RU2467113C2 - Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе и оборудование для его осуществления - Google Patents
Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе и оборудование для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467113C2 RU2467113C2 RU2010149882/12A RU2010149882A RU2467113C2 RU 2467113 C2 RU2467113 C2 RU 2467113C2 RU 2010149882/12 A RU2010149882/12 A RU 2010149882/12A RU 2010149882 A RU2010149882 A RU 2010149882A RU 2467113 C2 RU2467113 C2 RU 2467113C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrolyzer
- black liquor
- reactor
- lime kiln
- equipment according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 34
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 24
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 10
- 238000010411 cooking Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/04—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/06—Treatment 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
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
- D21C11/125—Decomposition of the pulp liquors in reducing atmosphere or in the absence of oxidants, i.e. gasification or pyrolysis
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/40—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу обработки черного щелока на древесно-массном заводе для извлечения химических веществ и использования их тепловой энергии и к оборудованию для его осуществления. Согласно изобретению черный щелок подвергают пиролизу в пиролизаторе (4), образующиеся газообразные компоненты направляют далее для использования, а твердые частицы смешивают с водой, при этом твердые частицы возвращают в печь (1) для обжига извести, а жидкость, содержащую гидроксид натрия, возвращают в процесс варки целлюлозы. Изобретение позволяет при одной проводке химических веществ возвращать тепловую энергию и извлекать химические вещества, использовать получившееся пиролизное масло, а также исключить проблемы, связанные с коррозией и загрязнением, имеющими место при использование обычных котлов для извлечения соды. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предпосылки к созданию изобретения
Изобретение относится к способу обработки черного щелока на древесно-массном заводе для извлечения химических веществ и использования их тепловой энергии. Кроме того, изобретение относится к оборудованию для обработки черного щелока на древесно-массном заводе для извлечения химических веществ и использования их тепловой энергии.
В процессе приготовления древесной массы сырьевой древесный материал, например щепу, обрабатывают посредством варки в химическом растворе, содержащем среди прочих веществ щелок. После варки волокнистую древесную массу, отделенную от древесного материала, отделяют от варочного раствора, в котором остаются различные компоненты древесного материала, например лигнин, растворяющийся во время варки. Смесь химических веществ, отделенную после варки, т.е. черный щелок, выпаривают на испарительной установке для получения горючего материала, содержащего как можно меньше воды. Содержание сухого вещества в материале из последней фазы испарительной установки, который обычно вводят в котел для извлечения соды для сжигания, может составлять до 85%.
Обычно черный щелок сжигают в котле для извлечения соды, в результате чего получают тепло, посредством чего нагревают и испаряют воду для получения энергии, а расплавы солей и химические вещества, остающиеся после варки, извлекают. Это решение представлено, например, в Финских патентах № 82494 и 91290. Предпринимались попытки замены котла для извлечения соды, например, процессом газификации черного щелока, но на практике коммерчески конкурентоспособное решение не было достигнуто.
В международной заявке WO 2004/005610 представлено решение, согласно которому черный щелок подвергают пиролизу, а углеродистые остатки, образующиеся в процессе пиролиза, газифицируют. Однако этот процесс сложен на практике и для его осуществления требуется отдельное дорогостоящее газифицирующее оборудование.
Краткое описание изобретения
Целью настоящего изобретения является создание способа обработки черного щелока и оборудования для его осуществления, где котел для извлечения соды может быть исключен из всего процесса и где способ является простым и готовым к осуществлению в основном на существующем оборудовании древесно-массного завода.
Способ согласно изобретению отличается тем, что:
- черный щелок вводят в пиролизатор, действующий по существу без использования кислорода;
- в пиролизатор вводят оксид кальция из печи для обжига извести;
- отделяют друг от друга газообразные компоненты и твердое вещество, образующиеся в пиролизаторе;
- передают отделенные газообразные компоненты для их дальнейшего использования; и
- добавляют воду в отделенное твердое вещество, посредством чего образуют водный раствор гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, а остаточное твердое вещество возвращают в печь для обжига извести.
