RU2617569C2 - Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production - Google Patents
Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617569C2 RU2617569C2 RU2014108629A RU2014108629A RU2617569C2 RU 2617569 C2 RU2617569 C2 RU 2617569C2 RU 2014108629 A RU2014108629 A RU 2014108629A RU 2014108629 A RU2014108629 A RU 2014108629A RU 2617569 C2 RU2617569 C2 RU 2617569C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- black liquor
- production
- acid
- solid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сульфатного производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации натриевых солей из раствора черного щелока.The invention relates to the field of sulfate production of cellulose and can be used for the regeneration of sodium salts from a solution of black liquor.
Известен способ регенерации щелочей из черного щелока в содорегенерационном котле (СРК) - см. Непенин Ю.Н. «Производство сульфатной целлюлозы», т.2. - М.: Лесная промышленность, 1990, с.372-397. По данному способу черный щелок концентрируют до 70-80% абсолютно сухих веществ (а.с.в.). Под абсолютно сухими веществами понимают смесь органических и минеральных соединений (65-70% органических веществ и 30-35% минеральных). Укрепленный раствор сжигают в СРК с получением в остатке плава солей сульфидов и карбонатов натрия.A known method of regeneration of alkalis from black liquor in a soda recovery boiler (IBS) - see Nepenin Yu.N. “Production of sulfate cellulose”, t.2. - M .: Forest industry, 1990, p. 372-397. According to this method, black liquor is concentrated to 70-80% of absolutely dry substances (a.s.w.). Absolutely dry substances mean a mixture of organic and mineral compounds (65-70% of organic substances and 30-35% of minerals). The fortified solution is burned in the IBS to produce sodium sulfides and sodium carbonates in the remainder of the melt.
К недостаткам описываемого способа следует отнести:The disadvantages of the described method include:
1. Большую энергоемкость и экологическую опасность процессов в СРК, декарбонизации известняка и выпаривания растворов черного щелока.1. The high energy intensity and environmental hazard of processes in the IBS, the decarbonization of limestone and the evaporation of solutions of black liquor.
2. Большое количество технологических переделов процесса переработки черного щелока: выпаривание, сжигание раствора черного щелока в СРК, декарбонизация известняка, каустизация содового раствора, характеризующихся высокими капитальными и эксплуатационными затратами.2. A large number of technological stages of the process of processing black liquor: evaporation, burning of a solution of black liquor in the SRK, decarbonization of limestone, caustization of soda solution, characterized by high capital and operating costs.
Высокая энергоемкость процессов в СРК определяется следующими факторами:The high energy intensity of processes in the IBS is determined by the following factors:
- большой расход топлива (органических соединений в основном в виде лигнина и других его форм) при удалении влаги из черного щелока в СРК;- high fuel consumption (organic compounds mainly in the form of lignin and its other forms) when moisture is removed from black liquor in IBS;
- перерасход топлива в СРК, обусловленный необходимостью восстановления сульфатов натрия до сульфидов. При этом лишь 30% сульфида натрия к восстановленному в СРК используется в процессе варки технологической щепы- см. Новикова А.И. «Производство волокнистых полуфарикатов»: Учебное пособие. - 2-е изд. / СПбГТУРП. СПб., 2006, с.32. Остальную часть окисляют до тиосульфатов воздухом, вводя специальный технологический передел;- excessive consumption of fuel in the IBS, due to the need to restore sodium sulfates to sulfides. At the same time, only 30% of sodium sulfide to that recovered in IBS is used in the process of cooking technological chips - see Novikova A.I. “Production of fibrous semi-finished products”: Textbook. - 2nd ed. / SPbGTURP. SPb., 2006, p. 32. The remainder is oxidized to thiosulfates by air, introducing a special technological redistribution;
- высокая (250-280°С) температура дымовых газов, отводимых в окружающую среду из-за высокой температуры точки росы.- high (250-280 ° C) temperature of the flue gases discharged into the environment due to the high temperature of the dew point.
Энергоемкость процесса декарбонизации известняка определяется следующими факторами:The energy intensity of the process of decarbonization of limestone is determined by the following factors:
- расход топлива на упаривание воды при сушке и декарбонизации известкового шлама в барабанных обжиговых печах;- fuel consumption for evaporation of water during drying and decarbonization of lime sludge in drum kilns;
- низкая регенерация теплоты дымовых газов и прокаленной извести.- low heat recovery of flue gases and calcined lime.
