RU2803238C2 - Method for compensating sodium loss at pulp mill, method and system for producing bleached pulp - Google Patents
Method for compensating sodium loss at pulp mill, method and system for producing bleached pulp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803238C2 RU2803238C2 RU2021123028A RU2021123028A RU2803238C2 RU 2803238 C2 RU2803238 C2 RU 2803238C2 RU 2021123028 A RU2021123028 A RU 2021123028A RU 2021123028 A RU2021123028 A RU 2021123028A RU 2803238 C2 RU2803238 C2 RU 2803238C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- pulp mill
- pulp
- bleaching
- chemical
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
[0001] Настоящее изобретение относится к управлению балансом натрия/серы на целлюлозном заводе. В частности, настоящее изобретение относится к обработке потерь натрия в целлюлозном заводе, производящем крафт-целлюлозу.[0001] The present invention relates to sodium/sulfur balance control in a pulp mill. In particular, the present invention relates to the treatment of sodium losses in a pulp mill producing kraft pulp.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
[0002] Целлюлозный завод и этапы варки целлюлозы[0002] Pulp plant and pulping steps
[0003] Целлюлозный завод производит целлюлозу из древесной щепы. Полученная целлюлоза впоследствии может быть использована при изготовлении бумаги или картона.[0003] A pulp mill produces pulp from wood chips. The resulting cellulose can subsequently be used to make paper or cardboard.
[0004] Типичный целлюлозный завод представляет собой сочетание множества различных узлов и операций для фактического производства целлюлозы, а также для получения ценных побочных потоков.[0004] A typical pulp mill is a combination of many different components and operations to actually produce pulp, as well as to produce valuable side streams.
[0005] Первым этапом процесса целлюлозного производства является варка (основной этап делигнификации) древесной щепы в варочном котле в щелочной среде при высокой температуре. Варочный щелок, так называемый белый щелок, в основном состоит из NaOH и Na2S. На этом этапе делигнификации происходит высвобождение волокон и экстракция лигнина. Белый щелок становится черным щелоком, который имеет темно-коричневый цвет.[0005] The first step in the pulping process is the cooking (the main delignification step) of wood chips in a digester in an alkaline environment at high temperature. Cooking liquor, so-called white liquor, consists mainly of NaOH and Na 2 S. During this delignification stage, fibers are released and lignin is extracted. White liquor becomes black liquor, which is dark brown in color.
[0006] Следующим этапом является промывка; отработанный варочный щелок смывается, а промывочная вода возвращается в варочный котел и, в конечном итоге, в выпарную установку. На этой стадии целлюлоза не отбелена.[0006] The next step is washing; the spent cooking liquor is washed off and the wash water is returned to the digester and ultimately to the evaporator. At this stage the pulp is not bleached.
[0007] Для получения более высокой яркости целлюлоза выводится на стадию отбеливания. Для снижения содержания лигнина до начала фактического отбеливания стадиям отбеливания может предшествовать кислородная делигнификация. Используются различные последовательности отбеливания и химические вещества. Процессы отбеливания без использования элементарного хлора (Elemental chlorine free, ECF) основаны на использовании диоксида хлора в качестве отбеливающего агента. Также для отбеливания целлюлозы можно использовать пероксид водорода и другие химические вещества, не содержащие хлор, такие как кислород или гидроксид натрия.[0007] To obtain higher brightness, the cellulose is brought to the bleaching stage. To reduce the lignin content before the actual bleaching begins, the bleaching steps may be preceded by oxygen delignification. Various bleaching sequences and chemicals are used. Elemental chlorine free (ECF) bleaching processes are based on the use of chlorine dioxide as a bleaching agent. Hydrogen peroxide and other non-chlorine chemicals such as oxygen or sodium hydroxide can also be used to bleach pulp.
[0008] Различные стадии процессов отбеливания обозначены акронимами, например, стадии A, Z, D, Е, ЕО, ЕОР, Р и РО. В данном случае Е относится к использованию экстракции NaOH, О - к использованию кислорода, и Р - к использованию пероксида. Этап А представляет собой стадию кислотного гидролиза, этап Z представляет собой стадию озонирования, а на этапе D используют ClO2.[0008] The various stages of the bleaching processes are indicated by acronyms, for example, stages A, Z, D, E, EO, EOP, P and PO. In this case, E refers to the use of NaOH extraction, O to the use of oxygen, and P to the use of peroxide. Step A is an acid hydrolysis step, Step Z is an ozonation step, and Step D uses ClO 2 .
[0009] Целлюлозный завод включает установку для выпаривания черного щелока и регенерационный котел, которые используются для концентрирования отработанного варочного щелока, поступающего из варочного котла и, возможно, из промывочной установки, а также для сжигания концентрата, соответственно. Твердый выход котла, т.е. плав, который в основном состоит из Na2CO3 и Na2S, направляют для повторной каустизации, которую осуществляют посредством СаО, для извлечения NaOH и Na2S. Твердые вещества, образующиеся в процессе повторной каустизации (в основном СаСО3), обжигаются в известеобжигательной печи для получения СаО и рециркуляции его назад в процесс повторной каустизации. Таким образом, ценные варочные химикаты могут быть извлечены и возвращены в варочный котел. Регенерационный котел также выпускает летучую золу, которая в основном состоит из сульфата натрия и карбоната натрия и небольших количеств солей калия и хлора. Летучую золу извлекают из дымовых газов с помощью электростатических осадителей (ЭСО) для уменьшения выбросов.[0009] The pulp mill includes a black liquor evaporation unit and a recovery boiler, which are used to concentrate the spent cooking liquor coming from the digester and possibly from the wash unit, and to burn the concentrate, respectively. The solid output of the boiler, i.e. the melt, which mainly consists of Na 2 CO 3 and Na 2 S, is sent for re-causticization, which is carried out with CaO, to extract NaOH and Na 2 S. The solids formed during the re-causticization process (mainly CaCO 3 ) are calcined in a lime kiln to produce CaO and recycle it back into the re-causticizing process. In this way, valuable digestion chemicals can be recovered and returned to the digester. The recovery boiler also produces fly ash, which mainly consists of sodium sulfate and sodium carbonate and small amounts of potassium and chlorine salts. Fly ash is recovered from flue gases using electrostatic precipitators (ESPs) to reduce emissions.
[0010] Баланс Na/S и накопление K и Cl[0010] Na/S balance and K and Cl accumulation
[0011] В первые годы производства целлюлозы с помощью крафт-процесса сульфат натрия был важным восполняющим химикатом по той причине, что выбросы и утечки серы с заводов в воздух и воду были высокими. Название «сульфатный процесс» происходит от восполняющего химиката с сульфатом натрия. С тех пор целлюлозные заводы стали более замкнутыми системами для соблюдения строгих экологических нормативов для стоков.[0011] In the early years of pulp production by the kraft process, sodium sulfate was an important replenishment chemical because emissions and leakages of sulfur from mills into air and water were high. The name "sulfate process" comes from the replenishing chemical sodium sulfate. Since then, pulp mills have become more closed systems to comply with strict environmental regulations for effluent.
[0012] В настоящее время целлюлозным заводам удалось лучше замкнуть химический цикл и значительно сократить утечки серы и даже устранить их. Поэтому сера, а также калий и хлорид, которые в основном поступают на завод в виде древесины и химических веществ, имеют тенденцию накапливаться в химическом цикле завода. Удаление химических веществ, содержащих S, K и Cl, из химического цикла обычно приводит к одновременным потерям Na, и такие потери, как оказалось, труднее сокращать и контролировать. Это привело к ситуации, в которой наиболее важные восполняющие химикаты предназначены для компенсации потерь натрия.[0012] Pulp mills are now better able to close the chemical loop and significantly reduce and even eliminate sulfur leaks. Therefore, sulfur, as well as potassium and chloride, which mainly enter the plant in the form of wood and chemicals, tend to accumulate in the plant's chemical cycle. Removal of chemicals containing S, K and Cl from the chemical cycle usually results in simultaneous losses of Na, and such losses have proven more difficult to reduce and control. This has led to a situation in which the most important replenishment chemicals are designed to compensate for sodium losses.
[0013] Например, когда сера удаляется из химического цикла путем сброса летучей золы, также удаляется определенное количество Na, K и Cl, что приводит к нежелательной утечке Na.[0013] For example, when sulfur is removed from a chemical cycle by discharging fly ash, a certain amount of Na, K and Cl are also removed, resulting in unwanted Na leakage.
[0014] Источники Na[0014] Na sources
[0015] Натрий, как правило, вводят в химический цикл через установку по производству диоксида хлора, в которой в качестве сырья используется NaClO3, и через добавление NaOH. Также немного натрия содержит древесина.[0015] Sodium is typically introduced into the chemical cycle through a chlorine dioxide plant, which uses NaClO 3 as a feedstock, and through the addition of NaOH. Wood also contains some sodium.
[0016] Источники S[0016] Sources S
[0017] Сера поступает в химический цикл в основном в виде таких химических веществ, как сульфат натрия, сульфат магния и серная кислота. На стадиях кислородной делигнификации и использования пероксида водорода можно использовать сульфат магния. На установку по производству таллового масла подается серная кислота. На различных стадиях для регулирования рН также используется серная кислота. Отработанная кислота, выведенная из установки по производству диоксида хлора, содержит серу.[0017] Sulfur enters the chemical cycle primarily in the form of chemicals such as sodium sulfate, magnesium sulfate, and sulfuric acid. Magnesium sulfate can be used in the oxygen delignification and hydrogen peroxide stages. Sulfuric acid is supplied to the tall oil production plant. Sulfuric acid is also used at various stages to adjust the pH. Waste acid removed from a chlorine dioxide plant contains sulfur.
[0018] Потери[0018] Losses
[0019] Одной из основных потерь натрия и серы является ЭСО-зола (летучая зола), удаляемая из регенерационного котла. Такая продувка осуществляется с целью регулирования сульфидности белого щелока или регулирования содержания хлора и калия в регенерационном котле. Зола содержит большое количество сульфата натрия, карбоната натрия и уменьшенное количество солей, содержащих хлор и калий. Другими потерями целлюлозного завода являются отходы сортировки, потери известкового шлама, пыль из известеобжигательной печи, потери при промывке по мере прохождения целлюлозой этапов отбеливания, а также осадки и песок из установки повторной каустизации.[0019] One of the major losses of sodium and sulfur is the ESO-ash (fly ash) removed from the recovery boiler. This purging is carried out to regulate the sulfidity of white liquor or to regulate the content of chlorine and potassium in the recovery boiler. The ash contains large amounts of sodium sulfate, sodium carbonate and reduced amounts of salts containing chlorine and potassium. Other pulp mill losses include screening waste, lime slurry losses, lime kiln dust, washing losses as the pulp passes through the bleaching stages, and sludge and sand from the re-causticizing unit.
[0020] Регулирование баланса Na/S и накопление K и Cl[0020] Regulation of Na/S balance and accumulation of K and Cl
[0021] Обычно баланс Na/S/K/Cl регулируется, например, путем сброса летучей золы из регенерационного котла и/или добавления восполняющего NaOH.[0021] Typically, the Na/S/K/Cl balance is adjusted, for example, by discharging fly ash from the recovery boiler and/or adding make-up NaOH.
