NO135531B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for brenning av

et viskøst, flytende brennstoff som består av svartlut. Fremgangs-måten er karakterisert ved at brennstoffet tilsettes et N,N-dimetylamid av en rettkjedet, umettet fettsyre med 18 karbonatomer i molekylet i en mengde som er tilstrekkelig til å øke forbrenningseffekten.

Svartlut, som er velkjent fra papirfremstilling ved den alkaliske kokeprosess, er kort sagt avluten fra kokerne pluss filtra-tet fra vaskeoperasjonen. Svartluten konsentreres først i en multip-peleffektinndamper, deretter i kaskade- eller cykloninndamper (direkte varmeoverføring), blir så ytterligere konsentrert ved tilsetning av en saltkakesammensetning og oppsamlet støv fra røkgass og samlekasser og endelig oppvarmet før brenning i ovnen. Uorganiske komponenter (natriumsalter) i den konsentrerte svartlut gjenvinnes under denne forbrenningsoperasjon som smeltet aske eller smelte for gjenanvendelse i kokeluten. Da alle disse operasjoner er velkjente for fagfolk, vil en beskrivelse derav ikke bli gjentatt her. For en detaljert beskrivelse av disse prosesser vises til "Tappi Mono-graph Series No. 32" redigert av Roy P. Whitney, "Chemical Recovery in Alkaline Pulping Processes", Mack Printing Co., Easton, Pennsyl-vania, 1968, spesielt kapitlene 2 og 3, hvilken referanse herved gjøres til en del av foreliggende beskrivelse.

Som hittil praktisert har imidlertid operasjoner omfattende konsentreringen (spesielt hvis det således produserte konsentrat har et høyt faststoffinnhold), kjemikaliegjenvinningen og brenningen av svartlut oppvist visse praktiske vanskeligheter. Når det for eksempel er gjort forsøk med en kaskade- eller cykloninndamper for å produsere svartlut med et faststoffinnhold på over 60 %, er resul-tatene generelt blitt en økning i kraftforbruket for rotasjon av rørelementene i inndamperen og ytterst alvorlig gjentetting av ovnsdysene. Fra inndamperen mates den tunge svartlut til ovnen eller forbrenningskammeret som muligens er den viktigste enkelt-del av utstyret i hele gjenvinningsenheten. Som et endelig mål burde denne enhet være istand til å utføre følgende funksjoner: 1. Dehydratisering av den konsentrerte svartlut og brenning .av de organiske komponenter deri med maksimal forbrenningseffekt, 2. Reduksjon av den del av kjemikaliene som er tilstede som natriumsulfat og andre natrium-svovel-oksygen-forbindelser til natriumsulfid, 3. Smelting av de uorganiske kjemikalier for kontinuerlig fjerning av dem i smeltet tilstand,

og

4. Kondisjonering av produktene fra forbrenningen for å redusere medrivning av kjemikalier som bevirker luftforurensning.

For oppnåelse av maksimal forbrenningseffekt i henhold til tidligere praksis har det vært nødvendig å innføre en svartlut med høyt faststoffinnhold i ovnen. Selv om denne fremgangsmåte har tendens til å øke forbrenningseffekten, har resultatene ikke vært helt tilfredsstillende. Eksempelvis er en svartlut med høyt faststoffinnhold meget viskøs. Når en slik lut slår an mot anslagsområdet av oscillatoren, faller den direkte ned i smelte-sonen og reduserer således forbrenningseffekten. Videre vil under disse betingelser den mengde partikkelformige bestanddeler som i form av støv og damp går til skorstenen, være høy. Med mindre det tas forholdsregler for gjenvinning av disse partikkel-formige bestanddeler, vil de passere gjennom skorstenen og ut i atmosfæren og ikke. bare bidra til luftforurensning, men også

representere et økonomisk tap.

To aksepterte metoder har vært foreslått for gjenvinning av disse partikkelformige bestanddeler. I den ene anvendes en elektrostatisk utfellingsanordning, og i den annen gjøres det bruk av en venturi-evaporatorskrubber. Selv om disse anordninger er mer eller mindre effektive, øker bruken av dem de totale operasjonsomkostninger og pålegger en ytterligere plikt på anleggsoperatøren.

Det er derfor et hovedformål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for brenning av konsentrert svartlut hvormed ulempene ved tidligere kjente fremgangs-måter fjernes.

Det er dessuten et annet formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en relativt billig og enkel fremgangsmåte hvormed mengden av partikkelformige bestanddeler som går over i skorstenen, reduseres.

Disse og andre formål og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse.

For gjennomføring av forannevnte og beslektede formål omfatter foreliggende oppfinnelse de i det følgende fullstendig beskrevne og i kravene angitte trekk, idet den følgende beskrivelse i detalj omhandler visse illustrerende utførelsesformer av oppfinnelsen, men dog bare noen få av de forskjellige måter hvori prinsippene ved oppfinnelsen kan anvendes.