Экологическая опасность процесса в СРК обусловливается следующими основными причинами:The environmental hazard of the process in IBS is due to the following main reasons:
- дымовые газы содержат большое количество водяных паров и серосодержащих соединений, приводящих при охлаждении к получению серной кислоты;- flue gases contain a large amount of water vapor and sulfur-containing compounds, which upon cooling produce sulfuric acid;
- большой унос технологической пыли;- large ablation of process dust;
- при охлаждении плава минеральных солей раствором белого или зеленого щелока могут образовываться взрывы.- when cooling the melt of mineral salts with a solution of white or green liquor, explosions can form.
Причинами экологической опасности процесса декарбонизации известняка являются:The causes of the environmental hazard of limestone decarbonization are:
- большой унос технологической пыли в количестве 5-15% в окружающую среду - см. Миловидова А.А., Севастьянова Ю.В., Комарова Г.В. и др. «Регенерация химикатов в производстве сульфатной целлюлозы (каустизация и регенерация извести)». Учебное пособие. Архангельск, 2010, с.75, 134.;- large ablation of technological dust in the amount of 5-15% to the environment - see Milovidova A.A., Sevastyanova Yu.V., Komarova G.V. et al. “Chemical regeneration in the production of sulphate pulp (causticization and lime regeneration)”. Tutorial. Arkhangelsk, 2010, p. 75, 134 .;
- отвод дымовых высокотемпературных (200°С) газов с высоким влагосодержанием и прокаленной запыленной известью (150°С) отводятся в окружающую среду - см. Миловидова А.А., Севастьянова Ю.В., Комарова Г.В. и др. «Регенерация химикатов в производстве сульфатной целлюлозы (каустизация и регенерация извести)». Учебное пособие. Архангельск, 2010, с.75, 134.- the removal of flue high-temperature (200 ° С) gases with high moisture content and calcined dusty lime (150 ° С) is discharged into the environment - see Milovidova A.A., Sevastyanova Yu.V., Komarova G.V. et al. “Chemical regeneration in the production of sulphate pulp (causticization and lime regeneration)”. Tutorial. Arkhangelsk, 2010, p. 75, 134.
Известен гидрохимический способ регенерации натриевых щелочей - см. патент №2415984 от 10 апреля 2011 года, по которому раствор черного щелока подвергают карбонизации путем его обработки дымовыми газами печей декарбонизации с получением суспензии лигнина. После разделения суспензии лигнин направляют на переработку до получения товарного продукта, а маточный раствор лигнина направляют на выпаривание с кристаллизацией натриевых солей. После выпаривания полученную суспензию разделяют на содосульфатную смесь и маточный раствор содосульфатной смеси. Твердый продукт направляют на частичное восстановление сульфата до сульфида натрия, после чего смешивают с маточным раствором содосульфатной смеси и направляют на каустизацию. Раствор после каустизации корректируют по щелочам. Полученный оборотный раствор используют для варки технологической щепы.Known hydrochemical method of regeneration of sodium alkali - see patent No. 2415984 dated April 10, 2011, according to which a solution of black liquor is subjected to carbonization by treatment with flue gases of decarbonization furnaces to obtain a lignin suspension. After separation of the suspension, lignin is sent for processing to obtain a marketable product, and the mother liquor of lignin is sent for evaporation with crystallization of sodium salts. After evaporation, the resulting suspension is separated into a soda-sulfate mixture and a mother liquor of a soda-sulfate mixture. The solid product is sent for partial reduction of sulfate to sodium sulfide, after which it is mixed with the mother liquor of the soda-sulfate mixture and sent for caustization. The solution after caustization is adjusted for alkalis. The resulting working solution is used for cooking chips.
В этом способе удается вывести из технологической цепи аппаратов СРК. Однако остальные недостатки, присущие классическому способу переработки черных щелоков, остаются: процесс обжига известняка, каустизация, большие капитальные и эксплуатационные расходы.In this method, it is possible to deduce from the technological circuit of the IBS devices. However, the remaining disadvantages inherent in the classical method of processing black liquor remain: the process of calcining limestone, causticization, high capital and operating costs.
В качестве прототипа выбран способ выделения лигнина из части (10%) от общего потока черного щелока путем его обработки серной кислотой с образованием суспензии лигнина - см. - В.А. Демин. «Химия и технология сульфатных щелоков». Учебное пособие, Сыктывкар, СЛИ, 2013, с.96. После разделения суспензии лигнин перерабатывают на товарный продукт, а маточный раствор лигнина смешивают с основным потоком черного щелока, который перерабатывается по традиционной технологии.As a prototype, a method was selected for isolating lignin from a portion (10%) of the total black liquor stream by treating it with sulfuric acid to form a lignin suspension - see - V.A. Demin. "Chemistry and technology of sulfate liquors." Textbook, Syktyvkar, SLI, 2013, p. 96. After separation of the suspension, lignin is processed into a commercial product, and the mother liquor of lignin is mixed with the main stream of black liquor, which is processed according to traditional technology.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков в процессе регенерации химикатов черного щелока.The aim of the invention is to remedy these disadvantages in the process of regeneration of black liquor chemicals.
Техническим результатом изобретения является исключение энергетических и эксплуатационных затрат в процессах сжигания черного щелока в СРК, обжига известняка, каустизации содового раствора, повышение эксплуатационной надежности оборудования и устранение экологической опасности этих процессов путем их вывода из технологической цепи аппаратов.The technical result of the invention is the elimination of energy and operating costs in the processes of burning black liquor in the IBS, calcining limestone, causticizing the soda solution, increasing the operational reliability of the equipment and eliminating the environmental hazards of these processes by removing them from the technological circuit of the apparatus.
Технический результат достигается способом, включающим обработку черного щелока серной кислотой до pH>1-5, получение суспензии органических соединений, разделение твердой и жидкой фаз с переработкой твердой фазы в товарный продукт, отличающийся тем, что черный щелок после выделения органических соединений обрабатывают солями щелочных металлов до pH>7 и выпаривают до 100-500 г Н2О/100 г сухих солей с кристаллизацией этих солей из раствора; при этом полученную суспензию разделяют: твердый продукт направляют на переработку в товарный продукт, а оборотный раствор после корректировки - на варку технологической щепы.The technical result is achieved by a method comprising treating black liquor with sulfuric acid to a pH> 1-5, obtaining a suspension of organic compounds, separating the solid and liquid phases with processing the solid phase into a commercial product, characterized in that the black liquor after isolation of organic compounds is treated with alkali metal salts to pH> 7 and evaporated to 100-500 g of H 2 O / 100 g of dry salts with crystallization of these salts from solution; while the resulting suspension is divided: the solid product is sent for processing into a marketable product, and the circulating solution after adjustment is sent to the cooking chips.
На чертеже представлена упрощенная принципиальная схема предлагаемого способа и пример его реализации.The drawing shows a simplified schematic diagram of the proposed method and an example of its implementation.
Раствор черного щелока после варки технологической щепы поступает в мешалку (1), где его обрабатывают раствором серной кислоты до pH=3. На этой стадии проходят реакции расщепления органических соединений, связанных со щелочью, и их выпадения в осадок. Кроме того, проходят химические реакции взаимодействия каустической щелочи и серной кислоты с образованием сульфатов. В полученной суспензии содержится до 90% от общей массы лигнина, содержащегося в растворе. Суспензия отфильтровывается на фильтре (2). Твердую фазу лигнина направляют на переработку в товарный продукт. Маточный раствор лигнина поступает в реактор (3). В реакторе раствор нейтрализуют едким кали (КОН) до pH>7, обеспечивающим эффективное последующее выпаривание раствора. Полученный раствор выпаривают до концентрации 150 г Н2О/100 г сухих солей в многоступенчатой выпарной установке (4). Это соотношение определяется технологическими возможностями выпаривания раствора в присутствии большого количества твердой фазы в продукционном корпусе выпарного аппарата. Полученную суспензию разделяют на фильтре (5): твердый продукт сульфата калия направляют на дальнейшую переработку в товарный продукт, а маточный раствор сульфата калия корректируют щелочными металлами - Na2O, Na2S, Na2SO4 (при необходимости) и разбавляют промывной водой. В