[0022] Помимо периодической продувки летучей золы из регенерационного котла, в настоящее время доступно несколько процессов обработки летучей золы для выборочного удаления Cl и K из цикла регенерации с использованием различных принципов, таких как выщелачивание (ALE), выпарная кристаллизация (ARC), замораживающая кристаллизация и ионный обмен. Несмотря на то, что первые три процесса обработки летучей золы используют различные принципы, все они следуют базовой схеме. Летучая зола и вода подаются в установку для обработки золы, где они смешиваются и обрабатываются. Полученная суспензия состоит из двух частей: жидкой и твердой. Жидкая часть, которая по существу представляет собой насыщенный раствор летучей золы, содержит больше Cl и K и меньше SO4 2+ и СО3 2+, чем твердая часть. Затем эти две части разделяют в разделительной установке. Жидкий поток продувают для удаления Cl и K, а твердый поток возвращают в заводской щелок для извлечения Na и S.[0022] In addition to periodically purging fly ash from the recovery boiler, several fly ash treatment processes are currently available to selectively remove Cl and K from the regeneration cycle using various principles such as leaching (ALE), evaporative crystallization (ARC), freeze crystallization and ion exchange. Although the first three fly ash processing processes use different principles, they all follow a basic pattern. Fly ash and water are fed into an ash treatment plant where they are mixed and processed. The resulting suspension consists of two parts: liquid and solid. The liquid portion, which is essentially a saturated solution of fly ash, contains more Cl and K and less SO 4 2+ and CO 3 2+ than the solid portion. The two parts are then separated in a separation plant. The liquid stream is purged to remove Cl and K, and the solid stream is returned to the plant liquor to recover Na and S.
[0023] Существует необходимость в сокращении количества восполняющих химикатов и, в частности, восполняющих химикатов, содержащих натрий, которые необходимо подавать на целлюлозный завод.[0023] There is a need to reduce the amount of replenishment chemicals, and in particular sodium-containing replenishment chemicals, that must be supplied to the pulp mill.
[0024] Существует потребность в более эффективном использовании мощностей установки по производству серной кислоты для подготовки ценных побочных потоков, таких как производство таллового масла и извлечение лигнина.[0024] There is a need to more efficiently utilize sulfuric acid plant capacity to prepare valuable side streams such as tall oil production and lignin recovery.
[0025] Существует необходимость в сокращении сброса летучей золы и ее рециркуляции в технологический процесс.[0025] There is a need to reduce the discharge of fly ash and its recycling into the process.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
[0026] Настоящее изобретение определено признаками независимых пунктов формулы изобретения. Некоторые конкретные варианты реализации определены в зависимых пунктах формулы изобретения.[0026] The present invention is defined by the features of the independent claims. Certain specific embodiments are defined in the dependent claims.
[0027] В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ компенсации потерь натрия, вызванных утечками на целлюлозном заводе, восполняющими натриевыми химикатами, согласно которому используют крафт-процесс для получения целлюлозной массы, причем указанный целлюлозный завод включает в себя установку для преобразования сернистых соединений, на которую подают сернистые вещества крафт-процесса для преобразования указанных сернистых веществ в окисленные сернистые соединения, при этом указанный способ включает использование сульфата натрия в случае необходимости вместе с другими натриевыми солями в качестве основного восполняющего химиката для получения по существу не содержащего гидроксида натрия питающих натриевых восполняющих химикатов, и по меньшей мере часть серы, содержащейся в восполняющем химикате с сульфатом натрия, используют для получения окисленных сернистых соединений в указанной установке для преобразования сернистых соединений.[0027] In accordance with a first aspect of the present invention, there is provided a method of compensating sodium losses caused by leaks in a pulp mill with sodium replenishment chemicals, which uses a kraft process to produce pulp, wherein the pulp mill includes a unit for converting sulfur compounds, to which kraft process sulfur feeds are fed to convert said sulfur feeds into oxidized sulfur compounds, said process comprising using sodium sulfate, as appropriate, along with other sodium salts, as a primary replenishment chemical to produce a substantially sodium hydroxide-free sodium feed replenisher chemicals and at least a portion of the sulfur contained in the sodium sulfate replenishment chemical is used to produce oxidized sulfur compounds in said sulfur conversion unit.
[0028] В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложен способ получения беленой целлюлозной массы на целлюлозном заводе с использованием крафт-процесса, согласно которому: целлюлозу получают из лигноцеллюлозного сырья на стадии варки с использованием варочного щелока, содержащего белый щелок, который регенерируют в химической рециркуляции целлюлозного завода; и полученную на стадии варки целлюлозу подвергают стадии отбеливания, которая включает по меньшей мере один этап щелочного окисления, для получения беленой целлюлозной массы. Целлюлозный завод дополнительно включает в себя установку по производству серной кислоты, в которую подают сернистые вещества, собранные в результате крафт-процесса для получения серной кислоты или сесквисульфата щелочных металлов или их сочетания, причем по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окислена. Полученный таким образом окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления при отбеливании, а сульфат натрия используют в качестве основного восполняющего химиката для компенсации потерь натрия, причем указанный сульфат натрия по меньшей мере частично подают в химическую рециркуляцию целлюлозного завода для регенерации белого щелока, и по меньшей мере часть серы, содержащейся в подаваемом восполняющем химикате, используют для получения серной кислоты или бисульфитов щелочных металлов, или их сочетания в установке по производству серной кислоты.[0028] In accordance with a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing bleached pulp in a pulp mill using a kraft process, wherein: pulp is produced from lignocellulosic raw materials in a pulping step using a cooking liquor containing white liquor, which is recovered in chemical recycling pulp mill; and the pulp obtained from the cooking step is subjected to a bleaching step, which includes at least one alkali oxidation step, to obtain bleached pulp. The pulp mill further includes a sulfuric acid plant that feeds sulfurous materials collected from the kraft process to produce sulfuric acid or alkali metal sesquisulfate or a combination thereof, wherein at least a portion of the recovered white liquor is oxidized. The oxidized white liquor thus obtained is used as a medium in the alkaline oxidation step of bleaching, and sodium sulfate is used as the main replenishment chemical to compensate for sodium losses, said sodium sulfate being at least partially fed to the chemical recycle of the pulp mill to regenerate the white liquor, and at least a portion of the sulfur contained in the replenishment chemical feed is used to produce sulfuric acid or alkali metal bisulfites, or a combination thereof, in a sulfuric acid production plant.
[0029] В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложена система, содержащая первый целлюлозный завод и второй целлюлозный завод, выполненная с возможностью осуществления способа в соответствии со вторым аспектом, причем указанный восполняющий химикат поступает с первого целлюлозного завода и подается на второй целлюлозный завод для восполнения в нем потерь натрия.[0029] In accordance with a third aspect of the present invention, there is provided a system comprising a first pulp mill and a second pulp mill configured to implement a method in accordance with the second aspect, wherein said replenishment chemical is supplied from the first pulp mill and supplied to a second pulp mill for replenishment. there is sodium loss in it.
[0030] Преимущества настоящего изобретения[0030] Advantages of the present invention
[0031] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что для компенсации потерь натрия требуется меньшее количество восполняющего гидроксида натрия.[0031] An advantage of the present invention is that less sodium hydroxide replenishment is required to compensate for sodium losses.
[0032] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что сброс летучей золы в окружающую среду может быть уменьшен.[0032] An advantage of the present invention is that the discharge of fly ash into the environment can be reduced.
[0033] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что большее количество отработанной кислоты из установки ClO2 может быть использовано внутри без необходимости направлять отработанную кислоту в установку по очистке сточных вод.[0033] An advantage of the present invention is that more waste acid from a ClO 2 plant can be used internally without having to send the waste acid to a wastewater treatment plant.
[0034] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что установка по производству серной кислоты целлюлозного завода может работать с большей производительностью, и, таким образом, изготавливать больше серной кислоты для внутреннего использования, а также для внешнего использования.[0034] An advantage of the present invention is that the sulfuric acid production unit of a pulp mill can operate at a higher capacity, and thus produce more sulfuric acid for internal use as well as for external use.
[0035] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в производстве таллового масла требуется меньше СО2.[0035] An advantage of the present invention is that less CO 2 is required in the production of tall oil.
[0036] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что на целлюлозном заводе необходимо использовать меньшее количество восполняющего NaOH, например, на стадии отбеливания ЕОР.[0036] An advantage of the present invention is that less NaOH replenishment needs to be used in the pulp mill, for example in the EOP bleaching step.
[0037] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что регулирование рН сточных вод может быть осуществлено экономически эффективным способом путем подачи окисленного белого щелока вместо NaOH в случаях, когда известь (СаО) недоступна.[0037] An advantage of the present invention is that pH control of wastewater can be accomplished in a cost-effective manner by supplying oxidized white liquor instead of NaOH in cases where lime (CaO) is not available.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖАBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
[0038] На ФИГ. 1 представлена технологическая схема, схематически иллюстрирующая работу и организацию целлюлозного завода в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения.[0038] In FIG. 1 is a flow diagram schematically illustrating the operation and organization of a pulp mill in accordance with at least some embodiments of the present invention.
ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯOPTIONS FOR IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0039] ОПРЕДЕЛЕНИЯ[0039] DEFINITIONS
[0040] В данном контексте термин «белый щелок» относится к щелочной варочной среде, содержащей главным образом NaOH и Na2S в качестве основных химикатов для делигнификации.[0040] As used herein, the term "white liquor" refers to an alkaline cooking medium containing primarily NaOH and Na 2 S as the main delignification chemicals.
[0041] В данном контексте термин «черный щелок» включает отработанный белый щелок, который содержит растворенные органические сухие твердые вещества, воду и растворенные неорганические сухие твердые вещества.[0041] As used herein, the term “black liquor” includes spent white liquor that contains dissolved organic dry solids, water, and dissolved inorganic dry solids.
[0042] В данном контексте термин «непроизводственные элементы» (НПЭ) включает элементы, которые не являются необходимыми для процесса варки крафт-целлюлозы, (такие как Fe, Mn, Al, Р, K, Cl). Несмотря на то, что в этом процессе могут участвовать калий (K) и хлор (Cl), они, как правило, также считаются НПЭ.[0042] As used herein, the term "non-production elements" (NPE) includes elements that are not essential to the kraft pulping process (such as Fe, Mn, Al, P, K, Cl). Although potassium (K) and chloride (Cl) may be involved in this process, they are generally also considered NPEs.
[0043] В данном контексте термин «стадия D0» относится к первому этапу отбеливания с использованием ClO2, а «стадия D1» относится ко второму этапу отбеливания с использованием ClO2.[0043] As used herein, the term “step D0” refers to the first bleaching step using ClO 2 and “step D1” refers to the second bleaching step using ClO 2 .
[0044] В данном контексте термин «стадия ЕО» относится к этапу отбеливания (щелочной экстракции), на которой используют кислород и NaOH, но не пероксид.[0044] As used herein, the term "EO step" refers to a bleaching (alkaline extraction) step that uses oxygen and NaOH, but not peroxide.
