RU2032011C1

RU2032011C1 - Process for treating black liquors resulting from production of sulfate cellulose

Info

Publication number: RU2032011C1
Authority: RU
Inventors: Н.Т. Скидин; Р.М. Мусаев; В.А. Смирнов
Original assignee: Научно-технический центр "Прогресс"
Priority date: 1991-09-16
Filing date: 1991-09-16
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: paper industry. SUBSTANCE: on obtaining green liquor, industrial soda is recovered therefrom and it is then adjusted till white liquor is formed. The adjustment is carried out by introducing an additional amount of sodium sulfide obtained by burning sodium sulfate. EFFECT: improved treatment process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству продукции целлюлозно-бумажной промышленности и может быть применено на большинстве действующих целлюлозно-бумажных и целлюлозно-картонажных комбинатах, использующих сульфатный метод производства целлюлозы. The invention relates to the production of pulp and paper industry and can be applied at most existing pulp and paper and pulp and paperboard mills using the sulfate method of pulp production.

Известен способ переработки черных щелоков производства сульфатной целлюлозы, состоящий из ряда операций: отделение сыросульфатного мыла и окисление щелока, выпаривание черного щелока, смешивание щелока с сульфатом натрия, сжигание смеси щелока с сульфатом натрия в топке содорегенерационного котла с получением плава, растворение плава и получение зеленого щелока, каустинация его, корректировка состава раствора до состава белых щелоков (1). A known method of processing black liquor for the production of sulfate cellulose, consisting of a number of operations: separation of raw sulfate soap and oxidation of liquor, evaporation of black liquor, mixing liquor with sodium sulfate, burning a mixture of liquor with sodium sulfate in the furnace of a soda recovery boiler to produce melt, dissolving the melt and obtaining green liquor, caustination of it, adjustment of the composition of the solution to the composition of white liquors (1).

Недостатками известного способа является большая себестоимость переработки черного щелока и ухудшение экологической обстановки, что обусловлено следующими причинами:
Основной компонент белого щелока - едкий натр получают каустизацией соды, что требует, в свою очередь, организации отдельного энерго- и трудоемкого процесса добычи извести и ее переработки, вывоза на отвал каустинизационного шлама.The disadvantages of this method is the high cost of processing black liquor and environmental degradation, due to the following reasons:
The main component of white liquor - caustic soda is obtained by causticizing soda, which, in turn, requires the organization of a separate energy and labor-intensive process of lime extraction and its processing, removal of causticization sludge to the dump.

Процесс требует дополнительно большого количества дефицитного продукта - соды или едкого натра. The process requires an additional large amount of scarce product - soda or caustic soda.

Недостаточно используется в производстве сульфат натрия. В настоящее время сульфат натрия является отходом многих химических и нефтеперерабатывающих производств. Not used enough in the production of sodium sulfate. Currently, sodium sulfate is a waste of many chemical and oil refineries.

Указанные отходы невозможно использовать, например, при производстве минеральных удобрений из-за содержания в них до 10-15% углеродных органических веществ, таких как продукты переработки муравьиной и пропионовой кислот, ароматических веществ и др. These wastes cannot be used, for example, in the production of mineral fertilizers because they contain up to 10-15% of carbon organic substances, such as processed products of formic and propionic acids, aromatic substances, etc.

Целью изобретения является снижение себестоимости переработки черных щелоков и улучшение экологической обстановки. The aim of the invention is to reduce the cost of processing black liquor and improve the environmental situation.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки черных щелоков производства сульфатной целлюлозы, включающем отделение сыросульфатного мыла и окисление щелока, выпаривание черного щелока, смешивание щелока с сульфатом натрия, сжигание его в топке содорегенерационного котла с получением плава, растворение плава и получение зеленого щелока, корректировку зеленого щелока до получения белого щелока, из состава зеленого щелока выделяют техническую соду (каустизацию зеленых щелоков не производят), а корректировку его проводят путем добавления дополнительного количества сульфида натрия, получаемого сжиганием сульфата натрия. This goal is achieved by the fact that in the known method of processing black liquor for the production of sulfate cellulose, including the separation of raw sulphate soap and oxidizing the liquor, evaporating the black liquor, mixing the liquor with sodium sulfate, burning it in the furnace of a soda recovery boiler to produce melt, dissolving the melt and producing green liquor adjustment of green liquor to obtain white liquor, technical soda is isolated from the composition of green liquor (caustization of green liquors is not performed), and its adjustment o carried out by adding an additional amount of sodium sulfide obtained by burning sodium sulfate.

На чертеже изображена технологическая схема осуществления способа. The drawing shows a process diagram of the method.

