NO166733B - Fremgangsmaate for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, opploeste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium. - Google Patents

Fremgangsmaate for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, opploeste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium. Download PDF

Info

Publication number
NO166733B
NO166733B NO870254A NO870254A NO166733B NO 166733 B NO166733 B NO 166733B NO 870254 A NO870254 A NO 870254A NO 870254 A NO870254 A NO 870254A NO 166733 B NO166733 B NO 166733B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
sodium
potassium
cooled
temperature
Prior art date
Application number
NO870254A
Other languages
English (en)
Other versions
NO166733C (no
NO870254L (no
Inventor
Erkki Johannes Kiiskilae
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
Priority claimed from FI852033A external-priority patent/FI71541C/fi
Application filed by Ahlstroem Oy filed Critical Ahlstroem Oy
Publication of NO870254L publication Critical patent/NO870254L/no
Publication of NO166733B publication Critical patent/NO166733B/no
Publication of NO166733C publication Critical patent/NO166733C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D7/00Sublimation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D21C11/063Treatment of gas streams comprising solid matter, e.g. the ashes resulting from the combustion of black liquor
    • D21C11/066Separation of solid compounds from these gases; further treatment of recovered products
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/03Papermaking liquor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/06Temperature control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09Reaction techniques
    • Y10S423/10Plasma energized