[0045] В данном контексте термин «стадия ЕОР» относится к этапу отбеливания (щелочной экстракции), на которой используют как кислород, так и пероксид в дополнение к NaOH.[0045] As used herein, the term "EOP step" refers to a bleaching (alkaline extraction) step that uses both oxygen and peroxide in addition to NaOH.
[0046] В данном контексте термин «восполняющий химикат» относится к химическим веществам, которые используются для восполнения химических веществ, которые теряются в процессах делигнификации, кислородной делигнификации и отбеливания и/или в результате процессов химического восстановления из-за утечек в ходе нормальной эксплуатации процесса.[0046] As used herein, the term "replenishment chemical" refers to chemicals that are used to replenish chemicals that are lost in delignification, oxygen delignification and bleaching processes and/or as a result of chemical recovery processes due to leaks during normal operation of the process .
[0047] В данном контексте границы системы для оценки химического баланса, такого как баланс Na/S, расположены таким образом, что по меньшей мере варочный котел, секции кислородной делигнификации и отбеливания и секция регенерации и рециркуляции химикатов определены как находящиеся внутри системы.[0047] In this context, the boundaries of a system for assessing a chemical balance, such as a Na/S balance, are located such that at least the digester, the oxygen delignification and bleaching sections, and the chemical recovery and recycling section are defined as being within the system.
[0048] В настоящем изобретении неожиданно было обнаружено, что потребность в подаче восполняющего гидроксида натрия может быть значительно снижена за несколько этапов варки целлюлозы. Один из таких этапов представляет собой этап окислительного отбеливания, например, этап отбеливания ЕОР, выполняемый в щелочных условиях. Еще одним подходящим этапом является этап отбеливания ЕО или Е.[0048] In the present invention, it has surprisingly been discovered that the need for supply of sodium hydroxide replenishment can be significantly reduced in several pulping steps. One such step is an oxidative bleaching step, such as an EOP bleaching step, performed under alkaline conditions. Another suitable step is the EO or E bleaching step.
[0049] Настоящее изобретение относится к новому способу регулирования баланса Na/S в целлюлозном заводе таким образом, что требуется меньше восполняющих химикатов, содержащих NaOH.[0049] The present invention relates to a new method for controlling the Na/S balance in a pulp mill such that less NaOH-containing replenishment chemicals are required.
[0050] Указанный способ применим, например, к крафт-процессу изготовления беленой целлюлозной массы, включающему целлюлозный завод, включающий установку для получения серной кислоты, на который подают неконденсирующиеся газы, собранные из отходящих газов крафт-процесса, для получения серной кислоты. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения сульфат натрия в случае необходимости вместе с другими солями натрия используют в качестве основного восполняющего химиката для получения восполняющих химикатов, не содержащих гидроксид натрия. По меньшей мере часть серы, содержащейся в восполняющем химикате с сульфатом натрия, используют для получения серной кислоты на установке по производству серной кислоты. Полученная серная кислота может быть использована внутри крафт-целлюлозного завода или за его пределами.[0050] This method is applicable, for example, to a kraft process for making bleached pulp, comprising a pulp mill including a sulfuric acid plant to which non-condensable gases collected from kraft process off-gases are supplied to produce sulfuric acid. In one embodiment, sodium sulfate is optionally used with other sodium salts as the primary replenishment chemical to produce replenishment chemicals that do not contain sodium hydroxide. At least a portion of the sulfur contained in the sodium sulfate replenishment chemical is used to produce sulfuric acid in a sulfuric acid production plant. The resulting sulfuric acid can be used inside or outside the kraft pulp mill.
[0051] В одном варианте реализации изобретения целлюлозу получают на стадии варки (делигнификации) крафт-процесса в варочном щелоке, содержащем белый щелок, имеющий сульфидность в диапазоне примерно от 20% до 50%, в частности примерно от 35% до 42%.[0051] In one embodiment of the invention, the pulp is produced from the pulping (delignification) step of the kraft process in a cooking liquor containing white liquor having a sulfidity in the range of about 20% to 50%, in particular about 35% to 42%.
[0052] В одном варианте реализации целлюлозу получают с помощью крафт-процесса, который включает по меньшей мере следующие этапы: варку (делигнификацию), кислородную делигнификацию и отбеливание. Обычно серосодержащие выходные потоки обрабатывают в установке по производству серной кислоты для получения серной кислоты, которая может быть рециркулирована назад в технологический процесс или направлена для внешнего использования. Часть белого щелока окисляют и используют в качестве щелочной среды (в качестве источника каустической соды) на этапе кислородной делигнификации и/или отбеливания. Таким образом, на этом этапе может быть соответственно уменьшена подача восполняющего гидроксида натрия. Уменьшенный ввод восполняющего натрия позволяет вводить в процесс альтернативные химикаты, содержащие натрий и/или серу, например, восполняющий сульфат натрия или восполняющий карбонат натрия.[0052] In one embodiment, the pulp is produced using a kraft process that includes at least the following steps: cooking (delignification), oxygen delignification, and bleaching. Typically, sulfur-containing effluent streams are processed in a sulfuric acid plant to produce sulfuric acid, which can be recycled back into the process or sent for external use. A portion of the white liquor is oxidized and used as an alkaline medium (as a source of caustic soda) during the oxygen delignification and/or bleaching stage. Thus, the supply of replenishing sodium hydroxide can be correspondingly reduced at this stage. Reduced sodium replenishment input allows alternative sodium and/or sulfur containing chemicals to be introduced into the process, such as sodium sulfate replenisher or sodium carbonate replenisher.
[0053] В одном варианте реализации сульфат натрия и любые другие соли натрия, такие как карбонат натрия, используемые в качестве восполняющего химиката, обеспечивают большую часть натрия или даже весь натрий, необходимый для покрытия потерь в целлюлозном заводе данного типа. Таким образом, на практике можно полностью избежать подачи свежего гидроксида натрия или по меньшей мере значительно сократить ее.[0053] In one embodiment, sodium sulfate and any other sodium salts, such as sodium carbonate, used as a make-up chemical provide most or all of the sodium needed to cover losses in a given type of pulp mill. Thus, in practice, the supply of fresh sodium hydroxide can be completely avoided or at least significantly reduced.
[0054] В одном варианте реализации подача восполняющего химиката по существу не содержит гидроксида натрия. На практике потери натрия в целлюлозном заводе восполняются химикатами, содержащими меньше чем 5 мол. %, в частности меньше чем 2 мол. %, например, меньше чем 0,5 мол. %, гидроксида натрия.[0054] In one embodiment, the replenishment chemical supply is substantially free of sodium hydroxide. In practice, sodium losses in the pulp mill are replaced by chemicals containing less than 5 mol. %, in particular less than 2 mol. %, for example, less than 0.5 mol. %, sodium hydroxide.
[0055] Предпочтительно целлюлозный завод включает в себя узел (или установку) для преобразования сернистых соединений, который питают сернистыми веществами из крафт-процесса для преобразования указанных сернистых веществ в окисленные сернистые соединения. Указанный узел для преобразования сернистых соединений может быть установкой для производства серной кислоты.[0055] Preferably, the pulp mill includes a sulfur conversion unit (or unit) that is fed with sulfur materials from the kraft process to convert said sulfur materials into oxidized sulfur compounds. The specified unit for converting sulfur compounds can be an installation for the production of sulfuric acid.
[0056] В некоторых вариантах реализации окисленные сернистые соединения выбраны из группы бисульфитов щелочных металлов, серной кислоты, SO2 и их сочетаний.[0056] In some embodiments, the oxidized sulfur compounds are selected from the group of alkali metal bisulfites, sulfuric acid, SO 2 and combinations thereof.
[0057] За счет использования, в частности, сульфата натрия увеличивается доля сернистых соединений в технологических потоках. Некоторые из таких соединений испаряются во время варки целлюлозы и выпаривания, а также во время рециркуляции и регенерации использованного варочного щелока. По меньшей мере часть сернистых газов являются неконденсируемыми сильнопахнущими газами. Такие газы, собранные из отходящих газов крафт-процесса, собираются, концентрируются и используются для производства серной кислоты на установке по производству серной кислоты. Таким образом, через неконденсирующиеся сернистые газы по меньшей мере часть серы, содержащейся в подаваемом восполняющем химикате, может быть использована для получения серной кислоты на установке по производству серной кислоты.[0057] Through the use of sodium sulfate in particular, the proportion of sulfur compounds in process streams increases. Some of these compounds evaporate during pulping and evaporation, as well as during recycling and regeneration of spent cooking liquor. At least some of the sulfur dioxide gases are non-condensable, strong-smelling gases. Such gases, collected from the off-gases of the kraft process, are collected, concentrated and used to produce sulfuric acid in a sulfuric acid production plant. Thus, through the non-condensable sulfur dioxide gases, at least a portion of the sulfur contained in the replenishment chemical feed can be used to produce sulfuric acid in a sulfuric acid production plant.
[0058] В некоторых вариантах реализации изобретения серосодержащие газы выделяют из черного щелока посредством термообработки (LHT) или из зеленого щелока посредством отпарки сероводорода (green liquor via stripping of hydrogen sulphide, GLSS). Эти газы обрабатываются для получения соединений серы, которые могут быть использованы внутри или снаружи. Примеры таких ценных соединений серы включают серную кислоту, диоксид серы (раствор SO2) и бисульфитные соединения. Бисульфит натрия и диоксид серы (так называемые «антихлорные» химические вещества) являются ценными химическими веществами, поскольку они могут быть использованы для удаления остаточного ClO2 из конечного целлюлозного продукта. Некоторые заводы добавляют «антихлорные» химикаты в конце башни с диоксидом хлора, чтобы минимизировать негативные последствия или большие концентрации остаточного диоксида хлора.[0058] In some embodiments, sulfur-containing gases are separated from black liquor via heat treatment (LHT) or from green liquor via stripping of hydrogen sulphide (GLSS). These gases are processed to produce sulfur compounds that can be used indoors or outdoors. Examples of such valuable sulfur compounds include sulfuric acid, sulfur dioxide (SO 2 solution) and bisulfite compounds. Sodium bisulfite and sulfur dioxide (called "anti-chlorine" chemicals) are valuable chemicals because they can be used to remove residual ClO 2 from the final pulp product. Some plants add "anti-chlorine" chemicals at the end of the chlorine dioxide tower to minimize the negative effects or high concentrations of residual chlorine dioxide.
[0059] Предпочтительно такое сернистое соединение получают из содержащих серу отходящих газов завода, причем указанное сернистое соединение может использоваться либо внутри процесса варки целлюлозы, либо снаружи процесса варки целлюлозы другого завода, либо продаваться для других целей. Бисульфит натрия и диоксид серы могут транспортироваться на другой целлюлозный завод и использоваться там.[0059] Preferably, such a sulfur compound is obtained from the sulfur-containing off-gases of a plant, and the sulfur compound can be used either internally in a pulping process, externally in another plant's pulping process, or sold for other purposes. Sodium bisulfite and sulfur dioxide can be transported to another pulp mill and used there.
[0060] В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере 10% восполняющего NaOH, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 90%, заменяют другим натрийсодержащим восполняющим химикатом, например, сульфатом натрия или отработанной кислотой из установки ClO2. В одном варианте реализации сульфат натрия и любые другие соли натрия, такие как карбонат натрия, составляют по меньшей мере 80 мол. %, предпочтительно по меньшей мере 85 мол. %, в частности от 90 мол. % до 100 мол. %, потерь натрия целлюлозного завода.[0060] In a preferred embodiment, at least 10% of the NaOH replenishment chemical, preferably at least 50%, more preferably at least 90%, is replaced with another sodium-containing replenishment chemical, such as sodium sulfate or waste acid from a ClO 2 unit. In one embodiment, sodium sulfate and any other sodium salts, such as sodium carbonate, comprise at least 80 mol. %, preferably at least 85 mol. %, in particular from 90 mol. % up to 100 mol. %, pulp mill sodium losses.
[0061] В одном варианте реализации большая часть соединений натрия, используемых в качестве восполняющих химикатов, содержит сульфат натрия или карбонат натрия, или их смеси. Также могут быть использованы другие соли натрия, которые имеют достаточную растворимость, хотя, как правило, галогенидов предпочтительно избегать из-за проблем, связанных с коррозией.[0061] In one embodiment, most of the sodium compounds used as replenishment chemicals contain sodium sulfate or sodium carbonate, or mixtures thereof. Other sodium salts that have sufficient solubility may also be used, although in general halides are preferably avoided due to corrosion problems.
[0062] Восполняющие химикаты могут быть использованы в чистой или очищенной форме, например, в качестве покупных химических веществ, имеющих чистоту более 80 мас.%, в частности 90 мас.% или более.[0062] Replenishment chemicals can be used in pure or purified form, for example, as commercial chemicals having a purity of greater than 80% by weight, such as 90% by weight or greater.
[0063] Альтернативные восполняющие химикаты могут поступать из другого целлюлозного завода, такие как летучая зола из регенерационного котла другого целлюлозного завода, отработанная кислота из установки ClO2 другого целлюлозного завода, или они могут иметь коммерческое происхождение, например, коммерчески полученный сульфат натрия и/или карбонат натрия. Преимущество этих химических веществ заключается в том, что они дешевле, чем гидроксид натрия. Таким образом, можно контролировать и оптимизировать затраты, связанные с химикатами, которые необходимы во время работы целлюлозного завода.[0063] Alternative replenishment chemicals may come from another pulp mill, such as fly ash from another pulp mill's recovery boiler, waste acid from another pulp mill's ClO 2 unit, or they may be of commercial origin, such as commercially produced sodium sulfate and/or sodium carbonate. The advantage of these chemicals is that they are cheaper than sodium hydroxide. In this way, it is possible to control and optimize the costs associated with the chemicals that are required during the operation of the pulp mill.
[0064] В одном варианте реализации альтернативные восполняющие химикаты, замещающие восполняющий химикат NaOH, частично или полностью происходят из источника, который является внешним по отношению к данному целлюлозному заводу, на который подают указанные восполняющие химикаты, например, другой целлюлозный завод. В одном варианте реализации настоящего изобретения предложена система, содержащая указанные два целлюлозных завода. В одном варианте реализации указанные альтернативные восполняющие химикаты содержат сульфат натрия или состоят из сульфата натрия коммерческого происхождения и составляют по меньшей мере 50 мол.% потерь натрия данного целлюлозного завода. В другом варианте реализации указанные альтернативные восполняющие химикаты содержат отработанную кислоту и/или летучую золу или состоят из отработанной кислоты и/или летучей золы с другого целлюлозного завода.[0064] In one embodiment, the alternative replenishment chemicals that replace the NaOH replenishment chemical come in part or in whole from a source that is external to the pulp mill to which the replenishment chemicals are supplied, for example, another pulp mill. In one embodiment, the present invention provides a system comprising these two pulp mills. In one embodiment, these alternative replenishment chemicals contain sodium sulfate or consist of commercially available sodium sulfate and account for at least 50 mole percent of the sodium loss of a given pulp mill. In another embodiment, said alternative replenishment chemicals contain waste acid and/or fly ash or consist of waste acid and/or fly ash from another pulp mill.
[0065] Если альтернативный восполняющий химикат содержит не только натрий, но и серу, появляется возможность увеличить использование внутренней установки по производству серной кислоты путем направления серосодержащих стоков в указанную установку для регенерации.[0065] If the alternative replenishment chemical contains not only sodium, but also sulfur, it is possible to increase the utilization of the internal sulfuric acid production plant by sending the sulfur-containing effluent to said recovery plant.
[0066] Преимущество использования другого натрийсодержащего химического вещества, которое необязательно должно быть без серы, заключается в том, что существует больше альтернатив для выбора: например, сульфат натрия, карбонат натрия, отработанная кислота и летучая зола. Эти альтернативы могут быть значительно дешевле, чем NaOH. Они также могут способствовать дальнейшему замыканию химического цикла и, таким образом, сокращению количества стоков, поступающих в окружающую среду или на полигоны отходов.[0066] The advantage of using another sodium-containing chemical, which does not necessarily have to be sulfur-free, is that there are more alternatives to choose from: for example, sodium sulfate, sodium carbonate, waste acid and fly ash. These alternatives can be significantly cheaper than NaOH. They can also help further close the chemical cycle and thus reduce the amount of effluent entering the environment or landfills.
[0067] В конкретном варианте реализации по меньшей мере часть натриевых солей, используемых в качестве восполняющих химикатов, представлена в виде побочных продуктов и остатков работы целлюлозного завода. Например, сернистые побочные продукты и сернистые остатки выбраны из группы сернистой золы, такой как летучая зола из регенерационного котла, и фильтрационных жмыхов, таких как солевой жмых с установки по производству диоксида хлора, и их сочетаний. Некоторые из этих продуктов и остатков могут поступать с другого целлюлозного завода.[0067] In a particular embodiment, at least a portion of the sodium salts used as replenishment chemicals are in the form of pulp mill byproducts and residues. For example, the sulfur by-products and sulfur residues are selected from the group of sulfur ash, such as recovery boiler fly ash, and filter cakes, such as salt cake from a chlorine dioxide plant, and combinations thereof. Some of these products and residues may come from another pulp mill.
[0068] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предложена система, содержащая первый целлюлозный завод и второй целлюлозный завод. Указанный восполняющий химикат поступает с первого целлюлозного завода на второй целлюлозный завод для восполнения на нем потерь натрия. Указанный восполняющий химикат для компенсации потерь натрия на втором целлюлозном заводе содержит сульфат натрия или смесь сульфата натрия и карбоната натрия, полученных в качестве побочных продуктов и остатков на первом целлюлозном заводе и/или втором целлюлозном заводе.[0068] In some embodiments, the present invention provides a system comprising a first pulp mill and a second pulp mill. This replenishment chemical is supplied from the first pulp mill to the second pulp mill to replenish sodium losses therein. Said replenishment chemical to compensate for sodium losses in the second pulp mill comprises sodium sulfate or a mixture of sodium sulfate and sodium carbonate obtained as by-products and residues from the first pulp mill and/or the second pulp mill.
[0069] Предпочтительно на втором целлюлозном заводе по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окисляют, и полученный таким образом окисленный или частично окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе Е, ЕО и/или ЕОР отбеливания, предпочтительно на этапе ЕО отбеливания.[0069] Preferably, at the second pulp mill, at least a portion of the reclaimed white liquor is oxidized, and the thus obtained oxidized or partially oxidized white liquor is used as a medium in the E, EO, and/or EOP bleaching step, preferably in the EO bleaching step.
[0070] Предпочтительно второй целлюлозный завод содержит установку по производству серной кислоты. Еще более предпочтительно второй целлюлозный завод также содержит узел очистки летучей золы для выборочного удаления Cl и K из цикла регенерации.[0070] Preferably, the second pulp mill includes a sulfuric acid production unit. Even more preferably, the second pulp mill also includes a fly ash cleaning unit to selectively remove Cl and K from the regeneration cycle.
[0071] При использовании химических композиций, извлекаемых из промышленного процесса, такого как целлюлозный завод, стоимость восполняющих химикатов может быть значительно снижена. Кроме того, неожиданно было обнаружено, несмотря на общий риск некоторого накопления других непроизводственных элементов в результате использования побочных продуктов и рециркуляционных потоков, соединения НПЭ с помощью имеющейся технологии могут быть удалены надлежащим образом из технологических потоков, и дальнейшего накопления можно избежать, как это описано ниже.[0071] By using chemical compositions recovered from an industrial process such as a pulp mill, the cost of replenishment chemicals can be significantly reduced. It has also surprisingly been discovered that, despite the general risk of some accumulation of other non-production elements resulting from the use of by-products and recycle streams, NPE compounds can be properly removed from process streams using available technology and further accumulation can be avoided, as described below .
[0072] Обычно установка по производству серной кислоты, подключенная к целлюлозному заводу, не может работать с высокой производительностью. Количество получаемой серной кислоты обычно находится в диапазоне от 0 до 15 кг/АДт (тонн воздушносухого материала). Входной поток установки по производству серной кислоты может состоять из сильнопахнущих газов (неконденсирующихся газов, NCG), образующихся в химическом цикле, в основном в выпарной установке. NCG не содержат натрия, что позволяет использовать простой способом управления балансом Na/S в ситуации избытка серы. Указанный входной поток может содержать сернистые газы, полученные в процессе LHT или в процессе GLSS и т.п.[0072] Typically, a sulfuric acid plant connected to a pulp mill cannot operate at high capacity. The amount of sulfuric acid produced is usually in the range from 0 to 15 kg/ADt (tons of air-dried material). The inlet stream of a sulfuric acid plant may consist of strong-smelling gases (non-condensable gases, NCGs) generated in the chemical cycle, primarily in the evaporation plant. NCGs are sodium-free, allowing an easy way to control Na/S balance in situations with excess sulfur. Said input stream may contain sour gases produced by an LHT process or a GLSS process or the like.
[0073] В некоторых вариантах реализации входной поток установки для производства серной кислоты содержит одно или более из следующего списка: CNCG (concentrated non-condensable gases, концентрированные неконденсируемые газы), CNCG от варки, CNCG от выпарной вакуумной системы, CNCG от хранилища черного щелока (BL) под давлением, CNCG от сжижения метанола, CNCG от термообработки щелока (LHT), CNCG от очистки метанола, SOG (stripper off-gases, отпарные газы), сжиженный МеОН (неочищенный), газы от отпарки зеленого щелока.[0073] In some embodiments, the sulfuric acid plant input stream comprises one or more of the following: CNCG (concentrated non-condensable gases), CNCG from digestion, CNCG from vacuum evaporation system, CNCG from black liquor storage (BL) under pressure, CNCG from methanol liquefaction, CNCG from liquor heat treatment (LHT), CNCG from methanol purification, SOG (stripper off-gases, stripping gases), liquefied MeOH (untreated), gases from green liquor stripping.
[0074] В настоящем изобретении наличие установки для производства серной кислоты является предпочтительным, поскольку она обеспечивает эффективное управление балансом Na/S в ситуации, когда увеличивается использование серосодержащих восполняющих химикатов. Количество серной кислоты, производимой установкой, с использованием настоящего изобретения может быть увеличено до уровня 30 кг H2SO4/АДт или выше.[0074] In the present invention, having a sulfuric acid production plant is advantageous because it provides effective control of the Na/S balance in a situation where the use of sulfur-containing replenishment chemicals is increasing. The amount of sulfuric acid produced by the plant using the present invention can be increased to a level of 30 kg H 2 SO 4 /ADT or higher.
[0075] Настоящее изобретение обеспечивает возможность предотвращения или снижения сброса летучей золы из регенерационного котла и отработанной кислоты из установки диоксида хлора (ClO2). Такой сброс обычно используется для избавления от накопленной в процессе серы; однако одновременно происходит потеря натрия, поскольку зола также содержит соединения натрия.[0075] The present invention provides the ability to prevent or reduce the discharge of fly ash from a recovery boiler and waste acid from a chlorine dioxide (ClO 2 ) plant. This type of dumping is usually used to get rid of the sulfur accumulated in the process; however, there is a simultaneous loss of sodium since the ash also contains sodium compounds.
[0076] Поскольку установка по производству серной кислоты решает проблему избытка серы, черный щелок может содержать высокие уровни непроизводственных элементов, которые нарушают процесс химического восстановления. Эти непроизводственные элементы происходят из древесины (сырья), воды, восполняющих химикатов или фильтрата, поступающего из отбеливания. Таким образом, в настоящем изобретении завод предпочтительно включает в себя систему для удаления непроизводственных элементов, таких как хлор и калий, из химического цикла, в частности, если альтернативным восполняющим химикатом является летучая зола с того же или другого целлюлозного завода, или любого другого выходного потока, в котором уровень непроизводственных элементов является высоким. Летучая зола может содержать значительное количество хлора и калия.[0076] Because the sulfuric acid plant deals with the problem of excess sulfur, black liquor may contain high levels of non-productive elements that interfere with the chemical recovery process. These non-productive elements come from wood (raw materials), water, replenishing chemicals or leachate from bleaching. Thus, in the present invention, the plant preferably includes a system for removing non-production elements such as chlorine and potassium from the chemical cycle, particularly if the alternative make-up chemical is fly ash from the same or another pulp mill, or any other output stream , in which the level of non-productive elements is high. Fly ash can contain significant amounts of chlorine and potassium.
[0077] Известны различные процессы удаления НПЭ из химического цикла. Такие процессы могут использоваться, если уровни Cl или K в регенерационном котле слишком высоки. Такая ситуация может возникнуть, когда сырье (древесина), восполняющие химикаты, вода и/или фильтрат, возвращенный после отбеливания, содержат большое количество Cl и/или K. Использование части фильтрата от отбеливания ECF в последующей промывке кислородом после кислородной делигнификации или в промывке коричневого сырья после делигнификации особенно увеличивает содержание Cl в химическом цикле регенерации. Обычно количество Cl не может превышать 2 мас.%, а количество K не может превышать 3 мас.% в летучей золе из регенерационного котла, в качестве примера. Эти значения зависят от материалов регенерационного котла, а также используемых давления и температуры.[0077] Various processes are known for removing NPE from the chemical cycle. Such processes may be used if Cl or K levels in the recovery boiler are too high. This situation may arise when the raw material (wood), replenishment chemicals, water and/or bleaching return leachate contain large amounts of Cl and/or K. Using part of the ECF bleaching leachate in a subsequent oxygen wash after oxygen delignification or in a brown wash raw materials after delignification especially increases the Cl content in the chemical regeneration cycle. Generally, the amount of Cl cannot exceed 2 mass% and the amount of K cannot exceed 3 mass% in the fly ash from a recovery boiler, as an example. These values depend on the materials of the recovery boiler and the pressure and temperature used.
[0078] В некоторых вариантах реализации изобретения Cl и K удаляют из цикла регенерации любым из следующих способов: выщелачиванием (ALE), выпарной кристаллизацией (ARC), замораживающей кристаллизацией или ионным обменом.[0078] In some embodiments, Cl and K are removed from the regeneration cycle by any of the following methods: leaching (ALE), evaporation crystallization (ARC), freeze crystallization, or ion exchange.
[0079] Настоящее изобретение также обеспечивает возможность ввода летучей золы, полученной на другом целлюлозном заводе, с использованием системы для удаления НПЭ выпарной кристаллизацией (ARC) или выщелачиванием (ALE), в частности, если зола содержит большие количества Cl и/или K.[0079] The present invention also provides the ability to introduce fly ash from another pulp mill using an evaporative crystallization (ARC) or leaching (ALE) NPE removal system, particularly if the ash contains large amounts of Cl and/or K.
[0080] Примерами систем для удаления НПЭ являются система удаления золы повторной выпарной кристаллизацией (Ash Re-Crystallization, ARC) или система удаления золы выщелачиванием (Ash Leaching system, ALE), поставляемые компанией Andritz.[0080] Examples of NPE removal systems are the Ash Re-Crystallization (ARC) ash removal system or the Ash Leaching system (ALE) available from Andritz.
[0081] В процессе выпарной кристаллизации (ARC) зола полностью растворяется в чистом конденсате (или другом источнике воды, не содержащем кальция). После растворения зольный раствор закачивают в кристаллизатор, где воду выпаривают до осаждения из раствора сульфата натрия и карбоната натрия. Осажденные кристаллы направляют в сгуститель и разделяют, например, с помощью центрифуги с пульсирующей выгрузкой. Большая часть отделенной жидкости рециркулируется в кристаллизатор для минимизации потерь натрия. Оставшуюся жидкость очищают для удаления растворенного хлорида и калия из химического цикла.[0081] In the evaporative crystallization (ARC) process, the ash is completely dissolved in the clean condensate (or other calcium-free water source). After dissolution, the ash solution is pumped into the crystallizer, where the water is evaporated until sodium sulfate and sodium carbonate precipitate from the solution. The precipitated crystals are sent to a thickener and separated, for example, using a pulsating centrifuge. Most of the separated liquid is recycled to the crystallizer to minimize sodium losses. The remaining liquid is purified to remove dissolved chloride and potassium from the chemical cycle.
[0082] При выщелачивании золы (ash leaching, ALE) указанная зола из электростатического осадителя (ЭСО) частично растворяется в горячем вторичном конденсате из испарителей. После частичного растворения твердые частицы и жидкость разделяют с помощью центрифуги. Твердые вещества в основном состоят из сульфата натрия и карбоната натрия, в то время как фильтрат богат хлоридом и калием. После разделения твердые вещества смешивают с тяжелым черным щелоком. Часть жидкой фракции выводят из системы для удаления Cl и K. Остальной фильтрат возвращают в резервуар для выщелачивания для предотвращения избыточного растворения натрия из золы из электростатического осадителя (ЭСО).[0082] In ash leaching (ALE), said ash from the electrostatic precipitator (ESP) is partially dissolved in the hot secondary condensate from the evaporators. After partial dissolution, the solids and liquid are separated using a centrifuge. The solids mainly consist of sodium sulfate and sodium carbonate, while the filtrate is rich in chloride and potassium. Once separated, the solids are mixed with heavy black liquor. A portion of the liquid fraction is removed from the system to remove Cl and K. The remaining filtrate is returned to the leach tank to prevent excess sodium dissolution from the electrostatic precipitator (ESP) ash.
[0083] В одном варианте реализации завод включает в себя установку для производства таллового масла. Установка по производству таллового масла получает мыло таллового масла из варочной и/или выпарной установок, в которых мыло таллового масла отделяется от черного щелока. Указанное мыло необходимо отделить, поскольку оно нарушает работу выпарной установки и, кроме того, является ценным побочным потоком. Восполняющую серную кислоту, например, с установки по производству серной кислоты, добавляют для приготовления сырого таллового масла из мыла таллового масла. Одним из способов уменьшения количества восполняющей серной кислоты является использование диоксида углерода для подкисления мыла таллового масла. Однако указанный процесс на основе СО2 не очень эффективен, и определенное количество серной кислоты все же должно подаваться вместе с СО2. Преимущество применения настоящего изобретения заключается в том, что ввод СО2 может быть исключен или по меньшей мере уменьшен.[0083] In one embodiment, the plant includes a tall oil production facility. The tall oil plant receives tall oil soap from digesters and/or evaporators in which the tall oil soap is separated from the black liquor. This soap must be separated because it disrupts the evaporator and is also a valuable side stream. Replenishing sulfuric acid, for example from a sulfuric acid plant, is added to prepare crude tall oil from tall oil soap. One way to reduce the amount of replenishing sulfuric acid is to use carbon dioxide to acidify tall oil soap. However, this CO 2 -based process is not very efficient and a certain amount of sulfuric acid must still be supplied along with the CO 2 . The advantage of using the present invention is that the input of CO 2 can be eliminated or at least reduced.
[0084] В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения часть фильтрата с этапа отбеливания, предпочтительно с этапа отбеливания Е, ЕО, ЕОР, Р или РО может быть возвращена на этап промывки стадии кислородной делигнификации.[0084] In accordance with a preferred embodiment of the invention, a portion of the filtrate from the bleaching step, preferably from the E, EO, EOP, P or PO bleaching step, can be returned to the washing step of the oxygen delignification step.
[0085] В одном варианте реализации часть фильтрата с этапа отбеливания, предпочтительно из этапа отбеливания ЕО, возвращают в химический цикл. Таким образом Na может быть возвращен в химический цикл. Предпочтительно целлюлозный завод в этом случае содержит установку для выборочного удаления непроизводственных элементов, таких как Cl и K, из цикла химической регенерации.[0085] In one embodiment, a portion of the filtrate from the bleaching step, preferably from the EO bleaching step, is recycled to the chemical cycle. In this way Na can be returned to the chemical cycle. Preferably the pulp mill in this case comprises a facility for selectively removing non-productive elements such as Cl and K from the chemical recovery cycle.
[0086] В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения по меньшей мере часть серной кислоты, которая была произведена из ввода серы, полученной из восполняющего сульфата натрия и/или восполняющей летучей золы, используется для отделения мыла таллового масла от черного щелока, в частности, путем подкисления.[0086] In accordance with some embodiments of the invention, at least a portion of the sulfuric acid that was produced from the sulfur input obtained from the sodium sulfate replenishment and/or fly ash replenishment is used to separate the tall oil soap from the black liquor, in particular by acidification.
[0087] Продукт согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой беленую целлюлозу, такую как беленая крафт-целлюлоза.[0087] The product of the present invention is preferably a bleached pulp, such as bleached kraft pulp.
[0088] Настоящая технология особенно хорошо подходит для изготовления беленой крафт-целлюлозы. Отбеливание может быть выполнено традиционным отбеливанием без использования элементарного хлора (ECF) или отбеливанием полностью без использования соединений хлора (TCF). Химические вещества для отбеливания обычно выбирают из диоксида хлора, газообразного кислорода, пероксидов водорода и пероксидных соединений, серной кислоты, озона и их сочетаний. Обычно стадию кислородной делигнификации сначала выполняют после варки (делигнификации) для удаления большей части лигнина, оставшегося после варки. После кислородной делигнификации выполняют промывку.[0088] The present technology is particularly well suited for the production of bleached kraft pulp. Bleaching can be done by traditional elemental chlorine free (ECF) or completely chlorine free (TCF) bleaching. Bleaching chemicals are typically selected from chlorine dioxide, oxygen gas, hydrogen peroxides and peroxide compounds, sulfuric acid, ozone, and combinations thereof. Typically, an oxygen delignification step is first performed after cooking (delignification) to remove most of the lignin remaining after cooking. After oxygen delignification, washing is performed.
[0089] На этапах щелочной обработки рН на этапах отбеливания обычно находится в диапазоне от 9 до 11, например от 9,5 до 10,0. На этапах кислотной обработки рН при отбеливании (окончательный рН) обычно составляет от 2 до 5,5, например от 3 до 4,5. В одном варианте реализации целлюлозную массу, полученную на стадии варки целлюлозы, подвергают отбеливанию полностью без использования элементарного хлора, используя, например, озон, пероксид, кислород или их сочетание, с предпочтительным включением по меньшей мере одного этапа щелочного окисления.[0089] During the alkaline treatment steps, the pH of the bleaching steps is typically in the range of 9 to 11, such as 9.5 to 10.0. During the acid treatment steps, the bleaching pH (final pH) is typically between 2 and 5.5, for example between 3 and 4.5. In one embodiment, the pulp produced from the pulping step is bleached entirely without the use of elemental chlorine, using, for example, ozone, peroxide, oxygen, or a combination thereof, preferably including at least one alkaline oxidation step.
[0090] В одном варианте реализации отбеливание выполняют при нормальном атмосферном давлении. Еще в одном варианте реализации отбеливание выполняют при избыточном давлении, которое обычно в 1,05-10 раз превышает нормальное атмосферное давление.[0090] In one embodiment, bleaching is performed at normal atmospheric pressure. In yet another embodiment, bleaching is performed under pressure, which is typically 1.05 to 10 times normal atmospheric pressure.
[0091] В одном варианте реализации целлюлозу, полученную на стадии кислородной делигнификации, подвергают стадии отбеливания диоксидом хлора, которая включает по меньшей мере первый этап отбеливания диоксидом хлора, выполняемый при кислотном рН, второй этап отбеливания диоксидом хлора, выполняемый при кислотном рН, и промежуточный этап щелочного окисления, выполняемый между первым и вторым этапами отбеливания диоксидом хлора.[0091] In one embodiment, the pulp produced from the oxygen delignification step is subjected to a chlorine dioxide bleaching step, which includes at least a first chlorine dioxide bleaching step performed at an acidic pH, a second chlorine dioxide bleaching step performed at an acidic pH, and an intermediate an alkaline oxidation step performed between the first and second chlorine dioxide bleaching steps.
[0092] Первая стадия отбеливания диоксидом хлора (стадия DO) может потребовать кислоту для регулирования рН, и требуется ввод серной кислоты.[0092] The first stage of chlorine dioxide bleaching (DO stage) may require an acid to adjust the pH and requires the introduction of sulfuric acid.
[0093] После стадии кислородной делигнификации и перед стадией D может следовать так называемая стадия «А». На стадии А также необходим ввод серной кислоты.[0093] After the oxygen delignification stage and before the D stage, a so-called “A” stage may follow. At stage A, the introduction of sulfuric acid is also necessary.
[0094] В одном варианте реализации этап окисления при отбеливании диоксидом хлора выполняют в щелочной среде с конечным рН от 9 до 11 в присутствии окислителя, выбранного из группы газообразного кислорода, пероксида и их сочетаний.[0094] In one embodiment, the oxidation step of chlorine dioxide bleaching is performed in an alkaline environment with a final pH of 9 to 11 in the presence of an oxidizing agent selected from the group of oxygen gas, peroxide, and combinations thereof.
[0095] На щелочной стадии может быть использован любой щелочной агент для регулирования конечного рН в диапазоне от около 9 до 11. В одном предпочтительном варианте реализации по меньшей мере часть белого щелока, регенерированного в циркуляции химического восстановления на целлюлозном заводе, окисляют и используют в качестве щелочного агента на этапе щелочного окисления в процессе получения диоксида хлора.[0095] In the alkaline stage, any alkaline agent can be used to control the final pH in the range of about 9 to 11. In one preferred embodiment, at least a portion of the white liquor recovered from the pulp mill's chemical reduction loop is oxidized and used as alkaline agent at the alkaline oxidation stage in the process of producing chlorine dioxide.
[0096] В одном варианте реализации по меньшей мере 50 мол.%, в частности по меньшей мере 75 мол.%, щелочного агента щелочной среды на этапе окисления при отбеливании диоксидом хлора состоит из окисленного белого щелока.[0096] In one embodiment, at least 50 mol.%, in particular at least 75 mol.%, of the alkaline agent of the alkaline environment in the oxidation step of chlorine dioxide bleaching consists of oxidized white liquor.
[0097] В одном варианте реализации по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окисляют, и полученный таким образом окисленный или частично окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления, причем этот этап предпочтительно представляет собой этап ЕО. Более предпочтительно при этом по меньшей мере 10% NaOH, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 90% замещают другим содержащим натрий химическим веществом, которое содержит сульфат натрия или состоит из сульфата натрия, происходящего из внешнего источника, то есть поступает на целлюлозный завод снаружи. Преимущество использования вышеописанных процессов (использования окисленного белого щелока и использования внешнего сульфата натрия в качестве восполняющего химиката) на целлюлозном заводе заключается в том, что баланс Na/S целлюлозного завода можно эффективно и экономично регулировать.[0097] In one embodiment, at least a portion of the reclaimed white liquor is oxidized, and the resulting oxidized or partially oxidized white liquor is used as a medium in an alkaline oxidation step, which step is preferably an EO step. More preferably, at least 10% of NaOH, preferably at least 50%, more preferably at least 90% is replaced by another sodium-containing chemical that contains sodium sulfate or consists of sodium sulfate originating from an external source, i.e. comes from to the pulp mill outside. The advantage of using the above processes (using oxidized white liquor and using external sodium sulfate as a make-up chemical) in a pulp mill is that the Na/S balance of the pulp mill can be controlled efficiently and economically.
[0098] В одном варианте реализации по меньшей мере часть регенерированного белого щелока частично или полностью окислена, и полученный таким образом окисленный или частично окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления при отбеливании, который предпочтительно представляет собой этап ЕО. В предпочтительных вариантах реализации указанный окисленный или частично окисленный белый щелок также используют для регулирования рН потока сточных вод целлюлозного завода. Еще более предпочтительно при этом по меньшей мере 10% восполняющего NaOH, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 90% заменено другим содержащим натрий восполняющим химикатом, который содержит сульфат натрия или состоит из сульфата натрия, происходящего из внутреннего или внешнего источника. Преимущество использования всех описанных выше процессов (использования окисленного белого щелока и использования внешнего или внутреннего сульфата натрия в качестве восполняющего химиката) на целлюлозном заводе заключается в том, что баланс Na/S целлюлозного завода можно эффективно и экономично регулировать.[0098] In one embodiment, at least a portion of the reclaimed white liquor is partially or completely oxidized, and the resulting oxidized or partially oxidized white liquor is used as a medium in the alkaline oxidation step of bleaching, which is preferably an EO step. In preferred embodiments, said oxidized or partially oxidized white liquor is also used to control the pH of the pulp mill wastewater stream. Even more preferably, at least 10% of the replenishing NaOH, preferably at least 50%, more preferably at least 90% is replaced by another sodium-containing replenishing chemical that contains sodium sulfate or consists of sodium sulfate originating from an internal or external source . The advantage of using all the processes described above (using oxidized white liquor and using external or internal sodium sulfate as a replenishment chemical) in a pulp mill is that the Na/S balance of the pulp mill can be controlled efficiently and economically.
[0099] В одном варианте реализации по меньшей мере часть регенерированного белого щелока частично или полностью окислена, и полученный таким образом окисленный или частично окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления при отбеливании, который предпочтительно представляет собой этап ЕО. Поскольку содержание NaOH в окисленном белом щелоке является довольно низким, указанный способ применения окисленного белого щелока предпочтительно сочетается с использованием сульфата натрия, который был получен в виде побочных продуктов и остатков целлюлозного завода в качестве восполняющего химиката для компенсации потерь натрия.[0099] In one embodiment, at least a portion of the reclaimed white liquor is partially or completely oxidized, and the resulting oxidized or partially oxidized white liquor is used as a medium in the alkaline oxidation step of bleaching, which is preferably an EO step. Since the NaOH content of the oxidized white liquor is quite low, this method of using the oxidized white liquor is preferably combined with the use of sodium sulfate, which was obtained as by-products and pulp mill residues as a replenishment chemical to compensate for sodium losses.
[00100] Сток с этапа щелочного окислительного отбеливания может быть устранен. Однако предпочтительно по меньшей мере часть сточных вод извлекают и рециркулируют. В одном варианте реализации по меньшей мере 50 мас.% стока на этапе щелочного окисления рециркулируют в химическую рециркуляцию целлюлозного завода для регенерации белого щелока.[00100] The effluent from the alkaline oxidative bleaching step can be eliminated. However, preferably at least a portion of the wastewater is recovered and recycled. In one embodiment, at least 50 wt.% of the effluent from the alkaline oxidation step is recycled to the chemical recycle of the pulp mill for white liquor recovery.
[00101] Кроме того, один из вариантов реализации настоящей технологии включает способ получения беленой целлюлозной массы на целлюлозном заводе с использованием крафт-процесса, причем[00101] In addition, one embodiment of the present technology includes a method of producing bleached pulp in a pulp mill using a kraft process, wherein
- целлюлозу получают из лигноцеллюлозного сырья на стадии делигнификации (варки) с использованием варочного раствора, содержащего белый щелок, который регенерируют в химической рециркуляции целлюлозного завода; и- cellulose is obtained from lignocellulosic raw materials at the delignification (cooking) stage using a cooking solution containing white liquor, which is regenerated in the chemical recycling of the pulp mill; And
- указанную целлюлозу, полученную на стадии делигнификации (варки), подвергают отбеливанию.- the specified cellulose obtained at the stage of delignification (cooking) is subjected to bleaching.
[00102] В некоторых вариантах реализации указанного выше способа последовательность отбеливания представляет собой либо отбеливание ECF, либо отбеливание TCF.[00102] In some embodiments of the above method, the bleaching sequence is either an ECF bleach or a TCF bleach.
[00103] В одном варианте реализации сульфат натрия и в случае необходимости другие соли натрия, используемые в качестве основного восполняющего химиката для компенсации потерь натрия, подают в химическую рециркуляцию целлюлозного завода для регенерации белого щелока.[00103] In one embodiment, sodium sulfate, and optionally other sodium salts used as the primary replenishment chemical to compensate for sodium losses, is fed to the pulp mill chemical recycle to regenerate the white liquor.
[00104] Таким образом, в одном варианте реализации настоящая технология обеспечивает способ получения гидроксида натрия путем традиционной химической рекуператорной рециркуляции на целлюлозном заводе для использования не только в делигнифицирующем щелоке, т.е. в белом щелоке, но и в других процессах, где присутствуют щелочные условия.[00104] Thus, in one embodiment, the present technology provides a method for producing sodium hydroxide by conventional chemical recovery recirculation in a pulp mill for use not only in delignifying liquor, i.e. in white liquor, but also in other processes where alkaline conditions are present.