Оборудование согласно изобретению отличается тем, что содержит:
- пиролизатор, в который вводят черный щелок и в котором черный щелок подвергают пиролизу по существу без использования кислорода, формируя газообразные компоненты и твердое вещество;
- средства для подачи оксида кальция из печи для обжига извести в пиролизатор;
- средства для отделения друг от друга газообразных компонентов и твердого вещества, образующихся в пиролизаторе;
- смесительный реактор, в котором отделенное твердое вещество смешивают с водой для получения водного раствора гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, и твердого вещества; и
- средства для возврата упомянутого твердого вещества в печь для обжига извести.
Основная идея изобретения заключается в том, что черный щелок подвергают пиролизу путем подачи черного щелока и оксида кальция в один пиролизатор, в котором черный щелок нагревают до соответствующей температуры по существу без кислорода таким образом, чтобы испаряемые вещества, содержащиеся в черном щелоке, перешли в газообразное состояние. Кроме того, основная идея изобретения заключается в том, что газообразные компоненты отделяют от твердого вещества и подают для использования, например, для получения электроэнергии, а твердое вещество смешивают с водой, посредством чего образуют гидроксид натрия в виде раствора и углерод, и карбонат кальция в твердом виде, которые повторно используют.
Еще одна основная идея изобретения заключается в том, что оксид кальция для осуществления процесса пиролиза получают, используя стандартную печь для обжига извести, например, печь для повторного обжига известкового шлама, колосниковую печь или другую пригодную печь, имеющуюся на древесно-массном заводе, и, соответственно, углерод и карбонат кальция могут быть возвращены в ту же самую печь. Согласно варианту осуществления изобретения в пиролизатор вводят инертный газ или газовую смесь. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения газообразные компоненты, образующиеся в пиролизаторе, передают для дополнительной обработки, например очистки и/или конденсации. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения оксид кальция подают в пиролизатор в таком горячем состоянии, что с его помощью нагревают черный щелок до температуры, требующейся для осуществления процесса пиролиза.
Способ согласно изобретению обладает преимуществом, заключающемся в том, что при одной проводке химических веществ возвращают тепловую энергию и извлекают химические вещества, а пиролизное масло, отделенное от газообразных компонентов посредством конденсации, можно использовать в качестве заменителя ископаемого топлива или, если это желательно, его можно дополнительно перерабатывать таким образом, чтобы оно служило топливом для транспортных средств. Дополнительным преимуществом является то, что, так как пиролиз является быстро протекающим процессом, образование газа доводят до максимума. Кроме того, так как температура, при которой происходит пиролиз, является низкой, то исключаются проблемы, связанные с коррозией и загрязнением, имеющими место при использовании обычных котлов для извлечения соды.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
на фиг. 1 - схематический вид аппарата для осуществления способа согласно изобретению;
на фиг. 2 - схематический вид другого аппарата для осуществления способа согласно изобретению.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 схематически изображено оборудование, пригодное для осуществления способа согласно изобретению. Оно содержит: печь 1 для обжига извести, которая обычно может быть печью для повторного обжига известкового шлама или другой пригодной печью, в которой обжигают известь до оксида кальция. В печь для обжига извести вводят карбонат кальция, который превращается в оксид кальция в печи для обжига извести. Кроме того, в печь для обжига извести можно подавать углерод, который сгорает, превращаясь в диоксид углерода. Тепло, требующееся для обжига извести, в основном получают благодаря сжиганию углерода, но в печь для обжига извести можно дополнительно подавать некоторые известные вещества 2: твердые вещества, жидкое или газообразное вспомогательное топливо, например нефтепродукты, газ или подобные вещества. Из печи для обжига извести топочные газы 3, образующиеся в ней, подают по существу известным способом для очистки и (не обязательно) для возврата тепла.
Из печи для обжига извести оксид кальция, образующийся в ней и обычно имеющий температуру от 200°C до 1000°C, подают в пиролизатор 4, в который также вводят черный щелок 5 и псевдоожиженную среду 6. Пиролизатор 4 может быть любым соответствующим реактором, например печью с псевдоожиженным слоем или подобным устройством.