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

Teknisk område:
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte
. for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske oppløste forbindelser, som inneholder natrium- og/eller kalium, hvorved materialet forgasses i en reaktor ved hjelp av en ekstern varmekilde ved en temperatur på fortrinnsvis over 1000°C og derved frembringer gass hvori natriumet og det eventuelle kalium foreligger i det vesent-
lige i en gasstilstand, hvoretter gassen avkjøles.
Teknikkens stand;
Når avlut fra tremassekoking som inneholder natrium-
eller kaliumsalter forbrennes for å utvinne varmeinnholdet i det organiske materiale oppløst under kokingen og kjemikali-
ene som befinner seg i avluten, begynner alkalimetallene å fordampe til en gassfase når temperaturen overskrider 1000°C;
dess mindre luftkoeffisienten er og dess høyere temperaturen er, dess sterkere blir fordampingen. Ved å tilføre den sterkt understøkiometriske forbrenning ytterligere varmeenergi ved forvarming med plasma, hjelpebrennstoff eller annen for-brenningsgass, er det teoretisk mulig å nå betingelser hvor f.eks. forbrenningen av svartlut fra sulfatkoking produserer gass med en temperatur som er over 1000°C, til og med 1500°C,
og som inneholder CO, CC^, 1^0 og H2S' oc? hvor alkalimetallene hovedsakelig foreligger i form av en ett-atom-gass. Dette er beskrevet i svensk patentsøknad nr. 8302245.9.
Søknaden beskriver også en fremgangsmåte for konden-sering av alkalisaltene til en smelte eller til en vandig oppløsning fra gassfasen ved avkjøling av den fremstilte gass ved forbrenningen, slik som beskrevet ovenfor, hvorved kokekjemikaliene utvinnes direkte som NaOH og Na^ S.
For å utvinne kokekjemikaliene direkte er det nødven-
dig å avkjøle gassen svært hurtig for å forhindre at den CC>2
som befinner seg i gassen, reagerer med NaOH eller Na20 slik at den dannes natriumcarbonat. Dersom natriumcarbonat dannes, går den fordel som metoden gir, dvs. den direkte produksjon av kokekjemikalier, f.eks. NaOH, tapt.
Ved konvensjonell avkjøling kondenseres NaOH/Na20/Na
på kjøleoverflaten i vedkommende smeltetemperaturområde og
danner et lag med en tykkelse som øker inntil overflatetem-peraturen når smeltepunktet. Det kondenserte materiale fjernes sakte fra kjøleoverflåtene, og gir smeiten en lang kontakttid med CC^ i gassen. Varmeoverføringen reduseres. Smeltelaget er korroderende og reduserer varmeutvekslings-kapasiteten, det forkorter også innretningens forventede varighet. Til slutt avkjøles gassen sakte og Na2CC>2-innholdet i smeiten øker med det resultat at det ikke lenger er en fordel å bruke smeiten direkte som et kokekjemikalium. Beskrivelse av oppfinnelse: Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en betydelig forbedring i forhold til det ovenfor nevnte. Avkjølingen av de fordampede alkalimetallforbindelser er kontrollert og hurtig slik at dannelsen av natriumcarbonat minimaliseres.
Det fremstilles ingen korroderende smeltekondensater.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at gassen fra forgassingsreaktoren avkjøles ved å bringe den i kontakt med en passende mengde avkjølte, resirkulerte,
faste partikler som separeres fra gassen for å redusere gasstemperaturen hurtig til under sublimeringstemperaturen til natrium- eller kaliumforbindelser.
Foreliggende oppfinnelse er særlig anvendbar for ut-vinningen av alkaliske kjemikalier fra avluten fra cellulosekoking.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir svært hurtig
og effektiv avkjøling av gassen. Når gassen er blandet med de små partiklene i sirkulerende lag som beveger seg hurtig, fordeles varmen hurtig jevnt mellom partiklene og gassen. Videre er det felles område til de avkjølte partikler blandet med den varme gasstrømmen svært stort, og gir derved et stort varmeutvekslingsområde som resulterer i svært hurtig avkjøling av gassen til under sublimeringstemperaturen. Generelt er av-kjølingshastigheten av størrelsesorden 500 - 1000°C/s eller mer.
Når avkjølingen utføres ved å blande kalde, avkjølte partikler utskilt fra gasstrømmen'med den varme gasstrøm for å redusere temperaturen til suspensjonen av gass og saltmateriale hurtig tilstrekkelig under sublimeringstemperaturen til de gassformige natrium- eller kaliumforbindelser, finner den ovenfor nevnte kondensasjon sted ved sublimering av natrium-. eller kaliumforbindelsene direkte som et fast lag på overflaten av partiklene. Samtidig avkjøles gassen forbi det kritiske temperaturområde (omtrent 500 - 1000°C) så hurtig at dannelsen av carbonat er praktisk talt umulig.
Ved å bringe gassen i kontakt med en større mengde partikler i omløp, oppnåes fordelen ved å avkjøle gassen hurtig til under temperaturen (500 - 1000°C) som er kinetisk for-delaktig for dannelsen av carbonat, videre avkjøles gassen hurtig til under sublimeringspunktet for det faste materiale, noe som er en fordel for driften av innretningen.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen muliggjør en kom-pakt innretning hvor avkjølingen av gassen kontrolleres uten dannelsen av smelte og hvor dannelsen av carbonat er mini-malisert.
Ved forgassing av avluten fra tremassekoking, f.eks. fra sulfatcellulosekoking, består partiklene som er i omløp, av sublimerte alkaliske forbindelser, hovedsakelig Na20/NaOH og Na2S.
For å oppnå likevekt, må en del av partiklene fjernes fra det avkjølende omløp. F.eks. fremstilles det en sterk NaOH-oppløsning som inneholder Na2S, ved oppløsning av de ovenfor nevnte partikler i vann, noe som kan brukes til å vaske ut de H2S som er tilbake i gassfasen. Alternativt kan gassen også behandles etter etterbrenningen, hvorved S02 fjernes fra gassen.
Kort beskrivelse av tegningene:
Oppfinnelsen er beskrevet nærmere nedenunder under hen-visning til tegningen som illustrerer skjematisk en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for utvinning av alkaliske kjemikalier .
Utførelsesform for oppfinnelsen:
I figuren innføres avluten fra en sulfatcellulosekoking gjennom et innløp 1 til et forgassingskammer 2 hvor avluten forgasses ved en temperatur som er over 1000°C ved hjelp av en ekstern varmekilde 3, som f.eks. en plasmagenerator. Før forgassingen er avluten fortrinnsvis blitt fordampet, eller f.eks. forstøvningstørket ved hjelp av en fremgangsmåte som
ikke er illustrert på figuren. Hjelpebrennstoff eller f.eks. oxygen kan innføres i forgassingskammeret gjennom et innløp 4. Forgassingen av sulfatavlut utføres ved et oxygenunder-skudd for å få svovelet til å danne hydrogensulfid og ikke svoveldioxyd. Dersom lut som ikke inneholder svovel forgasses, kan forgassingen utføres i et overskudd av luft.
Gassen som fremstilles ved forgassingen ledes til et sublimeringskammer 5 hvor gassen blandes med de avkjølte partiklene som er i omløp, og som er bragt til sublimeringskammeret gjennom ledning 6. Det natrium som befinner seg i avluten, som etter forgassingen foreligger hovedsakelig i form av en ett-atom-gass, sublimeres hurtig og sendes i fast form videre med gassen og de sirkulerende partikler til en varmeveksler 7. Natriumet sublimeres i det vesentlige til NaOH, Na.>0 og Na2S. Etter varmeveksleren separeres de faste partiklene fra gassen i en syklon 8. De faste partiklene som er separert fra gassen, transporteres gjennom røret 9 enten til ledningen 6 og tilbake til sublimeringskammeret, eller til en ledning 10 og derfra til et oppløsningskammer 11. Avkjølingen av gassen i sublimeringsfasen i kjøleren med sirkulerende lag kan kontrolleres ved å regulere mengden av partikler som resirkuleres gjennom ledning 6. Når alkali sublimeres på overflaten til partiklene, øker partiklenes størrelse og ved en på forhånd bestemt størrelse fjernes partiklene fra omløpet og inn i oppløsningskammeret.
I oppløsningskammeret oppløses NaOH og Na2S fra de fraskilte partikler i vann. Vannet bringes til kammeret gjennom et rør 12, en del av den vandige oppløsning som inneholder alkaliske kjemikalier overføres gjennom et rør 13 til kokeren for å brukes som et kokekjemikalium, og en del av vannoppløsningen ledes gjennom et rør 14 til en gassvasker 15.
Gassen som er fraskilt i syklonen, ledes gjennom en varmeveksler 16 til gassvaskeren 15 hvor svovelholdige forbindelser og det faste materiale som ikke ble fraskilt i syklonen, fjernes fra gassen. Den erholdte oppløsning til-settes gjennom et rør 17 til den vandige oppløsning som til-føres kokeren. Etter vasking etterbrennes gassen i et kammer 18. Luft eller oxygen tilføres gjennom en kanal 19. Etter dette ledes gassene gjennom varmevekslere 20 til et gassut-
løp 21.
I stedet for en syklon kan det brukes flere andre frem-gangsmåter for å fraskille partiklene, f.eks. et elektrisk filter som gir fordelene ved et lite trykkfall og høy separa-sjonshastighet om nødvendig.
De faste partiklene kan alternativt avkjøles i en separat innretning som er plassert etter syklonen, f.eks. ved hjelp av luft. I dette tilfelle trengs ikke varmeveksleren 7. Avkjøling av gassen kan kontrolleres ved å regulere strømnings-hastigheten til partiklene, eller ved å regulere temperaturen til partiklene ved hjelp av varmeveksleren J..
Eksempel
Et forsøk ble utført i en pilot plant innretning hvor alkaliske forbindelser, hovedsakelig kalium- og natriumklorider, ble utvunnet fra forbrenningsgassene fra en sementklinkerovn ved avkjøling av gassen i en kjøler med sirkulerende lag. Forbrenningsgassene som forlater ovnen ved en temperatur som
er over 1000°C, ble tilført sublimeringskammeret eller blande-fasen i en kjøler gjennom et rør på omtrent 2 meter. Strømnings-hastigheten i røret var omtrent 30 m/s. Temperaturen i gassen når den kom til blandingsfasen, var omtrent 860 - 880°C, og når den forlot blandingsfasen, omtrent 265 - 285°C. Avkjølings-hastigheten i forsøket var 2070 - 2425°C/s.
GassavkjølLngshastigheten og temperaturene i forskjel-lige faser var