Kort sagt er det funnet at tilsetning av en relativt liten mengde av N,N-dimetylamider av rettkjedede, umettede karboksylsyrer til svartlut før dens tilføring til kaskade- eller cyklo-inndamperen gjør det mulig å drive inndamperen slik at det fremstilles en svartlut som har et faststoffinnhold på over 60 % og som er fri for de ledsagende ulemper som man vanligvis støter på under inndampningen, hvorved ovnens forbrenningseffekt økes og luftforurensningen reduseres.

Det kunne forventes at tilsetningen av dimetylami-

der, som ovenfor angitt, til kokekjemikaliene som brukes ved fremstillingen av kjemisk masse fra treflis i de mengder som er angitt av S.J. Buckman med flere i U.S.-patent nr. 3 448 004, kunne gjennomføres gjennom hele massefremstillingsoperasjonen, inklusive kjemikaliegjenvinningsprosessen, for dermed å forbed-re effektiviteten av prosessen som omfatter brenning av konsentrert svartlut. Det er imidlertid funnet at disse forventede resultater ikke oppfylles. Uten å være bundet til noen teori om hvorvidt det foregående er riktig, antaes det at den riktige forklaring på dette resultat er tilnærmet som følger: Etter all sannsynlighet vil en del av dimetylamidene tilsatt som et koke-hjelpemiddel til kokekjemikaliene som brukes ved fremstillingen av kjemisk masse fra cellulosematerialer, bli ødelagt før av-slutningen av kokeprosessen. Endelig vil eventuelle dimetylamider som ikke er blitt Ødelagt på denne måte, i stor utstrekning bli fjernet sammen med såpen i såpeskummetanken.

Egnede N,N-dimetylamider av rettkjedede karboksylsyrer er slike som fremstilles fra karboksylsyrer inneholdende 18 karbonatomer. Syrene er dessuten karakterisert ved at de har minst en karbon-til-karbon-dobbeltbinding. Spesifikke syrer klas-sifisert innen denne kategori omfatter: olje-, linolen-, linol-og ricinusoljesyrer samt blandinger derav. N,N-dimetylamidene av de foregående syrer benevnes som henholdsvis N,N-dimetylolamid, N/N-dimetyllinolenamid, N,N-dimetyllinolamid og N,N-dimetylri-cinolamid. Egnet er også de blandede syrer som finnes i talg-, lakser-, mais-, bomullsfrø-, linfrø-, oliven-, jordnøtt-, raps-, safflor-, sesam- og soyabønneoljer. En blanding av karboksylsyrer spesielt egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse er den som er kommersielt tilgjengelig som talgoljefettsyrer under va-rebetegnelsen "Unitol ACD". En typisk analyse av dette produkt er som følger:

Dimetylamidene av disse talgoljefettsyrer vil i det følgende bli referert til som bare dimetylamid.

Når dimetylamidene brukes for å øke forbrenningseffekten og minske mengden av partikkelformig material som går over i skorstenen, kan disse amider tilsettes til cyklonen,

til venturiskrubberen eller fortrinnsvis til saltkakeblanderen.

I en annen side ved oppfinnelsen er det funnet at forbrenningseffekten av petroleumfyringsoljer, spesielt de tyngre kvaliteter derav, slik som når 5 og den enda tyngre nr. 7 eller "Bunker C", kan økes ved tilsetning av relativt små mengder av et dimetylamid som tidligere beskrevet, til fyringsoljen.

Med hensyn til mengden av dimetylamid som skal tilsettes til svartluten eller fyringsoljen, varierer passende mengder fra 10 til 500 ppm svartlut eller fyringsolje. Fortrinnsvis varierer den anvendte mengde fra 15 til 100 ppm svartlut eller fyringsolje.

For klarere å beskrive arten av oppfinnelsen vil det bli gitt følgende illustrerende eksempler.

Eksempel 1

I dette eksempel ble effekten av dimetylamid som et hjelpemiddel for brenning av svartlut med høyt faststoffinnhold bestemt ved å sammenlikne resultatene av en serie forsøk i nærvær av dimetylamid med en serie forsøk i fravær av denne forbindelse.

I fravær av dimetylamid var den spesielle fabrikk hvor disse forsøk ble utført, istand til å produsere et maksi-

mum på ca. 908 400 liter svartlut pr. dag. Ved slutten av 14 dager var det nødvendig å stoppe anlegget og fjerne avsetninger dannet på varmevekslerrørene i gjenvinningsinndamperen.

Etter at utstyret var rengjort, ble forsøkene gjentatt med unntagelse av at 25 deler dimetylamid pr. ppm deler svartlut ble tilsatt til svartluten i saltkakeblanderen. i denne serie forsøk hvor det ble brukt dimetylamid i prosessen, var det ikke bare mulig å øke kvantumet svartlut til 946 250 liter pr.

dag (4 % økning), men dessuten ble avsetning på varmeveksler-rørene hindret. Sistnevnte fremgår av den kjensgjerning at til tross for den økede mengde svartlut kunne anlegget drives i et tidsrom av 27 dager før det ble nødvendig å stoppe det for ren-<g>jøring.

I en annen fabrikk ble det produsert ca. 855 410 liter svartlut pr. dag i fravær av dimetylamid. Dessuten ble under disse betingelser sikten som strakk seg fra bunnen av saltkakeblanderen til toppen derav, gjentettet innen relativt kort tid, hvilket nødvendiggjorde periodevis rengjøring. Når dimetylamid ble brukt i en mengde av 25 ppm svartlut, ble produksjonen av svartlut øket til ca. 919 750 liter pr. dag og dessuten fore-kom det ingen gjentetting av sikten.

I en tredje fabrikk ble det produsert maksimum

19 680 liter svartlut med høyt faststoffinnhold pr. time når anlegget ble drevet i fravær av dimetylamid. Når dimetylamid ble tilsatt tii systemet i saltkakeblanderen i en mengde svarende til 25 ppm svartlut, var det mulig å øke svartlutproduksjonen til ca. 21 030 liter pr. time. Dette representerte en økning på 7,1 %.

i en fjerde fabrikk, etter fysisk rengjøring av dampkjelen i gjenvinningsovnen, var det mulig å produsere et maksimum av 18 320 liter svartlut med høyt faststoffinnhold pr. time i et tidsrom av 103 timer. Når dimetylamid ble tilsatt til svartluten i saltkakeblanderen i en mengde av 25 ppm svartlut og drevet kontinuerlig i et tidsrom av 94 timer,.var det mulig å drive med en mengde på 19 950 liter svartlut pr. time. Dette

representerte en økning på ca. 8,8 %.

I de fire fabrikker . var svartluten som strømmet fra saltkakeblanderen i fravær av dimetylamid meget viskøs, hvilket var et uheldig trekk på grunn av at det endelige resultat var ufullstendig forbrenning i ovnen. Det ble meget overras-kende funnet at tilsetningen av dimetylamid til denne lut i en mengde som varierte fra 10 til 500, fortrinnsvis 15 til 100, ppm svartlut, reduserte lutens viskositet, hvilket i stor utstrekning reduserte mange av de vanskeligheter som man støter på ved brenning av svartlut.

For å stadfeste observasjonen i laboratoriet ble viskositeten til svartlutprøvene inneholdende 68 % faste stoffer og varierende mengder dimetylamid bestemt ved hjelp av et Brookfield-viskosimeter ved 100°C drevet med en hastighet av 60 omdreininger pr. minutt. Forsøkene bg resultatene er angitt i tabell 2.

Eksempel 2

Forsøkene angitt i eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse av at N,N-dimetylamidene av de blandede syrer som finnes i. ricinus-, mais-, bomullsfrø-, linfrø-, oliven-, jord-nøtt- og soyabønne ol jer, ble brukt istendenfor N,N-dimetylamidene av talgoljefettsyrer. Resultatene ble lik dem som angitt i eksempel 1.

Det antaes også at én av grunnene til forbedring av forbrenningseffekten av petroleumfyringsoljer av de tyngre kvaliteter er at tilsetningen av dimetylamid til disse reduserer deres viskositet. Vanligvis må disse fyringsoljer som er meget viskøse, forvarmes før brenning. Det er imidlertid funnet at når dimetylamid tilsettes til disse brennstoffer i de angitte mengder, kan graden av nødvendig forvarming for effektiv forbrenning reduseres sterkt, og kan i noen tilfeller helt elimine-res.

Viskositeten av prøver av fyringsolje nr. 6 inneholdende varierende mengder dimetylamid ble bestemt ved hjelp av et Brookfield-viskosimeter ved 80°C og 60 opm. Forsøkene og resultatene er angitt i tabell 3.

Liknende forandringer i viskositeten av fyringsolje nr. 6 ble observert når dimetylamidene av de tidligere angitte fettsyrer ble brukt istedenfor dimetylamider.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for brenning av et viskøst, flytende brennstoff av svartlut, karakterisert ved at brennstoffet tilsettes et N,N-dimetylamid av en rettkjedet, umettet fettsyre med 18 karbonatomer i molekylet i en mengde som er tilstrekkelig til å øke forbrenningseffekten.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det viskøse brennstoff i form av svartlut med høyt faststoffinnhold tilsettes dimetylamidet i et punkt i svartlutgjen-vinningsanlegget før kaskade- eller cykloninndamperen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som rettkjedet fettsyre anvendes en blanding av rettkjedede karboksylsyrer inneholdende 18 karbonatomer og minst én karbon-til-karbon-dobbeltbinding, fortrinnsvis en blanding av syrer avledet fra tallolje.