NO151124B - Fremgangsmaate til gjenvinning av magnesiumbisulfitt - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til gjenvinning av magnesiumbisulfitt fra avgasser fra en lutfor-brenningskjei, hvor absorpsjon av svoveldioksyd foregår i minst ett magnesiummonosulfittrinn og minst ett magnesiumbisulfittrinn.

Kjente fremgangsmåter til fremstilling av cellulose på magnesiumbasis inndeles kjemisk i to grupper:

a) Magnefitt-metode

Fra DE-off.skrift 1.933.647 er det kjent å fremstille svovel-forbindelser av avgasser fra kraftverk eller cellulosefabrikker, hvorved S02 først bindes til Mg og deretter frigjøres igjen ved varmeinnvirkning. Derved dannes det en gass med høyt SC^-innhold,

som er råstoffkilde for svovelforbindelsene som skal fremstilles.

Det fremgår ikke fra off.skriftet hvordan det kan fremstilles magnesiumbisulfitt på en slik måte at det i et mellomtrinn dannes mer magnesiumsulfitt enn det som er nødvendig for bisulfittfremstillingen. Overskuddet av sulfitt spaltes. Fremgangsmåten ifølge off.skriftet er således ikke egnet for en lukket syklisk prosess hvor SC^-innholdet i overskuddsproduktene er regulerbart og kan ledes bort gjennom et avløp.

Betrakter man totalkjemikaliene ser man at kjemikalieomløpet, som tilsvarer innholdet i tårnsyren, ved magnefittmetoden gjennom-snittlig er større enn ved den sure metode, slik at på basis av den sure metode (=100%) er det for MgO ca. 100% og for S ca. 40% høyere.

Dersom man ifølge begge fremgangsmåter vil oppnå samme råstofforbruk ved samme cellulosekvalitet, så betyr dette at tapsandelen ifølge magnefittmetoden må være mindre i samme grad som det økte kjemikalieomløp. Dette betyr en fordel for den sure metode. F.eks. gjelder følgende: for MgO: En gjenvinningsgrad ved den sure metode på 90% krever en gjenvinningsgrad ved magnefittmetoden på 95%, for S: En gjenvinningsgrad ved den sure metode på 90% krever en gjenvinningsgrad ved magnefittmetoden på 93%.

De kjente magnesiumbisulfittmetoder med kjemikaliegjen-vinning kan av svovelet, som utelukkende gjenvinnes via trykk-luten, i beste fall frembringe nesten ren, støkiometrisk bisulfittsyre, imidlertid ikke syre med oppløst svovel i form av S02.

Ifølge de kjente metoder kan det frembringes råsyrer hvori følgende prosentandeler svovel mangler, regnet av det støkio-metrisk bundete bisulfittiske svovel i tårnsyren: Magnefitt: ca. 4-5%, ved den sure metode: ca. 3-4%.

Omdannelsen av den 100 prosentige bisulfittsyre respektivt av det frie svovel i bisulfittsyren til tårnsyre foregår i det såkalte konsentrasjonstårn ved hjelp av S02~konsentratgass med minst 15 volumprosent S02 fra et svovelforbrenningsanlegg. Dette anlegg tilføres den svovelmengde som tilsvarer de totale tap i systemet. Denne konsentrering kan også utføres med flytende S02-Disse prosessteknisk betingete syredannelsesnødvendigheter bevirker at ifølge begge metoder er det nødvendig med minimum-svoveltap for fremstilling av den nødvendige syre. Disse material-tap er: for magnefitt: 3,5 - 4,5% av totalsvovelmengden i tårnsyren, og for den sure metode: 23 - 3 0% av totalsvovelmengden i tårnsyren (ved 100% virkningsgrad ved konsentreringen).