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, oppløste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium hvor materialet forgasses i en reaktor ved hjelp av en ekstern varmekilde ved en temperatur på fortrinnsvis over 1000°C og derved frembringer gass hvor også natriumet og det eventuelle kalium hovedsakelig foreligger i en gassformig tilstand, hvoretter gassen avkjøles, ■ karakterisert ved at gassen avkjøles ved å bringe den i kontakt med en passende mengde avkjølte, resirkulerte, faste partikler som separeres fra gassen for å redusere temperaturen i gassen hurtig til under sublimeringstemperaturen til natrium- eller kaliumforbindelser.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 for utvinning av alkaliske kjemikalier fra avlut fra tremassekoking som inneholder opp-løste, organiske forbindelser og oppløste, uorganiske forbindelser inneholdende natrium eller natrium og kalium, hvor avluten forgasses i en reaktor og produserer gass som inneholder CO, C02 og H2S hvor natriumet og det eventuelle kalium fra avluten foreligger i form av en ett-atom-gass, idet gassen deretter avkjøles for å gi en fast blanding som inneholder hovedsakelig NaOH og Na2S som etter utvinning uten kaustisering brukes i cellulosekoking, karakterisert ved at gassen avkjøles i en kjøler med sirkulerende lag hvor gassen bringes i kontakt med en passende mengde avkjølte, resirkulerte, faste partikler som separeres fra gassen for å redusere temperaturen i gassen hurtig til under sublimeringstemperaturen til natrium-eller kaliumforbindelser.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at gassen avkjøles i en kjøler med sirkulerende lag til en temperatur under 300°C.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som ekstern varmekilde anvendes en plasmagenerator.
NO870254A 1985-05-22 1987-01-21 Fremgangsmaate for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, opploeste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium. NO166733C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI852033A FI71541C (fi) 1985-05-22 1985-05-22 Metod att tillvarataga alkalikemikalier ur en roekgas som innehaoller alkalimetallaongor.
PCT/FI1986/000049 WO1986007104A1 (en) 1985-05-22 1986-05-16 Method of recovering alkaline chemicals from flue gases containing alkaline metal vapor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO870254L NO870254L (no) 1987-01-21
NO166733B true NO166733B (no) 1991-05-21
NO166733C NO166733C (no) 1991-08-28