Псевдоожиженый газ 6 является инертным газом или газовой смесью. Для этой цели можно использовать исключительно инертные газы, но значительно более экономически эффективно использовать, например, несконденсировавшиеся газы, о которых сказано ниже, или газы, содержащие прореагировавшие газы или газовые смеси, например моноксид углерода, диоксид углерода, азот, оксиды азота или пар. Кроме того, в качестве псевдоожиженного газа можно даже использовать топочные газы, из которых удалены твердые вещества, например топочные газы из печи для обжига извести.
В пиролизаторе 4 температура составляет от около 200°C до 1000°C, предпочтительно - от 400°C до 600°C. При подаче в пиролизатор 4 горячего оксида кальция при температуре от 200°C до 1000°C с его помощью нагревают черный щелок. Кроме того, при взаимодействии оксида кальция с водой, которую подают в пиролизатор, например, вместе с черным щелоком, генерируется больше тепла. В этом случае из материала, содержащегося в черном щелоке, в пиролизаторе получаются газообразные компоненты, которые вместе с твердым веществом подают в сепаратор 7, который может быть, например, обычным циклонным сепаратором. В сепараторе 7 твердые частицы отделяются от газообразных компонентов 7a, которые подают для дополнительной обработки или для использования как таковые, в газообразном состоянии, например, для изготовления топлива для транспортных средств или для использования в качестве вспомогательного топлива в печи для обжига извести. Альтернативно газы можно подавать в конденсатор 8. В конденсаторе из конденсирующихся газов получается масло 9, которое подают для использования в качестве топлива, например для производства электрической энергии, или его можно дополнительно перерабатывать таким образом, чтобы оно служило, например, топливом для транспортных средств. Это масло можно также использовать в качестве вспомогательного топлива в печи для обжига извести. Несконденсировавшиеся газы 10, в свою очередь, направляют далее либо для производства электрической энергии, либо для использования другим образом, и, по меньшей мере, часть из них можно повторно использовать в печи для обжига извести в качестве вспомогательного топлива или псевдоожиженного газа 6.
Отделенные твердые частицы подают в смесительный реактор 11, в который также подают воду 12. Вода и твердые частицы взаимодействуют друг с другом, в результате чего происходит следующая реакция:
C+Na2CO3+CaO+H2O->C+2NaOH+CaCO3 (1)
Из этого материала гидроксид натрия (NaOH) в жидком виде и другие материалы в жидком виде отделяют от твердых частиц и подают обратно в процесс варки целлюлозы. Соответственно, карбонат кальция (CaCO3) и углерод (C) подают обратно в печь для обжига извести, где карбонат кальция сжигают до оксида кальция, а углерод сжигают до диоксида углерода и в некоторой степени до моноксида углерода.
На фиг. 2 схематически изображен второй вид оборудования, применимого для осуществления способа согласно изобретению. Компоненты оборудования, соответствующие компонентам, представленным на фиг. 1, обозначены теми же номерами позиций, что и на фиг. 1, и они здесь не пояснены отдельно, за исключением случаев, когда это необходимо для понимания предмета, о котором идет речь. Решение, представленное на фиг. 2, отличается от решения, представленного на фиг. 1, тем, что используемая печь для обжига извести является колосниковой печью, в данном примере - печью с вращаемой колосниковой решеткой, а пиролизатор является вращаемой печью, которую нагревают с внешней стороны.
Печь для обжига извести является так называемой вращаемой колосниковой печью, в которую подают (в центр печи) карбонат кальция из смесительного реактора 11 и углерод. Печь этого вида очень подходит для сжигания влажного материала, например карбоната кальция, отделенного от воды и углерода (что используется на практике). Если необходимо, этот материал может быть дополнительно просушен отдельно в отдельной сушилке 14, расположенной между смесительным реактором 11 и печью 1 для обжига извести.
В этом случае пиролизатор 4 представляет собой трубообразную печь 4a, расположенную в основном горизонтально, которую можно также вращать относительно ее продольной оси. Черный щелок и оксид кальция предпочтительно вводят в слегка наклоненную трубообразную печь, в верхний ее конец, т.е. во впускной конец, и соответственно твердый материал выгружают из нижнего конца трубообразной печи, т.е. из выпускного конца, в смесительный реактор 11. Внутри печи может быть также расположен продольный смеситель или подающий шнек, с помощью которого можно продвигать твердое вещество с соответствующей скоростью вдоль печи. Газообразные компоненты, образующиеся в пиролизаторе 4, выводят из верхнего конца трубообразной печи 4a и подают для дополнительного использования или для обработки, как это описано со ссылкой на фиг. 1. В этом варианте осуществления не требуется специальный сепаратор для отделения твердых частиц и газов друг от друга, так как печь, действующая как пиролизатор 4, в то же время действует как средство для их разделения.
Топочные газы из печи 1 для обжига извести подают через отдельный канал 15 для нагрева пиролизатора 4. Вокруг трубообразной печи наиболее предпочтительно создать термоизоляционную систему каналов или пространство, через которые топочные газы из печи 1 для обжига извести проходят так, что топочные газы входят в пиролизатор 4 через выпускной конец трубообразной печи 4a и проходят затем вперед к впускному концу печи 4a, откуда топочные газы затем удаляют для обработки требуемым образом. Таким образом, в пиролизаторе имеет место противоточный нагрев, посредством чего черный щелок, подлежащий пиролизу, непрерывно нагревают при пропуске его через печь к выпускному концу. В канале 15 для топочного газа предпочтительно обеспечен, по меньшей мере, один выпускной канал 15a, около пиролизатора или в другом подходящем месте, для удаления и подачи оксида кальция и другого твердого вещества, выделяющего, например, топочные газы в пиролизаторе.
Вместо нагрева, осуществляемого с помощью топочных газов из печи для обжига извести, или дополнительно к этому пиролизатор можно нагревать с помощью горелок, в которых используют жидкое или газообразное топливо, путем подачи их горячих газообразных продуктов сгорания для нагрева пиролизатора.
При использовании отдельного внешнего нагрева пиролизатора температура оксида кальция, подлежащего подаче в него, может быть ниже, так как не требуется, чтобы оксид кальция мог нагревать черный щелок до температуры пиролиза, для этого имеется дополнительный нагрев. Таким образом, при подаче температура оксида кальция может составлять точно 200°C или более.
В случае если температура имеет тенденцию к чрезмерному повышению при работе пиролизатора 4 или если топочные газы выходят слишком горячими, то топочные газы можно охлаждать до их подачи для нагрева пиролизатора 4 с помощью по существу известных охлаждающих средств, например поверхностей теплоотдачи 16, в которых используют тепло топочных газов и используют где-либо еще в процессе.
Вместо нагрева топочными газами можно также использовать некоторые другие способы нагрева, с помощью которых температуру пиролизатора 4 можно доводить до температуры, пригодной для пиролиза, предпочтительно - от около 400°C до 600°C.
При использовании горизонтальной печи в качестве пиролизатора 4 не требуется отдельный псевдоожиженный газ.
Таким образом, для осуществления способа согласно изобретению не требуется обычный котел для извлечения соды, но извлечение химических веществ, имеющихся в черном щелоке, может быть осуществлено в основном посредством использования пиролизатора, размеры которого и инвестиционные расходы на который составляют только часть от размеров и инвестиционных расходов на котел для извлечения соды. Аналогичным образом, производственные расходы на пиролизатор относительно меньше производственных расходов на котел для извлечения соды. Кроме того, газ, образующийся в пиролизаторе, можно использовать или дополнительно перерабатывать для использования в качестве топлива для газовых турбин или дизельных электростанций и можно вырабатывать электрическую энергию и пар, требующиеся для осуществления процесса, значительно более эффективным способом, чем при использовании обычного котла для извлечения соды. Также, при использовании способа согласно изобретению можно исключить применение дорогостоящих газогенераторов, эксплуатация которых, по меньшей мере, до настоящего времени была достаточно сложной.