Технологическая схема осуществления способа переработки черных щелоков содержит котел 1 варки, установку 2 для промывки целлюлозы, баки 3 слабых черных щелоков, сборник 4 сыросульфатного мыла, установку 5 для окисления слабых черных щелоков, выпарной аппарат 6, смеситель 7, содорегенерационный котел 8, узел 9 растворения плава, линию 10 выделения технической соды, узел 11 корректировки состава и устройство 12 для сжигания сульфата натрия в мазуте. The technological scheme of the implementation of the method for processing black liquor contains a cooking boiler 1, a unit 2 for washing cellulose, tanks 3 for weak black liquors, a collection of 4 raw sulphate soap, a unit 5 for oxidizing weak black liquors, an evaporator 6, a mixer 7, a soda recovery boiler 8, unit 9 dissolution of the melt, line 10 for the allocation of technical soda, unit 11 for adjusting the composition and device 12 for burning sodium sulfate in fuel oil.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Слабый черный щелок, полученный после промывки целлюлозы в установке 2, поступает в баки 3 слабых черных щелоков (ЧШ). Здесь из них после отстаивания удаляют смолистые вещества в виде сульфатного мыла, которые собирают в сборнике 4. Затем черный щелок окисляют кислородом воздуха и установке 5 для окисления для уменьшения потерь серы с летучими органическими соединениями и с целью перевода серы из сульфидной формы в более стойкую тиосульфатную. Воду из черного щелока выпаривают в одну ступень на вакуум-выпарной установке 6 или в две ступени - вначале на вакуум-выпарной установке, а затем дымовыми газами после содорегенерационного котлоагрегата 8 (СРК) с целью экономии тепла. Упаренный черный щелок смешивают с порошкообразным сульфатом натрия в смесителе 7 и эту смесь с содержанием сухих веществ 62-65% подают в топку содорегенерационного котлоагрегата (8) типа "Тампелла". В процессе сжигания черных щелоков в топке СРК проходят многочисленные реакции, основными из которых является карбонизация свободной щелочи, пиролиз и коксование органической части, выжигание кокса и расплавление всех оставшихся минеральных солей. The weak black liquor obtained after washing the cellulose in unit 2 enters the tanks 3 of weak black liquor (BH). Here, after settling, the resinous substances in the form of sulfate soap are removed, which are collected in collection 4. Then the black liquor is oxidized with atmospheric oxygen and an oxidation unit 5 to reduce sulfur losses with volatile organic compounds and to convert sulfur from the sulfide form to a more stable thiosulfate . Water from black liquor is evaporated in one step in a vacuum evaporator 6 or in two stages - first in a vacuum evaporator and then with flue gases after a soda recovery boiler 8 (SRK) in order to save heat. One stripped off black liquor is mixed with powdered sodium sulfate in mixer 7 and this mixture with a solids content of 62-65% is fed into the furnace of a Tampella-type soda recovery boiler (8). In the process of black liquor burning, numerous reactions take place in the SRK furnace, the main of which are carbonization of free alkali, pyrolysis and coking of the organic part, burning of coke and melting of all remaining mineral salts.

Получаемый на полу топки СРК 8 плав (расплав минеральных солей) содержит смесь карбоната, сульфида, силиката, алюмината, хлорида и сульфата натрия. Водный раствор плава - зеленый щелок получают в растворителе 9. The melt (melt of mineral salts) obtained on the floor of the SRK 8 furnace contains a mixture of carbonate, sulfide, silicate, aluminate, chloride and sodium sulfate. An aqueous solution of melt - green liquor is obtained in solvent 9.

Зеленый щелок направляют на линию 10 выделения технической соды, при котором из состава выделяют соду Na₂CO₃, например, осаждением. При осаждении соды вместе с ней в осадок выпадает до 3-4% непрореагировавшего сульфата натрия Na₂SO₄. Такое процентное содержание сульфата по отношению к соде требуется в шихте для приготовления, например, профилитового стекла. Поэтому выделяемая при осаждении сода является ценным продуктом для предприятий стекольной промышленности.Green liquor is sent to line 10 for the extraction of technical soda, in which Na ₂ CO _{3 is} isolated from the composition, for example, by precipitation. When soda is precipitated together with it, up to 3-4% of unreacted sodium sulfate Na ₂ SO ₄ precipitates. Such a percentage of sulfate with respect to soda is required in the mixture for the preparation of, for example, profiled glass. Therefore, soda released during precipitation is a valuable product for glass industry enterprises.

