separation step are carried out at a pressure of 0.1 to 10 MPa, provided that said different steps do not necessarily require the same pressure. • 5. Patenttivaatimusten 1 ja A mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli aktiivinen amfoteerinen oksidi on TiO» ja mainittu toinen kaasun puhdistusvaihe on rikinpoisto, tarvitaan joku muu ulkopuolisesti lisätty kemikaali rikinpidätysaineena.Process according to Claims 1 and A, characterized in that if the active amphoteric oxide is TiO 2 and said second gas purification step is desulfurization, some other externally added chemical is required as sulfur retention agent. 6. NaOH-liuos6. NaOH solution 6. Ilma6. Without 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu ’·*; siitä, että 1 iuotusvaiheesta tuleva liukenemattomia ···. 25 yhdisteitä sisältävä ainevirta kuivataan ennen syöttöä • · kaasunkäsittelyvaiheeseen. • » I 12 81 847A method according to claim 1, characterized by '· *; from the insoluble ··· from 1 leaching step. The stream containing 25 compounds is dried before being fed to the • · gas treatment step. • »I 12 81 847 6. Patenttivaatimusten 1 ja A mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli aktiivinen amfoteerinen oksidi on FeaOa ja mainittu toinen kaasun puhdistusvaihe on rikinpoisto, toimii Fea0a myös rikinpidätyskemikaalina. . : 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että kaasunkäsittely ja jäteliemen kaasutus tehdään : i samassa laitekokonaisuudessa.Process according to claims 1 and A, characterized in that if the active amphoteric oxide is FeaOa and said second gas purification step is desulfurization, Fea0a also acts as a sulfur retention chemical. . A method according to claim 1, characterized in that the gas treatment and the gasification of the waste liquor are performed in the same set of equipment. 7. Käsitelty polttokaasu7. Treated flue gas 7. Savukaasut Prosessivaiheet/laitteet: A. Paineistettu kaasutin B. Kaasunpuhdistus : C. Polttokammio : D. Kaasuturbiini T: E. Jätelämpökattila F. Höyryturbiini Kuva 2. Esimerkin mukainen toteutusvaihtoehto Ainevirrat: ·'·' 1. Käsiteltävä polttokaasu *·*: 2. TiOa, seosoksi di yhdisteet kuten Na^O-TiOs. muut Na-yhdisteet, H207. Flue gases Process steps / equipment: A. Pressurized carburettor B. Gas cleaning: C. Combustion chamber: D. Gas turbine T: E. Waste boiler F. Steam turbine Figure 2. Exemplary embodiment Material flows: · '·' 1. Flue gas to be treated * · *: 2. TiO 2, a mixture of di compounds such as Na 2 O-TiOs. other Na compounds, H 2 O. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen kaasunkäsittelyä tai sen jälkeen poistetaan polttokaasusta ne muut vähäisissä määrin esiintyvät aineet, jotka ovat haitallisia käytettäessä kaasua polt-5 toaineena yhdistetyssä kaasu- ja höyrvturbiiniprosessissa eli ns. kombivoimalaitoksessa. li i3 81 847A method according to claim 1, characterized in that before or after the gas treatment, those other minor substances which are harmful when using the gas as a fuel in a combined gas and steam turbine process, i.e. the so-called combined cycle power plant. li i3 81 847 8. Vesi tai laiha keittolipeä Prosessivaiheet/laitteet: A. Kaasunkäsittelyreaktori B. Liuotusvaihe (paineistettu) C. Kiinteiden aineiden erotus D. Kuivaus (tarvittaessa) E. Syöttölaite li8. Water or lean cooking liquor Process steps / equipment: A. Gas treatment reactor B. Dissolution step (pressurized) C. Separation of solids D. Drying (if applicable) E. Feed device li
FI890962A 1989-03-01 1989-03-01 Process for the treatment of fuel gas prepared from alkaline cellulose boiling liquids FI81847C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI890962A FI81847C (en) 1989-03-01 1989-03-01 Process for the treatment of fuel gas prepared from alkaline cellulose boiling liquids

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI890962A FI81847C (en) 1989-03-01 1989-03-01 Process for the treatment of fuel gas prepared from alkaline cellulose boiling liquids
FI890962 1989-03-01

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI890962A0 FI890962A0 (en) 1989-03-01
FI81847B true FI81847B (en) 1990-08-31
FI890962A FI890962A (en) 1990-08-31
FI81847C FI81847C (en) 1990-12-10

Family

ID=8527979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI890962A FI81847C (en) 1989-03-01 1989-03-01 Process for the treatment of fuel gas prepared from alkaline cellulose boiling liquids

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI81847C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI890962A0 (en) 1989-03-01
FI890962A (en) 1990-08-31
FI81847C (en) 1990-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI74499B (en) CHEMICAL AEROLOGY UR MASSAVLUTAR.
CN100374183C (en) Process for absorption of sulfur dioxide waste gas by Bayer red mud
WO2013040861A1 (en) Method for producing aluminium oxide using fly ash
US4472364A (en) Process for removal of sulfur oxides from hot gases
CN100390061C (en) Method for preparing anhydrous sodium sulfite using industrial by-product anhydrous sodium sulfate
GB1407016A (en) Process for removing sulphur dioxide from gases
US5174860A (en) Low temperature recovery of kraft black liquor
FI81847B (en) Method for treatment of combustible gas produced from waste liquors from alkaline cellulose digestion
US3888967A (en) Method and apparatus for oxidizing sulphide-containing aqueous solutions
CN112225239A (en) Method for producing and co-processing flue gas desulfurization waste liquid by sodium-alkali method through aluminum oxide
CN1775682A (en) Method for preparing magnesium sulfite utilizing boiler flue gas
KR102438061B1 (en) Methods for storage and mineralization of carbon dioxide in the papermaking process
FI81140B (en) Process for the treatment of combustible gas made from spent liquors from alkaline cellulose processes
RU2334800C1 (en) Method of extraction of vanadium out of after burning waste of sulphuric black oil
US5597445A (en) Method for recovering sodium from a spent cooking liquor
CN111573710A (en) System and method for removing hydrogen sulfide and co-producing calcium carbonate and sulfur from gypsum
CN111874867A (en) HF production tail gas desulfurization-waste heat reutilization method
CN104689702A (en) High-temperature high-concentration sulfur dioxide tail gas desulfurization system and method
US3107142A (en) Sodium hydroxide recovery
CA1174014A (en) Pulp mill residual liquor recovery system
EP1520071A1 (en) Method for treatment of spent liquor
CZ139995A3 (en) Process and apparatus for for drying and follow-up cleaving
CN113464946B (en) Device and method for effectively reducing SOx of waste incineration power generation pollutant
CN117304010B (en) Method for separating phenol acetophenone azeotrope
JPS6339715B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS