FI96878C - Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi - Google Patents

Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI96878C
FI96878C FI931398A FI931398A FI96878C FI 96878 C FI96878 C FI 96878C FI 931398 A FI931398 A FI 931398A FI 931398 A FI931398 A FI 931398A FI 96878 C FI96878 C FI 96878C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
liquor
carbon
process according
ash
fly ash
Prior art date
Application number
FI931398A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI931398A0 (fi
FI931398L (fi
FI96878B (fi
Inventor
Erkki Kiiskilae
Anja Klarin
Juhani Vehmaan-Kreula
Original Assignee
Ahlstroem Oy
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 Ahlstroem Oy filed Critical Ahlstroem Oy
Priority to FI931398A priority Critical patent/FI96878C/fi
Publication of FI931398A0 publication Critical patent/FI931398A0/fi
Publication of FI931398L publication Critical patent/FI931398L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI96878B publication Critical patent/FI96878B/fi
Publication of FI96878C publication Critical patent/FI96878C/fi

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

96878 MENETELMÄ JÄTELIPEÄN TALTEENOTTOKATTILAN LENTOTUHKAN KÄSITTELEMISEKSI 5
Esillä oleva keksintö kohdistuu jätelipeän polton savukaasujen lentotuhkan käsittelyyn ja sen kemikaalien talteenottoon keittolipeiden valmistusta varten.
10 Paperi- ja selluloosateollisuudessa sulfaattimassaa valmistettaessa syntynyt jätelipeä, ns. mustalipeä, poltetaan tavallisesti kemikaaleja ja lämpöä talteenottavassa kattilassa . Tavanomaisessa talteenottokattilassa prosessikemikaa-li otetaan talteen ruiskuttamalla lipeä uuniin, jolloin se 15 kuivaa nopeasti ja palaa pelkistävissä olosuhteissa pohjan yläpuolella, jolloin syntyy sula. Tämä sula sisältää pääasiassa natriumkarbonaattia, natriumsulfidia ja natrium-sulfaattia. Läsnä on runsaasti myös muita yhdisteitä, mutta selluloosamassan valmistuksen kannalta oleelliset ovat 20 pääkomponentit, Na2CC>3 js Na2S> Sulasta valmistetaan keittolipeitä käytettäväksi massan valmistuksessa, jolloin on usein edullista että keittolipeiden sulfiditeetti on korkea.
25 Soodakattilan savukaasut sisältävät runsaasti tuhkaa, joka *. erotetaan tuhkasuppilossa ja sähkösuotimissa ennen savu kaasun poistamista kattilasta. Tämä ns. lentotuhka on pääasiallisesti natriumsulfaattia. Kattilan emissioiden pienentyessä on tuhkan määrä lisääntynyt voimakkaasti. 30 Tavallisesti tämä tuhka kierrätetään takaisin soodakat tilaan sekoittamalla se kattilaan syötettävään vahvamustali-peään. Tämän johdosta soodakattilan kuollut kuorma kasvaa, koska soodakattilassa pelkistettävän komponentin, Na2S04, määrä nousee, ts . pelkistysvyöhykkeen teho pienenee lentopö-35 lyn lisääntymisen myötä. Lisäksi kattilan sulfiditeetti nousee tuhkamäärän kasvaessa, sillä tuhkan S/Na-suhde on korkeampi kuin musta 1ipeässa normaalisti. Ts . natriumsu1laakin lisääntyvä kierrätys mustaiipeään nostaa kattilan 2 96878 sisäistä sulfiditeettia, mikä lisää kattilan korroosiota.
Suomalaisessa patenttijulkaisussa 27748 on esitetty menetelmä sulfaattiselluloosaprosessin alkali- ja rikkitappioiden 5 korvaamiseksi. Tässä menetelmässä make-up-Na2SC>4 ja mahdollisesti myös sähkösuotimista saatava Na2SC>4 pelkistetään Na2S:ksi erillisessä laitteessa eikä soodakattilassa. Julkaisussa ei ole esitetty kuitenkaan mitään yksityiskohtaista, teknisesti käyttökelpoista menetelmää tämän pelkis-10 tyksen suorittamiseksi.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota yksinkertainen ja toimiva menetelmä lentotuhkan käsittelemiseksi niin, ettei sitä tarvitse palauttaa soodakattilaan, jolloin 15 samalla voidaan estää pelkistysvyöhykkeen tehon lasku ja minimoida korroosio.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen tarjota menetelmä, jossa tuhkan sisältämät keittokemikaalit voidaan 20 käyttää aikaisempaa monipuolisemmalla ja vapaammalla tavalla hyväksi selluloosamassan valmistuksessa.
Esillä olevan keksinnön keskeinen ajatus on se, että lentotuhka, jolla on korkea S/Na2~suhde (n. 1) omaava 25 lentotuhka käytetään hyväksi sellun valmistusprosessissa. Lähes puhdas natriumsulfaattilähtöaine on edellytys sille, että tuotteena saadaan lähes puhdas natriumsulfidituote, joka voidaan käyttää nostamaan sellutehtaan lipeävirtojen sulfiditeettia optimaalisella tavalla.
30
Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään jätelipeän polton savukaasujen lentotuhkan käsittelemiseksi erillisessä prosessissa, ja tunnusomaista sille on että savukaasuista erotettu lentotuhka saatetaan kosketukseen hiilen kanssa 35 tuhkan natriumsulfaatin pelkistämiseksi pääasiallisesti natriumsulfidiksi lämpötilassa, joka on yli 600 °C ja alle mainittujen suolojen sulamislämpötilan, pelkistystuote lietenään vereen tai emäksiseen liuokseen sen sisältämien 3 96878 suolojen liuottamiseksi, ja hiili erotetaan saadusta liuoksesta, joka otetaan talteen käytettäväksi massan valmistuksessa.
5 Natriumsulfaatti pelkistyy natriumsulfidiksi seuraavien reaktioiden mukaan: (1) Na2S04 + 4C -> Na2S + 4C0 (2) Na2S04 + 2C -> Na2S + 2C02 10 Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä kiinteä Na2S04-pitoinen aines, soodakattilan lentopöly, saatetaan kosketukseen jauhemaisen hiilen kanssa. Käsittely suoritetaan reaktorissa, jossa lämpötila on yli 600 °C, mutta alle epäorgaanisten Na-suolojen, so. Na2S04:n, Na2S:n ja 15 Na2CC>3:n, sulamislämpötilan. Edullisesti lämpötila on 650-750 °C, edullisimmin 690-740 °C. Reaktorin atmosfääri voi olla inertti (esim. typpi) tai pelkistävä. Sellutehtaan hajukaasuja voidaan käyttää pelkistävien olosuhteiden edistämiseksi reaktorissa. Hajukaasujen rikkiyhdisteet 20 sitoituvat aktiivisina reagoivina komponentteina reaktiopat-jaan, mikä puolestaan nostaa sulfiditeettia.
Pelkistyksessä tarvittava hiili voi olla peräisin sellutehtaalla käytettävistä hiilipitoisista aineista. Hiili voidaan 25 tuottaa hiiltämällä puunkuorta, kuivaamalla tai pyrolysoi-maila mustalipeää. Se voi olla myös matalatuhkaista koksia.
Reaktorissa tapahtuvassa lämpökäsittelyssä natriumsulfaatti pelkistyy natriumsulfidiksi reaktioiden (1) ja (2) mukaises-30 ti. Osa natriumsulfaatista voi muuttua natriumkarbonaatiksi.
Natriumsulfaatin pelkistys voidaan tehdä kohtuullisen lyhyessä ajassa, kun se tapahtuu keksinnön mukaisesti kiinteällä tuhkalla, jolla on erittäin suuri ominaispinta-35 ala. Tällöin on kuitenkin estettävä suolan sintrautuminen riittävän pinta-alan säilyttämiseksi. Tuhka-hii1iseos pysyy lämpökäsittelyn ajan kiinteänä seoksena ilman että sen sintrautuu, kun hiili jauheen partikkelikoko ja määrä 4 96878 ovat sopivassa suhteessa lentotuhkan partikkelikokoon ja määrään. Luonnollisesti myös käytettävä hiili lisää reaktioissa tarvittavaa pinta-alaa. N. 690 °C:ssa tehdyissä kokeissa todettiin, että sopiva hiilijauhe/tuhkajauhe-suhde 5 on n. 1:2 (w/w).
Sulapisteen alapuolella tehtävä pelkistys vähentää myös tarvittavaa lämpömäärää, koska lämpöä ei kulu tuhkasuolan sulattamiseen.
10 Lämpökäsittelyn jälkeen reaktioseos jäähdytetään ja liete-tään veteen tai laihalipeään, jolloin muodostuu suoloja sisältävä liuos, josta hiili voidaan poistaa esim. suodattamalla. Tuloksena on viherlipeä, jonka sulfiditeetti on 55-15 100 mol-% (sulfiditeetti tulee tässä yhteydessä ymmärtää sulfiditeettina, joka saataisiin, jos lipeä kaustisoitaisiin 100 %:sesti), ja natriumkarbonaatin osuus voi jäädä huomattavasti pienemmäksi kuin sen osuus on soodakattilan sulasta saadussa viherlipeässä, jossa on tavallisesti 60-70 mol-20 %:a Na2CC>3:a ja 30-40 mol-%:a Na2S:a. Vaihtoehtoisesti reaktioseos voidaan liettää emäksiseen liuokseen, kuten valkolipeään, heikkovalkolipeään tai viherlipeään.
Poistettu hiili voidaan käyttää prosessissa uudelleen 25 pesun ja kuivauksen jälkeen. Jos uudelleenkäyttö ei ole : tarpeen, niin hiili voidaan polttaa esim. soodakattilassa tai kuorikattilassa.
Reaktorina voi olla yksinkertainen rumpu-uuni tai läpimeno-30 uuni, johon esim. rauta-astioissa oleva tuhka-hiiliseos viedään riittäväksi aikaa reaktioiden suorittamiseksi. Uunin lämmitys tapahtuu sopivimmin epäsuorasti, jolloin tarvittava lämpö voidaan saada polttamalla natriumsulfaatin pelkistyksessä syntyvää hiilimonoksidia.
35
Esim.
Soodakattilan sähkösuodintuhkaa ja aktiivihiiltä sekoitettiin (1/3:2/3 w/w) kuulasekoittimessa. Gra:iittiupokas 5 96878 täytettiin seoksella, jolloin pelkistettäväksi massaksi tuli n. 75 g. Upokas pantiin uuniin ja pidettiin reaktioläm-pötilassa (640, 690 tai 740 °C) 5 tai 24 tunnin ajan. Sitten se jäähdytettiin. Uunissa oli koko kokeen ajan typpihuuhte-5 lu. Välittömästi uunista poistamisen jälkeen reaktioseos lietettiin kylmään veteen ja suodatettiin. Suodoksesta (viherlipeä) analysoitiin SO^-, S^_ ja CO3- Taulukoissa 1, 2 ja 3 on esitetty pitoisuudet mooliprosentteina.
Tulokset osoittavat selvästi, että esillä olevan keksinnön 10 mukaisella, yksinkertaisella menetelmällä voidaan lentotuh-kan natriumsulfaatti pelkistää käyttökelpoiseksi natriumsul-fidiksi kohtuullisella reaktionopeudella.
15
Taulukko 1. Pelkistettävän suolan anionikoostumus ennen pelkistyskoetta.
T/°C S~ C03- SQ4- 20 I 25 1 0 <2 I 98
Taulukko 2. Pelkistettävän suolan anionikoostumus kolmessa lämpötilassa 5 tunnin reaktioajan jälkeen.
T/°C S~ CQ3— SQ4- 640__0__4__96 25 690__31__41 28 740 75 22 3 ~
Taulukko 3. Pelkistettävän suolan anionikoostumus kolmessa lämpötilassa 24 tunnin reaktioajan jälkeen 30 ΤΛΟ S- C03- SQ4- 640__0 23 77 : 690__63___30__7 740 I 96 ~ 3 1 35 6 96878
Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmässä saatavan liuoksen sulfiditeetti riippuu, kuten eo. esimerkistäkin voidaan todeta, lämpökäsittelyssä käytetystä lämpötilasta. Näin eräs keksinnön suoma lisäetu on valmistaa lipeää, 5 jonka sulfiditeettia voidaan säädellä pelkistyslämpötilan avulla. Tämä on erittäin edullista, koska nykyään pyritään keitonaikaista sulfiditeettia säätämään niin, että keiton alussa sulfiditeetti on korkea.
10 Sellumassan saantoa ja laatua voidaan parantaa, jos sen valmistuksessa voidaan käyttää erilaisen sulfiditeetin omaavia keittolipeitä keiton eri vaiheissa. Perinteisesti keitossa käytettävän valkolipeän sulfiditeetti on 30-40 %. Parannetun tavan mukaan lipeitä, joilla on korkea sulfidi-15 teetti (esim. 60 %), käytetään keiton alkuvaiheissa, ja lipeitä, joilla on alhainen sulfiditeetti (esim. 20 %), keiton loppuvaiheissa. Edellä kuvatussa suoritusmuodossa, jossa reaktioseos lietetään veteen, saadaan soodakattilan tuhkasta valmistettua viherlipeää, jolla on korkea sulfidi-20 teetti ja jota näin ollen voidaan käyttää suoraan keiton alkuvaiheissa parantamaan keiton tulosta. Vaihtoehtoisesti em. viherlipeä voidaan sekoittaa osaan tavanomaisella tavalla valmistettua valkolipeää, jonka sulfiditeetti näin nousee. Erään vaihtoehdon mukaan pelkistetty tuhkaseos 25 voidaan liettää tavanomaisella tavalla valmistettuihin viherlipeään, valkolipeään tai heikkovalkolipeään ja näin säätää niiden sulfiditeettia.