Используемая печь для обжига извести может быть любой печью, известной по существу, в которой известь можно сжигать от карбоната кальция до оксида кальция. Благоприятно, однако, использовать существующую печь для повторного обжига известкового шлама или колосниковую печь, известные по существу. Пиролизатором может быть любой реактор, пригодный для данной цели, но использование горизонтальных вращаемых цилиндрических печей предпочтительно, так как их работа и технические характеристики хорошо известны и хорошо управляемы. Смесительный реактор, в свою очередь, может быть любым пригодным смесительным реактором, в который можно подавать твердое вещество из сепаратора и воду, и из которого можно выводить раствор и твердое вещество соответствующим образом. После смесительного реактора также можно использовать отдельный сепаратор, с помощью которого можно отделять воду от твердого вещества. Если необходимо, то твердое вещество можно высушивать до подачи его в печь для обжига извести.
Изобретение описано выше и проиллюстрировано на чертежах только в виде примера и ни коем образом не ограничено этим описанием и чертежами, а объем изобретения определен прилагаемой формулой изобретения. Таким образом, отдельные особенности различных приведенных в качестве примеров вариантов осуществления могут быть также использованы требуемым образом в других вариантах осуществления.
Claims (32)
1. Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе для извлечения химических веществ и использования их тепловой энергии, заключающийся в том, что
в реактор вводят черный щелок,
в реактор вводят оксид кальция из печи для обжига извести,
отделяют друг от друга газообразные компоненты и твердое вещество, образующиеся в реакторе,
подают отделенные газообразные компоненты для их дальнейшего использования, и
добавляют воду в отделенное твердое вещество, посредством чего образуют водный раствор гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, а остаточное твердое вещество возвращают в печь для обжига извести, отличающийся тем, что
в качестве реактора используют пиролизатор, в котором обеспечивают, по существу, отсутствие кислорода, и нагревают реактор и черный щелок, используя тепло, сообщаемое пиролизатору оксидом кальция, подаваемым из печи для обжига извести, и тепло, генерируемое в реакторе в результате происходящих в нем химических взаимодействий,
в пиролизатор вводят оксид кальция при температуре от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С, и
пиролизатор нагревают, используя отдельный источник тепла.
в реактор вводят черный щелок,
в реактор вводят оксид кальция из печи для обжига извести,
отделяют друг от друга газообразные компоненты и твердое вещество, образующиеся в реакторе,
подают отделенные газообразные компоненты для их дальнейшего использования, и
добавляют воду в отделенное твердое вещество, посредством чего образуют водный раствор гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, а остаточное твердое вещество возвращают в печь для обжига извести, отличающийся тем, что
в качестве реактора используют пиролизатор, в котором обеспечивают, по существу, отсутствие кислорода, и нагревают реактор и черный щелок, используя тепло, сообщаемое пиролизатору оксидом кальция, подаваемым из печи для обжига извести, и тепло, генерируемое в реакторе в результате происходящих в нем химических взаимодействий,
в пиролизатор вводят оксид кальция при температуре от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С, и
пиролизатор нагревают, используя отдельный источник тепла.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразные компоненты и твердые частицы, образующиеся в пиролизаторе, подают в сепаратор для отделения их друг от друга.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пиролизатор подают инертный газ или газовую смесь, с которыми смешивают черный щелок.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в пиролизатор подают инертный газ или газовую смесь, с которыми смешивают черный щелок.
5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что газ или газовая смесь, подлежащие подаче в пиролизатор, по меньшей мере, частично состоят из остаточных газов, не сконденсировавшихся при конденсации газов, полученных из пиролизатора.
6. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что газ или газовая смесь, подлежащие подаче в пиролизатор, по меньшей мере, частично состоят из диоксида углерода или моноксида углерода.
7. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что газ или газовая смесь, подлежащие подаче в пиролизатор, по меньшей мере, частично состоят из азота или оксидов азота.
8. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что газ или газовая смесь, подлежащие подаче в пиролизатор, по меньшей мере, частично состоят из топочных газов.
9. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что температура в пиролизаторе составляет от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С.
10. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что пиролизатор нагревают, сообщая ему тепло с внешней стороны.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что пиролизатор нагревают, сообщая ему тепло с внешней стороны, используя топочные газы из печи для обжига извести.
12. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве пиролизатора используют, по существу, горизонтально расположенную цилиндрическую печь.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что цилиндрическую печь во время пиролиза вращают.
14. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве сепаратора используют циклон.
15. Способ по п.12, отличающийся тем, что горизонтальную цилиндрическую печь, действующую как пиролизатор, используют в качестве сепаратора.
16. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что печь для повторного обжига известкового шлама используют в качестве печи для обжига извести.
17. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что колосниковую печь используют в качестве печи для обжига извести.
18. Способ по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что газообразные компоненты, отделенные от сепаратора, конденсируют в конденсаторе, продуктом является масло, а газы, несконденсировавшиеся в конденсаторе, передают для повторного использования в печь для обжига извести или в другие процессы, где требуется топливо.
19. Оборудование для обработки черного щелока на древесно-массном заводе для извлечения химических веществ и использования их тепловой энергии, содержащее,
реактор, в который вводят черный щелок для образования газообразных компонентов и твердого вещества,
средства для введения в реактор оксида кальция из печи для обжига извести,
средства оборудования для отделения друг от друга газообразных компонентов и твердого вещества, образующихся в реакторе,
смесительный реактор, в котором отделенное твердое вещество смешивают с водой для получения водного раствора гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, и твердого вещества, и
средства для возврата упомянутого твердого вещества в печь для обжига извести,
отличающееся тем, что
реактор является пиролизатором, в котором обеспечивают, по существу, отсутствие кислорода и в котором черный щелок подвергают пиролизу,
реактор и черный щелок нагревают, используя тепло, сообщаемое пиролизатору оксидом кальция, подаваемым из печи для обжига извести, и тепло, генерируемое в пиролизаторе в результате происходящих в нем химических взаимодействий,
оборудование содержит отдельный источник тепла для нагрева пиролизатора, и
средства для подачи оксида кальция в пиролизатор при температуре от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С.
реактор, в который вводят черный щелок для образования газообразных компонентов и твердого вещества,
средства для введения в реактор оксида кальция из печи для обжига извести,
средства оборудования для отделения друг от друга газообразных компонентов и твердого вещества, образующихся в реакторе,
смесительный реактор, в котором отделенное твердое вещество смешивают с водой для получения водного раствора гидроксида натрия, который повторно вводят в процесс приготовления древесной массы, и твердого вещества, и
средства для возврата упомянутого твердого вещества в печь для обжига извести,
отличающееся тем, что
реактор является пиролизатором, в котором обеспечивают, по существу, отсутствие кислорода и в котором черный щелок подвергают пиролизу,
реактор и черный щелок нагревают, используя тепло, сообщаемое пиролизатору оксидом кальция, подаваемым из печи для обжига извести, и тепло, генерируемое в пиролизаторе в результате происходящих в нем химических взаимодействий,
оборудование содержит отдельный источник тепла для нагрева пиролизатора, и
средства для подачи оксида кальция в пиролизатор при температуре от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С.
20. Оборудование по п.19, отличающееся тем, что оно содержит средства для подачи инертного газа или газовой смеси в пиролизатор.
21. Оборудование по п.19, отличающееся тем, что оно содержит отдельный источник тепла, установленный для нагрева пиролизатора с внешней стороны.
22. Оборудование по п.20, отличающееся тем, что оно содержит отдельный источник тепла, установленный для нагрева пиролизатора с внешней стороны.
23. Оборудование по п.21 или 22, отличающееся тем, что топочные газы из печи для обжига извести используют в качестве отдельного источника тепла.
24. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что в качестве пиролизатора используют, по существу, горизонтально расположенную цилиндрическую печь.
25. Оборудование по п.24, отличающееся тем, что цилиндрическая печь установлена с возможностью вращения относительно ее продольной оси.
26. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что печь, действующая как пиролизатор, представляет собой средство для отделения друг от друга газообразных компонентов и твердых частиц, образующихся в пиролизаторе.
27. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что средство для отделения друг от друга газообразных компонентов и твердых частиц, образующихся в пиролизаторе, представляет собой сепаратор.
28. Оборудование по п.25, отличающееся тем, что сепаратор представляет собой циклон.
29. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что печь для обжига извести представляет собой печь для повторного обжига известкового шлама.
30. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что печь для обжига извести представляет собой колосниковую печь.
31. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что оно содержит конденсатор, в котором конденсируются газообразные компоненты, отделенные в сепараторе, при этом продуктами являются масло и несконденсировавшиеся газы, и средства для их подачи для повторного использования в печь для обжига извести или в другие процессы, где требуется топливо.
32. Оборудование по любому одному из пп.19-22, отличающееся тем, что температура в пиролизаторе составляет от 200°С до 1000°С, предпочтительно от 400°С до 600°С.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20085416A FI20085416L (fi) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Menetelmä ja laitteisto sellutehtaan mustalipeän käsittelemiseksi |
| FI20085416 | 2008-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010149882A RU2010149882A (ru) | 2012-06-20 |
| RU2467113C2 true RU2467113C2 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=39523071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010149882/12A RU2467113C2 (ru) | 2008-05-06 | 2009-05-05 | Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе и оборудование для его осуществления |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8821686B2 (ru) |
| EP (1) | EP2300661A4 (ru) |
| CN (1) | CN102046877A (ru) |
| BR (1) | BRPI0912190A2 (ru) |
| CA (1) | CA2723416C (ru) |
| FI (1) | FI20085416L (ru) |
| RU (1) | RU2467113C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009135999A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20096152A (fi) * | 2009-11-06 | 2011-05-23 | Metso Power Oy | Menetelmä ja laitteisto sellutehtaan mustalipeän käsittelemiseksi |
| WO2011138355A2 (de) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von zellstoff und wenigstens einem organischen flüssigen oder verflüssigbaren wertstoff mit abgasrückführung |
| FI126767B (en) * | 2012-11-16 | 2017-05-15 | Andritz Oy | Method for extracting the ash from a recovery boiler |
| EP3198075B1 (en) * | 2014-09-22 | 2018-12-26 | Huntsman International LLC | Process for treating black liquor |
| AU2015333547B2 (en) * | 2014-10-15 | 2020-03-05 | Canfor Pulp Ltd | Integrated kraft pulp mill and thermochemical conversion system |
| CN107265454A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-10-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种棉浆泊黒液资源化系统和方法 |
| EP3786356A1 (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-03 | Huntsman International LLC | A process for manufacturing an upgraded bio-oil from black liquor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU503539A3 (ru) * | 1969-06-03 | 1976-02-15 | Свенска Целлюлоза Актиеболагет (Фирма) | Способ регенерации отработанных сульфитных щелоков |
| SU1443810A3 (ru) * | 1983-04-21 | 1988-12-07 | Скф Стил Инджиниринг Аб (Фирма) | Способ получени химических веществ из отработанного щелока сульфатного производства целлюлозы |
| US4872950A (en) * | 1986-11-28 | 1989-10-10 | Andersson Alf Ove | Process for recovering energy and chemicals from spent liquor in pulp preparation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3226190A (en) * | 1961-09-05 | 1965-12-28 | Crown Zellerbach Corp | Recovery process for calcium-base sulfite spent liquor |
| SE448173B (sv) | 1985-06-03 | 1987-01-26 | Croon Inventor Ab | Forfarande for utvinning av kemikalier fran cellulosaavlut genom pyrolys |