[00105] Предпочтительно по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окисляют, и полученный таким образом окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления при отбеливании диоксидом хлора (ECF) или отбеливании TCF. Кроме того, сульфат натрия используют в качестве основного восполняющего химиката для компенсации потерь натрия, при этом сульфат натрия по меньшей мере частично подают в химическую рециркуляцию целлюлозного завода для регенерации белого щелока.[00105] Preferably, at least a portion of the reclaimed white liquor is oxidized, and the thus obtained oxidized white liquor is used as a medium in the alkaline oxidation step of chlorine dioxide bleaching (ECF) or TCF bleaching. In addition, sodium sulfate is used as the primary replenishment chemical to compensate for sodium losses, with sodium sulfate at least partially fed into the pulp mill chemical recycle for white liquor recovery.
[00106] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окисляют, и полученный таким образом окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе щелочного окисления в процессе отбеливания, который может представлять собой, например, процесс отбеливания ECF или процесс отбеливания TCF, для восполнения по меньшей мере части NaOH, который используют в качестве отбеливающего агента, или для регулирования рН.[00106] In some embodiments, at least a portion of the reclaimed white liquor is oxidized, and the thus obtained oxidized white liquor is used as a medium in the alkaline oxidation step of a bleaching process, which may be, for example, an ECF bleaching process or a TCF bleaching process, to replenish at least a portion of the NaOH that is used as a bleaching agent, or to adjust the pH.
[00107] Окисленный белый щелок можно использовать на любом этапе варки или регенерации, требующем регулирования рН. Окисленный белый щелок также может быть выведен и транспортирован на другой целлюлозный завод для использования на нем, особенно если принимающий завод не включает в себя систему удаления НПЭ, а отправляющий завод включает.[00107] Oxidized white liquor can be used in any digestion or regeneration step that requires pH adjustment. Oxidized white liquor may also be removed and transported to another pulp mill for use there, especially if the receiving mill does not include an NPE removal system but the sending mill does.
[00108] В предпочтительных вариантах реализации древесина, используемая в качестве сырья в указанном способе, содержит древесину мягких пород, таких как сосна или ель, или древесину твердых пород, таких как береза, осина, тополь, ольха, клен, хлопковое дерево или эвкалипт, или другие, включая смешанную древесину твердых пород тропического происхождения. Однако также могут возникать сомнения в отношении других сырьевых материалов, таких как кольцесосудистые и многолетние растительные материалы, такие как солома зерновых культур, канареечник тростниковый и багасса.[00108] In preferred embodiments, the wood used as a raw material in the method comprises softwood, such as pine or spruce, or hardwood, such as birch, aspen, poplar, alder, maple, cottonwood, or eucalyptus, or others, including tropical mixed hardwoods. However, concerns may also arise regarding other raw materials such as annular and perennial plant materials such as cereal straw, reed canarygrass and bagasse.
[00109] В предпочтительном варианте реализации восполняющий химикат для компенсации потерь натрия содержит сульфат натрия или смесь сульфата натрия и карбоната натрия, или состоит из указанных веществ, полученных в виде внутренних или внешних побочных продуктов и остатков целлюлозного завода. Кроме того, по меньшей мере часть регенерированного белого щелока окисляют, и полученный таким образом окисленный или частично окисленный белый щелок используют в качестве среды на этапе ЕО отбеливания. Кроме того, часть фильтрата с этапа отбеливания ЕО возвращают в химический цикл. В этом варианте реализации, предпочтительно целлюлозный завод содержит установку для выборочного удаления непроизводственных элементов, таких как Cl и K, из цикла химической регенерации. В этом варианте реализации функционирование линии производства волокна и функционирование линии регенерации обеспечивают синергию и эффективный способ управления балансом Na/S целлюлозного завода.[00109] In a preferred embodiment, the replenishment chemical to compensate for sodium losses comprises sodium sulfate or a mixture of sodium sulfate and sodium carbonate, or consists of these substances obtained as internal or external by-products and residues of the pulp mill. In addition, at least a portion of the regenerated white liquor is oxidized, and the thus obtained oxidized or partially oxidized white liquor is used as a medium in the EO bleaching step. In addition, part of the filtrate from the EO bleaching stage is returned to the chemical cycle. In this embodiment, preferably the pulp mill includes a unit for selectively removing non-productive elements such as Cl and K from the chemical recovery cycle. In this embodiment, the operation of the fiber production line and the operation of the recovery line provide synergy and an efficient way to control the Na/S balance of the pulp mill.
[00110] Как показано на сопроводительном чертеже, на ФИГ. 1 схематически проиллюстрирована работа и организация целлюлозного завода в соответствии по меньшей мере с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения.[00110] As shown in the accompanying drawing, FIG. 1 schematically illustrates the operation and organization of a pulp mill in accordance with at least some embodiments of the present invention.
[00111] Завод обычно разделен на линию производства волокна и линию регенерации. На линии производства волокна древесное сырье преобразуется в целлюлозу. На линии регенерации обрабатываются и циркулируют питательные среды и химикаты химического цикла. Также рекуперируется энергия, содержащаяся в древесном материале.[00111] The plant is typically divided into a fiber production line and a recovery line. In the fiber production line, wood raw materials are converted into cellulose. The regeneration line processes and circulates nutrient media and chemicals from the chemical cycle. The energy contained in the wood material is also recovered.
[00112] Древесное сырье обычно представляет собой мягкую древесину, например, сосну или ель, или твердую древесину, например, березу, хотя могут быть использованы и другие сырьевые материалы, как обсуждалось выше. Процесс линии производства волокна начинается с окорения и расщепления 2 древесины, сбора древесной щепы в штабеля 3, просеивания 4 древесной щепы, с последующим направлением просеянной щепы в варочный котел 5. Полученную кору сушат 1 и затем газифицируют в печи для обжига извести.[00112] The wood raw material is typically softwood, such as pine or spruce, or hardwood, such as birch, although other raw materials may be used, as discussed above. The process of the fiber production line begins with debarking and splitting 2 wood, collecting wood chips into
[00113] В варочном котле 5 щепу делигнируют в белом щелоке для удаления лигнина, сохраняя при этом волокна как можно более неповрежденными. Делигнифицированную щепу промывают и просеивают 6. После чего выполняют кислородную делигнификацию 7 и этапы 8 отбеливания. Химические вещества, которые могут быть использованы на этапах делигнификации и отбеливания, включают MgSO4, серную кислоту, пероксид водорода, кислород, NaOH и ClO2. На всех или некоторых из этих этапов можно использовать окисленный белый щелок. Серная кислота, полученная на установке 11 по производству серной кислоты, может быть передана на этап 8 отбеливания.[00113] In
[00114] Беленую целлюлозу сушат 9, укладывают в тюки 10, а затем доставляют потребителям.[00114] The bleached pulp is dried 9, baled 10, and then delivered to consumers.
[00115] На линии регенерации отработанный белый щелок (черный щелок) из варочного котла подается в выпарную установку 12, из которой концентрированный черный щелок (тяжелый черный щелок) направляется в регенерационный котел 16. Регенерационный котел вырабатывает твердые частицы (плав), которые направляют в цикл регенерации, состоящий из установки 15 повторной каустизации и известеобжигательной печи 14. Плав смешивают со слабым белым щелоком с получением так называемого зеленого щелока и обрабатывают на установке повторной каустизации с получением белого щелока, содержащего щелочные варочные химикаты, из которых выделяют известковый шлам. Затем в известеобжигательной печи обжигают указанный известковый шлам для получения обожженной извести для повторного использования. Лигнин может быть отделен на установке 22 от черного щелока путем подкисления, например, с использованием серной кислоты (например, с установки 11), и промыт, а промывочные жидкости после лигнина возвращают обратно в выпарную установку 12.[00115] In the regeneration line, spent white liquor (black liquor) from the digester is fed to the
[00116] Конденсат из выпарной установки 12 может быть передан на этап 8 отбеливания и/или на этап промывки кислородной делигнификации 7.[00116] The condensate from the
[00117] Предпочтительно часть регенерированного белого щелока направляется не в варочный котел 5, а на этапы кислородной делигнификации 7 и/или отбеливания 8, чтобы использоваться в качестве восполняющего NaOH. Этот побочный поток окисляют.[00117] Preferably, a portion of the reclaimed white liquor is sent not to the
[00118] Регенерационный котел 16 также выпускает летучую золу и пар. Летучая зола может быть сброшена в отвал, возвращена непосредственно в химический цикл или сначала обработана для удаления Cl и/или K, а затем возвращена в химический цикл. Горячий пар, производимый в регенерационном котле 16, большей частью направляют в турбину 17 для подачи отработавшего пара и выработки электроэнергии, которая может быть использована самим заводом или снаружи. Дымовые газы, образующиеся в регенерационном котле 16 и известеобжигательной печи 14, фильтруют с помощью электрофильтров 19 и 18. Золу из осадителя 19 подают как в выпарную установку 12, так и в систему удаления НПЭ (25, в данном случае также называемую «ARC»).[00118] The
[00119] Концентрированные серосодержащие сильнопахнущие газы, исходящие из выпарной установки 12, варочного котла 5 или установки 15 повторной каустизации, направляют либо в регенерационный котел 16, либо в известеобжигательную печь 14, либо в установку 11 по производству серной кислоты. Слабопахнущие газы 20 подают в котел.[00119] The concentrated sulfur-containing strong-odorous gases emanating from the
[00120] Продукты GLSS (green liquor simplified stripping, упрощенной отпарки зеленого щелока) с установки 15 повторной каустизации могут направляться на установку 11 по производству серной кислоты.[00120] GLSS (green liquor simplified stripping) products from the
[00121] Указанный завод включает в себя установку 21 биологической очистки сточных вод.[00121] Said plant includes 21 biological wastewater treatment plants.
[00122] В установке 24 ClO2 в качестве сырья используют NaClO3 и серную кислоту (с установки по производству серной кислоты). Установка производит ClO2, который направляют на этап 8 отбеливания, и отработанную кислоту, которая содержит сульфат натрия или сесквисульфат. Отработанную кислоту направляют в выпарную установку 12.[00122] The ClO 2 unit 24 uses NaClO 3 and sulfuric acid (from a sulfuric acid production unit) as feedstock. The plant produces ClO 2 , which is sent to the bleaching stage 8, and waste acid, which contains sodium sulfate or sesquisulfate. The spent acid is sent to
[00123] Указанный завод включает в себя установку 13 по производству таллового масла. Установка по производству таллового масла принимает мыло таллового масла из варочной и/или выпарной установки 12 и серную кислоту из установки 11 по производству серной кислоты. Маточный щелок (рассол), полученный в процессе производства таллового масла, содержит соединения серы. Он возвращается в выпарную установку, что означает, что больше серы поступает в тяжелый черный щелок и, следовательно, в химический цикл.[00123] Said plant includes a tall
[00124] В варианте реализации по ФИГ. 1 восполняющий сульфат натрия подают в выпарную установку 12. Если летучая зола с другого целлюлозного завода используется в качестве натрийсодержащего восполняющего химиката, предпочтительно подавать летучую золу непосредственно в систему 25 удаления золы повторной выпарной кристаллизацией (ARC), поскольку зола может содержать НПЭ. В качестве альтернативы летучая зола с другого целлюлозного завода может подаваться в выпарную установку 12. Стоки из системы 25 удаления золы повторной выпарной кристаллизацией (ARC) направляются в установку 21 биологической очистки сточных вод. Отходы, содержащие Na и S, с другого целлюлозного завода или из других внешних источников, таких как металлургические или химические предприятия, могут направляться в систему 25 удаления золы повторной выпарной кристаллизацией (ARC) или выпарную установку 12.[00124] In the embodiment of FIG. 1, sodium sulfate replenishment is supplied to the
[00125] Следует понимать, что описанные варианты реализации настоящего изобретения не ограничены конкретными структурами, технологическими этапами или материалами, раскрытыми в настоящем документе, а распространяются на их эквиваленты, как должно быть понятно специалистам в соответствующей области техники. Также следует понимать, что используемая в настоящем документе терминология предназначена лишь для описания конкретных вариантов реализации и не предназначена для ограничения.[00125] It should be understood that the described embodiments of the present invention are not limited to the specific structures, process steps or materials disclosed herein, but are extended to equivalents thereof, as will be appreciated by those skilled in the art. It should also be understood that the terminology used herein is intended to describe specific implementations only and is not intended to be limiting.