Family

ID=26157765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO870254A NO166733C (no) 1985-05-22 1987-01-21 Fremgangsmaate for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, opploeste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium.

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU580418B2 (no)
NO (1) NO166733C (no)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391880A (en) * 1978-01-18 1983-07-05 The Lummus Company Recovery of heat and vaporized material from a reaction effluent
SE448007B (sv) * 1983-04-21 1987-01-12 Skf Steel Eng Ab Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut
SE454188B (sv) * 1984-10-19 1988-04-11 Skf Steel Eng Ab Sett att atervinna kemikalier ur massaavlutar

Also Published As

Publication number Publication date
AU580418B2 (en) 1989-01-12
AU5816186A (en) 1986-12-24
NO166733C (no) 1991-08-28
NO870254L (no) 1987-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1443810A3 (ru) Способ получени химических веществ из отработанного щелока сульфатного производства целлюлозы
NO161451B (no) Fremgangsmaate for behandling av avlut fra en cellulosekokeprosess i en hvirvelskiktreaktor.
US4760650A (en) Method of drying particulate material
FI82727B (fi) Foerfarande foer foergasning av svartlut.
JPS62503110A (ja) 化学品とエネルギーの回収方法
US3236589A (en) Method of working up cellulose waste liquor containing sodium and sulfur
NO177813B (no) Rensing av prosessgass fra en delvis forbrenning av svartlut
JP6014256B2 (ja) パルプ化薬品の回収、及びパルプ化薬品中のカリウムと塩化物の濃度を低下する方法
EP0261116B1 (en) Method of recovering alkaline chemicals from flue gases containing alkaline metal vapor
US5174860A (en) Low temperature recovery of kraft black liquor
NO166733B (no) Fremgangsmaate for utvinning av alkaliske kjemikalier fra et materiale som inneholder uorganiske, opploeste forbindelser inneholdende natrium og/eller kalium.
FI80086C (fi) Kemikalieaotervinning ur massaavlutar.
NO134310B (no)
FI67732C (fi) Saett att aotervinna kemikalier fraon kloridhaltig groenlut
US3216788A (en) Flash evaporation of pulp liquor to eliminate calcium salts
NO118951B (no)
JPS62162606A (ja) アルカリ硫黄化合物の熱分解処理方法
FI85993C (fi) Foerfarande foer behandling av raosaopa
NO137652B (no) Fremgangsm}te for forkoksing av brukte massekokingsv{sker fra den alkaliske sulfittprosess
NO159108B (no) Fremgangsmaate ved gjenvinning av natriumkjemikalier fra groennlut og avgasser.
JPS6078214A (ja) 排液等の焼却・濃縮方法及び装置
NO762515L (no) Fremgangsm}te ved massekoking.
SE522393C2 (sv) Förfarande för behandling av avlutar