| CA1324949C (en) * | 1988-12-22 | 1993-12-07 | C-I-L Inc. | Injection nozzle |
| US5490907A (en) * | 1989-01-23 | 1996-02-13 | Agglo Inc. | Method for treating sludges |
| FI91290C (fi) | 1991-02-14 | 1994-06-10 | Tampella Power Oy | Menetelmä ja laitteisto energian ja kemikaalien talteenottamiseksi sulfaattiselluprosessissa |
| US6123806A (en) * | 1998-07-16 | 2000-09-26 | Champion International Corporation | Process for kraft chemical recovery |
| GB0325578D0 (en) | 2003-11-03 | 2003-12-03 | Bioregional Minimills Uk Ltd | Method for treating black liquor |
| US20060201641A1 (en) | 2001-08-07 | 2006-09-14 | Bioregional Minimills (Uk) Limited | Methods for producing pulp and treating black liquor |
| US7465372B2 (en) * | 2002-07-04 | 2008-12-16 | Metso Power Oy | Method for treatment of spent liquor |
-
2008
- 2008-05-06 FI FI20085416A patent/FI20085416L/fi not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-05-05 BR BRPI0912190A patent/BRPI0912190A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-05-05 CA CA2723416A patent/CA2723416C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-05 RU RU2010149882/12A patent/RU2467113C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-05-05 CN CN2009801201081A patent/CN102046877A/zh active Pending
- 2009-05-05 US US12/990,869 patent/US8821686B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-05 WO PCT/FI2009/050362 patent/WO2009135999A1/en active Application Filing
- 2009-05-05 EP EP09742199A patent/EP2300661A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU503539A3 (ru) * | 1969-06-03 | 1976-02-15 | Свенска Целлюлоза Актиеболагет (Фирма) | Способ регенерации отработанных сульфитных щелоков |
| SU1443810A3 (ru) * | 1983-04-21 | 1988-12-07 | Скф Стил Инджиниринг Аб (Фирма) | Способ получени химических веществ из отработанного щелока сульфатного производства целлюлозы |
| US4872950A (en) * | 1986-11-28 | 1989-10-10 | Andersson Alf Ove | Process for recovering energy and chemicals from spent liquor in pulp preparation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20085416L (fi) | 2009-11-07 |
| EP2300661A4 (en) | 2011-10-05 |
| EP2300661A1 (en) | 2011-03-30 |
| FI20085416A0 (fi) | 2008-05-06 |
| WO2009135999A1 (en) | 2009-11-12 |
| RU2010149882A (ru) | 2012-06-20 |
| CA2723416A1 (en) | 2009-11-12 |
| BRPI0912190A2 (pt) | 2019-09-24 |
| CN102046877A (zh) | 2011-05-04 |
| CA2723416C (en) | 2013-04-09 |
| US20110120662A1 (en) | 2011-05-26 |
| US8821686B2 (en) | 2014-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2467113C2 (ru) | Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе и оборудование для его осуществления | |
| RU2546514C2 (ru) | Способ и установка для переработки черного щелока целлюлозного завода | |
| US4311670A (en) | Fluidized bed reactor system | |
| US4244779A (en) | Method of treating spent pulping liquor in a fluidized bed reactor | |
| WO2009105441A1 (en) | Method of manufacturing carbon-rich product and co-products | |
| JP2641874B2 (ja) | パルプ生成法におけるエネルギー及び薬品回収方法 | |
| US4930429A (en) | Apparatus and process for generating steam from wet fuel | |
| JP2011214559A (ja) | 低品位炭乾燥システム | |
| RU2553882C2 (ru) | Способ и устройство для обработки черного щелока целлюлозного производства | |
| US4439272A (en) | Pulp mill residual liquor recovery process | |
| EP0428564B1 (en) | Process and apparatus for generating steam | |
| BRPI0301313B1 (pt) | Processo para produzir energia em uma usina de polpa | |
| RU2005104102A (ru) | Способ и установка для получения тепловой и электрической энергии | |
| JP2004243286A (ja) | 有機性廃棄物の処理システムとその利用方法 | |
| SE529580C2 (sv) | Förfarande för utvinning och omvandlling av processvärme | |
| EA201900081A1 (ru) | Способ газификации угля для производства тепла и химических веществ | |
| EP1532313A1 (en) | Carbonizing of black liquor | |
| WO2005003449A1 (en) | Method of utilising unreacted carbon from black-liquor gasification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150506 |