[00126] Упоминание в тексте описания «одного варианта реализации» или «варианта реализации» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанная в отношении указанного варианта реализации, включена по меньшей мере в один вариант реализации настоящего изобретения. Таким образом, появление выражений «в одном варианте реализации» или «в варианте реализации» в различных местах настоящего описания не обязательно относится к одному и тому же варианту реализации.[00126] Reference in the specification to “one embodiment” or “an embodiment” means that the particular feature, structure, or characteristic described with respect to the specified embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, the appearance of the expressions “in one embodiment” or “in an embodiment” in different places herein does not necessarily refer to the same embodiment.
[00127] В данном контексте множество объектов, конструктивных элементов, композиционных элементов и/или материалов может быть представлено для удобства в общем списке. Однако такие списки следует толковать так, как если бы каждый член списка был специально указан как отдельный и уникальный элемент. Таким образом, ни один отдельный элемент такого списка не следует толковать как фактический эквивалент любого другого элемента того же списка исключительно на основании того, что они представлены в общей группе, без указания обратного. Кроме того, различные варианты реализации и пример согласно настоящему изобретению могут быть упомянуты в данном контексте вместе с альтернативными вариантами различных их компонентов. Следует понимать, что такие варианты реализации, примеры и альтернативные варианты не следует толковать как фактические эквиваленты друг друга, а следует понимать как отдельные и независимые формы представления настоящего изобретения.[00127] In this context, a plurality of objects, structural elements, compositional elements and/or materials may be presented for convenience in a general list. However, such lists should be interpreted as if each member of the list was specifically identified as a separate and unique item. Thus, no individual element of such a list should be construed as being effectively equivalent to any other element of the same list solely on the basis of their representation in a general group, without indication to the contrary. Moreover, various embodiments and example according to the present invention may be mentioned herein along with alternative embodiments of various components thereof. It should be understood that such embodiments, examples and alternatives are not to be construed as substantially equivalent to each other, but rather are to be understood as separate and independent presentations of the present invention.
[00128] Кроме того, описанные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или более вариантах реализации. В следующем описании представлены различные конкретные детали, такие как примеры длин, ширин, форм и т.д., для обеспечения полного понимания вариантов реализации настоящего изобретения. Однако специалистам в соответствующей области техники понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без одной или более указанных конкретных деталей или с применением других способов, компонентов, материалов и т.д. В других случаях не показаны или подробно не описаны общеизвестные конструкции, материалы или технологические этапы во избежание затруднения понимания аспектов настоящего изобретения.[00128] Additionally, the described features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments. The following description sets forth various specific details, such as examples of lengths, widths, shapes, etc., in order to provide a thorough understanding of the embodiments of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without one or more of these specific details or using other methods, components, materials, etc. In other cases, generally known structures, materials, or process steps are not shown or described in detail to avoid obscuring aspects of the present invention.
[00129] Несмотря на то, что приведенные выше примеры иллюстрируют принципы настоящего изобретения в одном или более конкретных применениях, специалистам в данной области техники понятно, что могут быть сделаны различные модификации формы, применения и деталей воплощения без проявления изобретательских способностей и без отступления от принципов и концепций настоящего изобретения. Соответственно, не предусмотрено иного ограничения настоящего изобретения, кроме формулы изобретения, приведенной ниже.[00129] While the above examples illustrate the principles of the present invention in one or more specific applications, those skilled in the art will appreciate that various modifications in form, application, and embodiment details can be made without the exercise of inventive skill or departure from the principles and the concepts of the present invention. Accordingly, no limitation of the present invention is intended other than the claims set forth below.
[00130] Глаголы «содержать» и «включать» использованы в настоящем документе в качестве открытых ограничений, которые не исключают и не требуют существования также неуказанных признаков. Признаки, указанные в прилагаемой формуле изобретения, можно свободно комбинировать друг с другом, если специально не указано иное. Кроме того, следует понимать, что применение терминов в форме единственного числа в настоящем документе не исключает формы множественного числа.[00130] The verbs “comprise” and “include” are used herein as open-ended restrictions that do not exclude or require the existence of unspecified features as well. The features specified in the attached claims can be freely combined with each other unless specifically stated otherwise. In addition, it should be understood that the use of terms in the singular form herein does not exclude the plural form.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
[00131] Настоящее изобретение промышленно применимо по меньшей мере в производстве целлюлозы, в частности беленой целлюлозы.[00131] The present invention is industrially applicable at least in the production of pulp, in particular bleached pulp.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙLIST OF ABBREVIATIONS
НПЭ непроизводственный элементNPE non-production element
ECF без использования элементарного хлораECF without elemental chlorine
TCF полностью без использования хлораTCF completely chlorine free
LHT термообработка щелокаLHT heat treatment of liquor
GLSS упрощенная отпарка зеленого щелокаGLSS simplified green liquor stripping
ЭСО электростатический осадительESO electrostatic precipitator
LCHV низкая концентрация, большой объем.LCHV low concentration, high volume.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCE SYMBOLS
1. Сушка коры1. Drying the bark
2. Окорение и расщепление2. Debarking and splitting
3. Отвалы щепы3. Chip dumps
4. Просеивание щепы4. Sifting wood chips
5. Варка (делигнификация)5. Cooking (delignification)
6. Промывка, сортировка6. Washing, sorting
7. Кислородная делигнификация7. Oxygen delignification
8. Отбеливание8. Whitening
9. Сушка9. Drying
10. Укладка в тюки10. Baling
11. Установка по производству серной кислоты11. Sulfuric acid production plant
12. Выпарная установка12. Evaporation unit
13. Варка таллового масла13. Cooking tall oil
14. Известеобжигательная печь14. Lime kiln
15. Повторная каустизация15. Re-causticization
16. Регенерационный котел16. Regeneration boiler
17. Турбина, генератор17. Turbine, generator
18. Электростатические осадители (ЭСО) известеобжигательной печи18. Electrostatic precipitators (ESP) of a lime kiln
19. Электростатические осадители (ЭСО) регенерационного котла19. Electrostatic precipitators (ESP) of the regeneration boiler
20. Разбавленные сильнопахнущие газы, газы LCHV20. Dilute strong odor gases, LCHV gases
21. Установка биологической очистки сточных вод21. Biological wastewater treatment plant
22. Выделение лигнина22. Isolation of lignin
24. Установка ClO2 24. ClO 2 installation
25. ARC (система удаления НПЭ).25. ARC (NPE removal system).
Claims (51)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195108 | 2019-02-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021123028A RU2021123028A (en) | 2023-03-13 |
| RU2803238C2 true RU2803238C2 (en) | 2023-09-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995006775A1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-09 | Kamyr, Inc. | Minimum adverse environmental impact pulp mill |
| RU2071519C1 (en) * | 1991-04-30 | 1997-01-10 | Ека Нобель Актиеболаг | Method of delignification and bleaching of cellulose |
| RU2091298C1 (en) * | 1992-07-09 | 1997-09-27 | Николай Дмитриевич Саенко | Sulfuric acid production plant |
| RU2413809C2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-03-10 | Ой Ляннен Туткимус-Вестерн Рисерч Инк | Method to bleach chemical cellulose |
| RU2570710C2 (en) * | 2009-12-30 | 2015-12-10 | Андерс Гёран ХОФСТЕДТ | Extraction of concentrated portions of product consisting of tall oil soap, of mix of black alkali liquor and product consisting of tall oil soap, and device for this concentrated product consisting of tall oil soap and/or separated black alkali liquor |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2071519C1 (en) * | 1991-04-30 | 1997-01-10 | Ека Нобель Актиеболаг | Method of delignification and bleaching of cellulose |
| RU2091298C1 (en) * | 1992-07-09 | 1997-09-27 | Николай Дмитриевич Саенко | Sulfuric acid production plant |
| WO1995006775A1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-09 | Kamyr, Inc. | Minimum adverse environmental impact pulp mill |
| RU2413809C2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-03-10 | Ой Ляннен Туткимус-Вестерн Рисерч Инк | Method to bleach chemical cellulose |
| RU2570710C2 (en) * | 2009-12-30 | 2015-12-10 | Андерс Гёран ХОФСТЕДТ | Extraction of concentrated portions of product consisting of tall oil soap, of mix of black alkali liquor and product consisting of tall oil soap, and device for this concentrated product consisting of tall oil soap and/or separated black alkali liquor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4039372A (en) | Bleach plant filtrate recovery | |
| US5853535A (en) | Process for manufacturing bleached pulp including recycling | |
| WO2008152187A2 (en) | Method for treating liquid flows at a chemical pulp mill | |
| US7591988B2 (en) | Method for processing flue gases | |
| FI111168B (en) | Method for bleaching pulp without using chemicals containing chlorine | |
| US4329199A (en) | Process for digesting and bleaching cellulosic material with reduced emissions | |
| RU2803238C2 (en) | Method for compensating sodium loss at pulp mill, method and system for producing bleached pulp | |
| JPH07122226B2 (en) | Cellulose production | |
| US20220106737A1 (en) | A method of replacing sodium losses in a pulp mill, a method of producing bleached cellulosic pulp, and a system | |
| RU2675454C2 (en) | Method for handling spent wash solution of lignin-recovery process | |
| US5507912A (en) | Kraft pulping process wherein sulphide-rich and sulphide-lean white liquors are generated | |
| CA1064206A (en) | Method of recovering substances in the extraction of spent liquors from the delignification of lignocellulosic material by means of chloride-producing bleaching agents | |
| US20190112759A1 (en) | Selective removal of k+ and cl- from recovery boiler electrostatic precipitator ashes in a kraft process | |
| RU2021123028A (en) | METHOD FOR COMPENSATING SODIUM LOSS AT PULP PLANT, METHOD FOR PRODUCING BLEACHED PULP AND SYSTEM | |
| US20050098279A1 (en) | Method for bleaching mechanically defibered pulp | |
| WO2008152189A2 (en) | Method for treating liquid flows at a chemical pulp mill |