откорректированном растворе концентрация активной щелочи в ед. Na2O составляет 100 г/л при сульфидности 30%. Полученный в мешалке для корректировки раствора (6) оборотный раствор направляют на варку технологической щепы.The solution of black liquor after cooking technological chips enters the mixer (1), where it is treated with a solution of sulfuric acid to pH = 3. At this stage, the reactions of the decomposition of organic compounds associated with alkali, and their precipitation. In addition, chemical reactions of the interaction of caustic alkali and sulfuric acid with the formation of sulfates take place. In the resulting suspension contains up to 90% of the total mass of lignin contained in the solution. The suspension is filtered on the filter (2). The solid phase of lignin is sent for processing into a marketable product. The mother liquor of lignin enters the reactor (3). In the reactor, the solution is neutralized with potassium hydroxide (KOH) to a pH> 7, which ensures effective subsequent evaporation of the solution. The resulting solution was evaporated to a concentration of 150 g of H 2 O / 100 g of dry salts in a multi-stage evaporator (4). This ratio is determined by the technological capabilities of the evaporation of the solution in the presence of a large amount of solid phase in the production housing of the evaporator. The resulting suspension is separated on the filter (5): the solid potassium sulfate product is sent for further processing into a commercial product, and the mother liquor of potassium sulfate is adjusted with alkali metals - Na 2 O, Na 2 S, Na 2 SO 4 (if necessary) and diluted with wash water . In the adjusted solution, the concentration of active alkali in units Na 2 O is 100 g / l with a sulfide content of 30%. Obtained in the mixer to adjust the solution (6), the circulating solution is sent to the cooking process chips.
По предлагаемому способу можно осуществить коренную модернизацию целлюлозного производства на основе энергосберегающей технологии регенерации химикатов при низких капиталовложениях.According to the proposed method, it is possible to carry out a radical modernization of pulp production on the basis of energy-saving technology for the regeneration of chemicals at low investment.
Эффективность предлагаемого способа определяется снижением энергетических, капитальных и эксплуатационных затрат в процессе переработки черных щелоков. При этом обеспечивается экологическая безопасность процессов на основе вывода из технологической цепи аппаратов СРК, печей декарбонизации известняка и каустизации содовых растворов.The effectiveness of the proposed method is determined by the reduction of energy, capital and operating costs in the processing of black liquor. At the same time, environmental safety of the processes is ensured on the basis of withdrawal from the technological circuit of SRK apparatuses, limestone decarbonization furnaces and caustization of soda solutions.
Реализация предлагаемого способа позволяет:The implementation of the proposed method allows you to:
1. Упростить аппаратурно-технологическую схему и соответственно повысить эксплуатационную надежность работы установок процесса регенерации щелочей из черного щелока.1. To simplify the hardware-technological scheme and, accordingly, to increase the operational reliability of the installations of the alkali recovery process from black liquor.
2. Исключить расход топлива на СРК и печи обжига известняка.2. Eliminate fuel consumption on the IBS and limestone kilns.
3. Снизить расход оборотной воды и соответственно снизить расход пара на выпаривание черного щелока.3. Reduce the consumption of circulating water and, accordingly, reduce the steam consumption for the evaporation of black liquor.
4. Повысить энергетическую эффективность и снизить капитальные затраты на процесс выпаривания раствора сульфата калия.4. Increase energy efficiency and reduce capital costs for the process of evaporation of a solution of potassium sulfate.
5. Повысить экологическую безопасность процесса переработки черных щелоков путем исключения процессов сжигания черного щелока в СРК, процесса обжига известняка, каустизации содовых растворов, исключения ввода в процесс извести.5. Improve the environmental safety of the process of processing black liquor by eliminating the processes of burning black liquor in the SRK, the process of calcining limestone, causticizing soda solutions, and eliminating the introduction of lime into the process.
6. Исключить из процесса производства вывод в окружающую среду высокотемпературных парниковых газов.6. To exclude the release of high temperature greenhouse gases into the environment from the production process.