Esillä oleva keksintö tarjoaa käyttökelpoisen menetelmän 30 käytettäväksi sellutehtaassa soodakattilan rikkikuorman pienentämiseksi sekä toivotun sulfiditeetin omaavan keitto-lipeän valmistamiseksi. Oheisessa kuviossa on esitetty miten keksinnön mukainen prosessi voidaan liittää massan valmistusprosessiin.
Kattilalaitokselta saatu Jentotuhka 1 sekoitetaan astiassa ?. tai vastaavassa h i. i 1 ipitoiser. jauheen kanssa, joka on peräisin se Ii utehtaa;ta tai muualta, kuten qraliittimurska.
li 35 7 96878
Jauheseosta sisältävä astia viedään sopivaan uuniin 3 tai vastaavaan, jossa seosta pidetään edullisesti 650-760 °C:ssa halutunlaisen sulfiditeetin vaatima aika. Uuni voi edullisesti olla läpimenouuni, johon jauheseosta sisältävät 5 astiat tuodaan kuljettimella ja poistetaan samalla tavalla. Soodakattilasta saatu käsiteltävä tuhka voidaan välivarastoida pelkistystuotteen valmistamiseksi tarvittavalla nopeudella.
10 Uunissa ollut seos jäähdytetään, lietetään veteen vaiheessa 4 ja siitä poistetaan vaiheessa 5 hiili esim. suodattamalla. Käytetty hiilijauhe voidaan pestä ja kuivata ja käyttää uudelleen uutta lentotuhkaerää varten. Saatu suodos on viherlipeä 6, joka voidaan käyttää halutulla tavalla massan 15 valmistuksessa 7. Viherlipeän sulfiditeetti voidaan saada erittäin korkeaksi (esim. 75-100 %), jolloin se voidaan käyttää sellaisenaan keittimessä. Vaihtoehtoisesti pelkistetty tuhka voidaan liettää sellutehtaan viherlipeään, heikkovalkolipeään tai valkolipeään niiden sulfiditeetin 20 säätämiseksi.
Esillä oleva keksintö tarjoaa edullisen tavan natriumsul-faatin pelkistyksen suorittamiseksi soodakattilan sijasta erillisessä prosessissa. Nyt on oivallettu, että lähes 25 puhdasta natriumsulfaattia, lentotuhkaa, voidaan yksinään käyttää hyväksi aikaansaamaan keittolipeitä, joilla on korkea sulfiditeetti, sekä keksitty tehokas menetelmä, miten tämä hyväksikäyttö voidaan toteuttaa. Näin voidaan myös välttää runsaan natriumsulfaatin soodakattilalle 30 aiheuttamat ongelmat, joita ilmenisi, jos lentotuhka jouduttaisiin käsittelemään siellä. Aikaisemmin ei ole oivallettu esillä olevan keksinnön mukaista yksinkertaista toteuttamistapaa yllä esitettyjen tarkoitusperien saavuttamiseksi .
35

Claims (12)

  1. 96878 S
  2. 1. Menetelmä jätelipeän polton savukaasujen lentotuhkan kä-5 sitteleraiseksi erillisessä prosessissa, jossa tuhkan sisältämä natriumsulfaatti pelkistetään hiilipitoisen aineen läsnäollessa, tunnettu siitä, että savukaasuista erotettu lentotuhka saatetaan kosketukseen jauhemaisen hiilen kanssa tuhkan nat-riumsulfaatin pelkistämiseksi pääasiallisesti natriumsulfidik-10 si lämpötilassa, joka on yli 600 °C ja alle mainittujen suolojen sulamislämpötilan, pelkistystuote lietetään veteen tai emäksiseen liuokseen sen sisältämien Suolojen liuottamiseksi, ja hiili erotetaan saadusta liuoksesta, joka otetaan talteen käytettäväksi massan valmistuksessa. 15
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila on 650-750 °C, edullisesti 690-740 °C.
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että hiili on peräisin mustalipeästä.
  5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiili kierrätetään takaisin prosessiin. ] 25 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely suoritetaan pelkistävässä tai inertissä atmosfäärissä .
  6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että pelkistävä atmosfääri saadaan aikaan käyttäen selluteh- : taan hajukaasuja.
  7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksinen liuos on valkolipeä, heikkovalkolipeä tai 35 viherlipeä.