После выделения технической соды оставшуюся часть зеленого щелока направляют в узел 11 корректировки. Часть сульфида натрия, оставшаяся в растворе, в присутствии воды превращается в едкий натр по формуле:

O

H

+

SH
В связи с аннулированием линии каустинизации и выделением из системы соды, а также в связи с потерями в системе полученной щелочи, ощущаются недостатки для доведения состава щелока до состава белых щелоков. Поэтому в схеме устанавливают дополнительное устройство 12 для сжигания сульфата натрия. Для этого используют специальную печь для сжигания сульфата натрия, например, в мазуте с образованием соды и сульфида натрия. Основные уравнения при сжигании описываются следующими уравнениями:

кДж/моль
При отклонении режимов протекания реакций от нормальных возможно протекание еще одной реакции:
Na₂SO₄ + 2CO

Na₂S + 2CO₂ - 235,9 кДж/моль
В лабораторных условиях было получено содержание соды в плаве 30-70 мас. % . Процент можно регулировать конструкцией печи, количеством подаваемого воздуха, расположением горелок и т. д. Дополнительным преимуществом использования сульфата натрия - отхода химических и нефтеперерабатывающих заводов является то, что сложные углеводородные компоненты, содержащиеся в нем (до 15 мас.%), способствуют процессу сгорания и экономят мазут.After separation of technical soda, the rest of the green liquor is sent to the correction unit 11. The part of sodium sulfide remaining in the solution, in the presence of water, turns into sodium hydroxide according to the formula:

O

H

+

SH
In connection with the cancellation of the caustinization line and the release of soda from the system, as well as in connection with the losses in the system of the obtained alkali, there are disadvantages for bringing the composition of the liquor to the composition of white liquors. Therefore, an additional device 12 for burning sodium sulfate is installed in the circuit. To do this, use a special furnace for burning sodium sulfate, for example, in fuel oil with the formation of soda and sodium sulfide. The basic equations for combustion are described by the following equations:

kJ / mol
If the reaction modes deviate from normal, another reaction may occur:
Na ₂ SO ₄ + 2CO

Na ₂ S + 2CO ₂ - 235.9 kJ / mol
In laboratory conditions, the content of soda in the melt was 30-70 wt. % The percentage can be controlled by the design of the furnace, the amount of air supplied, the location of the burners, etc. An additional advantage of using sodium sulfate - the waste of chemical and oil refineries is that the complex hydrocarbon components contained in it (up to 15 wt.%) Contribute to the combustion process and save fuel oil.

Плав соды и сульфида натрия, содержащий небольшое количество сульфата натрия, с температурой 1150-1200^оС растворяют в растворителе 9, а затем производят выделение соды аналогично описанному выше, а дополнительный сульфид натрия направляют в узел корректировки для доведения состава раствора до состава белых щелоков, который вновь направляют на варку целлюлозы.A soda and sodium sulfide melt, containing a small amount of sodium sulfate, with a temperature of 1150-1200 ^о С is dissolved in solvent 9, and then soda is separated as described above, and additional sodium sulfide is sent to the correction unit to adjust the composition of the solution to the composition of white liquors, which is again sent to pulping.

Реализация предлагаемого способа обеспечивает исключение из существующей технологии целой линии получения и переработки извести и вывоза шлама в отвалы, что резко уменьшает затраты на переработку и улучшает экологическую обстановку. The implementation of the proposed method provides the exclusion from the existing technology of a whole line for the production and processing of lime and the removal of sludge to dumps, which dramatically reduces the cost of processing and improves the environmental situation.

Кроме того, по предлагаемому способу отпадает необходимость в дополнительном количестве соды. Наоборот, ЦБК могут реализовать техническую соду для предприятий стекольной промышленности. Взамен в технологию вводится дополнительное количество сульфида натрия, получаемого из сульфата натрия, содержащего до 15% органики. In addition, the proposed method eliminates the need for additional soda. On the contrary, pulp and paper mills can implement technical soda for glass industry enterprises. Instead, an additional amount of sodium sulfide, obtained from sodium sulfate containing up to 15% organics, is introduced into the technology.

Вовлечение в производство дополнительного количества захороненных до сих пор отходов, кроме получения дополнительного количества технической соды, обеспечивает улучшение обстановки в регионах расположения химических и нефтеперерабатывающих заводов, выбрасывающих сульфат натрия как отход. Involvement in the production of an additional amount of waste buried so far, in addition to obtaining an additional amount of technical soda, provides an improvement in the situation in the regions where the chemical and oil refineries emit sodium sulfate as waste.

Claims

METHOD FOR PROCESSING BLACK ALKALI PRODUCING SULPHATE CELLULOSE, including separating crude sulfate soap and oxidizing liquor, evaporating black liquor, mixing it with sodium sulfate, burning black liquor in the furnace of a soda recovery boiler to produce melt, dissolving the melt and obtaining green liquor before adjusting white liquor, characterized in that technical soda is isolated from green liquor, and its adjustment is carried out by adding an additional amount of sodium sulfide Produced by combustion of sodium sulfate.