7. Осуществить диверсификацию производства на основе расширения выпускаемой продукции (товарные продукты на основе лигнина и содопродукты).7. To carry out the diversification of production based on the expansion of products (commercial products based on lignin and soda products).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108629A RU2617569C2 (en) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108629A RU2617569C2 (en) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014108629A RU2014108629A (en) | 2015-09-10 |
RU2617569C2 true RU2617569C2 (en) | 2017-04-25 |
Family
ID=54073259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108629A RU2617569C2 (en) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617569C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687986C1 (en) * | 2018-08-30 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Method of regenerating sodium salts from black liquor solution during production of sulphate cellulose |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU588776A1 (en) * | 1972-10-04 | 1981-03-30 | Украинский Научно-Исследовательский Институтцеллюлозно-Бумажной Промышленности | Method of processing black caustic |
SU821621A1 (en) * | 1979-05-28 | 1981-04-15 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им. С.М.Кирова | Method of regenerating dark liquor of sulphate digestion plant |
WO1989004395A1 (en) * | 1987-11-06 | 1989-05-18 | Kurple Kenneth R | Kraft chemical recovery process |
RU2015236C1 (en) * | 1992-05-29 | 1994-06-30 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Регул" | Process for regeneration of sulfate digestion waste liquors |
-
2014
- 2014-03-05 RU RU2014108629A patent/RU2617569C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU588776A1 (en) * | 1972-10-04 | 1981-03-30 | Украинский Научно-Исследовательский Институтцеллюлозно-Бумажной Промышленности | Method of processing black caustic |
SU821621A1 (en) * | 1979-05-28 | 1981-04-15 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им. С.М.Кирова | Method of regenerating dark liquor of sulphate digestion plant |
WO1989004395A1 (en) * | 1987-11-06 | 1989-05-18 | Kurple Kenneth R | Kraft chemical recovery process |
RU2015236C1 (en) * | 1992-05-29 | 1994-06-30 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Регул" | Process for regeneration of sulfate digestion waste liquors |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687986C1 (en) * | 2018-08-30 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Method of regenerating sodium salts from black liquor solution during production of sulphate cellulose |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014108629A (en) | 2015-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021097912A1 (en) | Resource recovery method and resource recovery system for desulfurization ash | |
CA2866991C (en) | Method for lignin separation from black liquor | |
SE1951194A2 (en) | Method of treating fly ash of a recovery boiler | |
US2238456A (en) | Purification of magnesium base liquors | |
CN102923674B (en) | The recoverying and utilizing method of the by product of sulfur acid ferrous iron in production process of titanium pigment | |
FI121312B (en) | A method for treating flue gases | |
CN109574055A (en) | A kind of method of salt slurry production precipitated calcium carbonate and epsom salt | |
CN111153412A (en) | White carbon black production flow based on filtering washing liquid and sodium sulfate cyclic utilization | |
CN107660245B (en) | Method for recovering pulping chemicals from dissolved ash having high carbonate content | |
RU2617569C2 (en) | Method for acid-base treatment of black liquor from sulphate cellulose production | |
JPH11509586A (en) | Separation of impurities from lime and lime sludge, and two-stage causticization of green liquor containing impurities such as silicon | |
CN105013317A (en) | Process flow for recovering high-purity magnesium sulfite by magnesium oxide flue gas desulphurization | |
CN102328947B (en) | Method for recovering strontium slag | |
CN103566750A (en) | Flue gas desulfurization method | |
US20140027076A1 (en) | CRP Purge Treatment | |
CN1328234C (en) | SO2 acidifying process of producing coarse phenol and co-producing anhydrous sodium sulfite | |
US3650889A (en) | Pollution controlled polysulfide recovery process | |
WO2014168599A1 (en) | Method for processing solid waste from the chemical purification of brines | |
RU2687986C1 (en) | Method of regenerating sodium salts from black liquor solution during production of sulphate cellulose | |
RU2634380C2 (en) | Processing of black liquors in production of cellulose | |
FI64670B (en) | AOTERVINNINGSFOERFARANDE VID SULFATCELLULOSAKOKNING | |
RU2415984C1 (en) | Hydrochemical method of regenerating sodium alkalis | |
US2047032A (en) | Process of correlating chemical recovery in pulp mills operating with different kinds of liquors | |
US2872289A (en) | Process in recovering sulphur from waste sulphite lye | |
CN1141983A (en) | Method for comprehensive control and treatment of black liquor from alkali paper-making |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20160404 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180306 |