Ifølge bestående og ventede bestemmelser er disse belast-ninger på miljøet utelatelige, spesielt for den sure metode, særlig idet 30% av disse tap forlater anlegget som gassformig so2.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilføre til kokeriet ved fullstendig lukket kjemikaliekretsløp en kokesyre hvis andel av fysikalsk løst S02 kan velges.fritt.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes'ved at det ved absorpsjonen frembringes mer magnesiummonosulfitt enn det som er nødvendig for bisulfittfremstillingen, og at overskuddsmengden, som tilsvarer differansen mellom svovelmengden i tykkluten og det totale, sulfatisk og sulfittisk bundete svovel i tårnsyren, føres ut av magnesiumbisulfittomløpet i form av magnesiummonosulfitt. Særlig anvendes det uttatte magnesiummonosulfitt som råstoff for svovelsyrefremstilling. Fortrinnsvis spaltes det uttatte magnesiummonosulfitt under innvirkning av varme i svoveldioksyd og magnesiumoksyd, og det frembrakte svoveldioksyd løses i den rensete bisulfittløsning, mens magnesiumoksydet f.eks. til-bakeføres til monosulfittrinnet. Med fordel spaltes det uttatte magnesiummonosulfitt utelukkende ved termisk spalting uten tilsetningsstoffer i temperaturområdet mellom 500 og 900°C, hvorved fortrinnsvis spaltingen av magnesiummonosulfittet foregår ved hjelp av en del av den varme som frigjøres i lutforbrenningskjelen. Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen spaltes magnesiummonosulfitten i magnesiumoksyd og svoveldioksyd, og svoveldioksydet kondenseres. Særlig tørkes magnesiumonosulfitten før spaltingen, og spaltingen av magnesiummonosulfitten foregår ved indirekte oppvarming, fortrinnsvis i en gasstrøm, som hovedsakelig består av svoveldioksyd. Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen bringes en delstrøm av det frembrakte svoveldioksyd i berøring med magnesiumbisulfittløsningen, som er dannet i et absorpsjonstrinn i en venturiformet fallkanal i finblæret form, hvorved det foregår en oppløsning av svoveldioksydet. Fortrinnsvis bringes svoveldioksydet inn i det minste tverrsnitt av den venturiformete fallkanal gjennom fine kanaler, fortrinnsvis fine boringer.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser prosesskjerna for et monosulfittspaltings-anlegg. Fig. 2 viser et termisk koplingsskjema for et liknende anlegg.

I fig. 1 transporteres en vandig magnesiumsulfittsuspensjon fra et magnesiumbisulfittgjenvinningsanlegg til en sentrifuge 1 og konsentreres til et tørrstoffinnhold på over 70% og transporteres via en snekke 2 til en strømtørker 3. Vannet som fraskilles i sentrifugen 1 strømmer gjennom en ledning 13 tilbake i magnesiumbisulfittgjenvinningsanlegget. Det tørkete, krystal-linske magnesiummonosulfitt fraskilles i en sentrifugalkraft-separator 4, som er innkoplet etter strømtørkeren 3, og faller ned i en samlebeholder 5. Luften fra tørkeren innføres i magnesiumbisulf ittanlegget av sentrifugalseparatoren. Magnesiummonosulfitten tilføres via en møllehjulsluse 6 og en transportsnekke 7 til et termisk sulfittspaltingsanlegg 8, som blir drevet i et temperaturområde på fortrinnsvis 500 - 900°C. Ved disse tem-peraturer s<p>altes magnesiummonosulfitt i magnesiumoksyd og svoveldioksyd. Svoveldioksydet trykkes via en vifte 9 innad i en gasskjøler 10 hvor det avkjøles til ca. 65°C og føres inn i konsentreringstårnet for dannelse av fritt, oppløst svovel i form av SO^ i magnesiumbisulfittløsningen. Svoveldioksydet kan imidlertid også kondenseres. Magnesiumoksydet forlater spaltingsanlegget 8 via en falltrakt og en møllehjulsluke 11

og innføres i en hydratiseringsbeholder 12 hvor det oppslemmes i vann og pumpes i form av oppløst magnesiumhydroksyd inn i magnesiumbisulfittgjenvinningsanlegget som absorbens for svoveldioksydet .

I fig. 2 er den termiske spalting i spaltingsreaktoren 8 vist nærmere. Spaltingsreaktoren oppvarmes indirekte ved hjelp av brennkammeret 14 ved hjelp av oppvarmingsgass som er oppvarmet til ca. 900°C. Oppvarmingsgassen som strømmer ut av spaltingsreaktoren 8 og som er avkjølt til ca. 800°C avkjøles i en varmeutveksler 15 til ca. 600°C og innføres i en tørker 16 for magnesiummonosulf itten. Gassen forlater denne tørker ved ca. 400°C

og tilføres til slutt en ytterligere varmeutveksler 17 hvor den

o

avkjøles til ca. 300 C, som omtrent er lik avgasstemperaturen for en lutforbrenningskjel 26, og innføres i kjelens røkgass-ledning 18 foran et absorpsjonsanlegg 27.