  8. 8. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu II 96878 siitä, että saadun liuoksen sulfiditeetti määrätään säätämällä pelkistyslämpötilaa.
  9. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että saadulla liuoksella on tavanomaista korkeampi sulfidi- teetti ja se käytetään hyväksi aikaansaataessa sellu-loosakeittoon lipeävirtaa, jolla on korkea sulfiditeetti.
  10. 10. Menetelmä sulfiditeetiltaan korkean keittolipeän valmis-10 tamiseksi sulfaattikeittoa varten, missä menetelmässä jäte- lipeän polton savukaasujen lentotuhkaa käsitellään erillisessä prosessissa, jossa tuhkan sisältämä natriumsulfaatti pelkistetään hiilipitoisen aineen läsnäollessa, tunnettu siitä, että savukaasuista erotettua lentotuhkaa saatetaan kosketukseen 15 jauhemaisen hiilen kanssa tuhkan natriurasulfaatin pelkistämiseksi pääasiallisesti natriumsulfidiksi kiinteässä tilassa sellaisessa lämpötilassa, joka aikaansaa tarvittavan tehokkaan pelkistyksen, pelkistystuote lietetään veteen tai emäksiseen liuokseen sen sisältämien suolojen liuottamiseksi ja hiili 20 erotetaan liuoksesta, joka otetaan talteen lipeänä, jolla on korkea sulfiditeetti, käytettäväksi selluloosamassan valmistuksessa .
  11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ! 25 että lämpötila on 650-750 °C, edullisesti 690-740 °C.
  12. 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksinen liuos on valkolipeä, viherlipeä tai heikkoval-kolipeä. 30 96878
FI931398A 1993-03-29 1993-03-29 Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi FI96878C (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI931398A FI96878C (fi) 1993-03-29 1993-03-29 Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI931398A FI96878C (fi) 1993-03-29 1993-03-29 Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi
FI931398 1993-03-29

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI931398A0 FI931398A0 (fi) 1993-03-29
FI931398L FI931398L (fi) 1994-09-30
FI96878B FI96878B (fi) 1996-05-31
FI96878C true FI96878C (fi) 1996-09-10

Family

ID=8537644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI931398A FI96878C (fi) 1993-03-29 1993-03-29 Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI96878C (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI931398A0 (fi) 1993-03-29
FI931398L (fi) 1994-09-30
FI96878B (fi) 1996-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20020082458A1 (en) Thermal conversion of biomass to valuable fuels, chemical feedstocks and chemicals
US4391671A (en) Method of producing lime in a rotary kiln
US4507172A (en) Kraft pulping process
US8500954B2 (en) Method and apparatus for processing black liquor of pulp mill
US4303469A (en) Process and apparatus for recovery of spent pulping liquors
US3236589A (en) Method of working up cellulose waste liquor containing sodium and sulfur
US4135968A (en) Spent liquor treatment
CA2723416C (en) Method and equipment for treatment of black liquor at pulp mill
US4000264A (en) Method of recovering sodium hydroxide from sulfur free pulping or bleaching waste liquor by mixing ferric oxide with condensed waste liquor prior to burning
NL8503081A (nl) Werkwijze voor het verwijderen van gasvormige zwavelverbindingen, zoals zwaveldioxyde, uit de verbrandingsgassen van een oven.
FI96878C (fi) Menetelmä jätelipeän talteenottokattilan lentotuhkan käsittelemiseksi
US20050150440A1 (en) Method for combusting an organic waste concentrate containing alkali metal compounds under oxidative conditions
EP2496758B1 (en) Method and equipment for treatment of black liquor at pulp mill
CA2180116C (en) Lime sludge treatment process
US4606722A (en) Firing of lime sludge reburning kilns with a solid fuel
FI72156C (fi) Kausticeringsfoerfarande.
US3111377A (en) Treatment of sulfite spent liquor
RU1795992C (ru) Способ регенерации щелочных соединений из отработанного щелока сульфатной варки целлюлозы
JPH06341082A (ja) 硫酸ナトリウム及び/又は炭酸ナトリウム含有物質の処理方法
US2738270A (en) Process for utilizing the dry content of sulphite waste liquor
CA1171608A (en) Recovery process for kraft black liquor
CA2144827C (en) Method for adjusting the s/na ratio in a sulphate pulp mill
JPH10280290A (ja) 蒸解廃液燃焼溶融物の処理方法及びクラフトパルプの製造方法
FI73754C (fi) Foerfarande vid beredning av kok-kemikalier foer cellulosaframstaellning.
CA2164328C (en) Combustion of black liquor and processing of lime sludge in a recovery boiler