Fra absorpsjonsanlegget 27 uttas en delstrøm av den frem-stilte, fuktige magnesiummonosulfitt og tilføres til tørkeren 16. Den tørkete magnesiumsulfitt bringes via en sluse 19 inn i sulfittspaltingsanlegget 8 hvor det opprettholdes en spaltings-temperatur på 800°C. Sulfittspaltingsanlegget 8 gjennomstrømmes av en varm, svoveldioksydholdig gassblanding, som når den strøm-mer ut inneholder vanndamp og MgO-støv, og som etter utstrømmingen fra sulfittspaltingsanlegget avkjøles til ca. 200°C i en regene-reringsvarmeutveksler 20, i en varmeutvekslersyklon 21 samt i en varmeutveksler 23, før den ved hjelp av en vifte 22 delvis gjennom en kondensator 25 tilføres til en konsentreringsanordning 24. I varméutvekslersyklonen 21 fraskilles MgO-støvet, som er dannet ved spaltingen, og tilføres igjen til absorpsjon sa n 1 e cj g et 27. Etter viften 22 tilbakeføres den overveiende del.,ay .SO.^-gass- .. blandin<g>en via varmeutvekslerne 20 og 15 igjen til ...sulf it.tspal;t-.; ..-, ingsanlegget som bærergass, hvorved de i varmeutvekslerne 20 og . 15 oppvarmes igjen nesten til spaltingstemperaturen.

For bedre varmeutnyttelse forvarmes brennstoffet og/el ler f orbrenningsluf ten i henholdsvis varmeutvekslersyklo.nen 21. og varmeutveksleren 17. Konsentreringsanordningen 24 består. hoved.-: sakelig av et venturirør som er anordnet i en lukket beholder.,. og svoveldioksydet innføres i rørets trangeste parti og løses opp i råsyren som føres i kretsløp. ,.

Ifølge oppfinnelsen er det mulig å foreta oppvarmingen, av spaltingsanlegget direkte eller indirekte i røkgasstrømmen fra lutforbrenningskjelen 26. Dessuten er det mulig, når det er........ nødvendig med senket behov for syre i bisulfittløsningen, å

ta ut en del av den i absorpsjonsanlegget frembrakte._MgS.Qg fra kjemikaliekretsløpet og f.eks. viderearbeide den til svovelsyre.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til gjenvinning av magnesiumbisulfitt fra-avgasser fra en lutforbrenningskjel, hvor absorpsjon av- svovel- ' ; dioksyd foregår i minst ett magnesiummonosulfittrinn og minst ett magnesiumbisulf ittrinn, karakteris e' :V----tv-'!;'; rv'-é~*d at det ved absorpsjonen frembringes mer magnesiummonosulf it-t enn det som er nødvendig for bisulfittfremstillingériv :og'at' overskuddsmengden, som tilsvarer differansen mellom svovelmengden i tykkluten og det totale, sulfatisk og sulf itrtrsk-'""j : bundete svovel i tårnsyren, føres ut av magnesiumbisulfitt- ! - omløpet i form av magnesiummonosulf itt. -v» "-ni r !

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, kara k t e r • -'-^ isert ved at det utførte magnesiummonosulf itt anvéhdes<:l>° som råstoff for svovelsyrefremstilling.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, k a r a k t é r "J <f>' isert ved at det uttatte rnagnesiummonosulfltt spal tes': :i under innvirkning av varme i svoveldioksyd og magnesiumoksyd, og at det frembrakte svoveldioksyd løses i den rensete bisul-fittløsning, mens magnesiumoksydet f.eks. tilbakeføres til monosulfittrinnet.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert ved at den uttatte magnesiummonosulfitt spaltes utelukkende ved termisk spalting uten tilsetningsstoffer i temperaturområdet mellom 500 og 900°C.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at spaltingen av magnesiummonosulfitten foregår ved hjelp av en del av den varme som frigjøres i lut-forbrenningskj elen.

6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert ved at magnesiumsulfitten spaltes i magnesiumoksyd og svoveldioksyd, og at svoveldioksydet kondenseres.

7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at magnesiumsulfitten tørkes før spaltingen.

8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at spaltingen av magnesiummonosulfitten foregår ved indirekte oppvarming.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at spaltingen av magnesiummonosulfitten foregår i en gasstrøm som hovedsakelig består av svoveldioksyd.

10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert ved at en delstrøm av det frembrakte svoveldioksyd bringes i berøring med magnesiumsulfittløsningen, som er dannet i et absorpsjonstrinn, i en venturiformet fallkanal i finblæret form, hvorved det foregår en oppløsning av svoveldioksydet .

11. Fremgangsmåte i samsvar med krav 10, karakterisert ved at svoveldioksydet bringes inn i det minste tverrsnitt av den venturiformete fallkanal gjennom fine kanaler, fortrinnsvis fine boringer.