SE454188B - Sett att atervinna kemikalier ur massaavlutar - Google Patents

Description

15 20 25 30 454 188 Det innebär emellertid vissa nackdelar att slutprodukterna innehåller så stor mängd svavel och därför i princip endast kan utnyttjas för förnyad beredning av vitlutkemikalier.

Vidare medför den relativt sett stora svavelmängden att jämvikten förskjuts mot H28, vilket är negativt dels av miljöskäl med detta innebär också problem vid användningen av den annars så värdefulla produktgasen. - Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovannämnda nackdelar vid den kända processen och möjlig- göra utvinning av en produktgas som väsentligen icke inne- håller några svavelföreningar, huvudsakligen innehållande H2 och CO, en aflfiflipnxmktnæd hög sulfidhalt samt en väsent- ligen sulfidfri alkaliprodukt, de båda senare med låg Na2CO3-halt.

Detta uppnås vid det inledningsvis beskrivna sättet genom att en efter förgasning och partiell sönderdelning av till- sammans med extern, av förbränning oberoende värmeenergi i en reaktors reaktionszon införda massaavlutar resulterande smälta avskiljs.väsentligen vid den vid förgasningen råd- ande temperaturen underdet att därvid bildade gasfcrmig produkt snabbkyles i en kyl- och avsvalningszon till en temperatur understigande 950°C.

Svavelinnehàllet återfínnes i det närmaste fullständigt i den avkilda smältan i form av Na2S, varigenom uppnås en väsentlig reduktion av svavelmängden i det efterföl- jande-kylsteget. Detta inverkar mycket gynnsamt på jäm- vikten och ett i det närmaste sulfidfritt alkali erhålles liksom en produktgas som väsentligen inte innehåller någ- ra svavelföreningar.

Temperaturen i förgasning- och förbränningssteget styres företrädesvis till minst ca l100°C. 10 15 20 25 454 188 Den externa, av förbränning oberoende energin tillföres företrädesvis i form av plasmageneratorenergi och avlu- tarna tillföras därvid genom formor som mynnar i omedel- bar anslutning till plasmageneratorns mynning.

Avskiljningen av smälta sker alltså vid i princip förgas- ningstemperaturen och ingen extra kylning genomföres före avkylningen. Den avskilda smältan innehållet huvudsakligen Na2S.

Kylningen i snabbkylningssteget sker till under ca 950°C och kylmedel kan vara indirekt kylning, insprutat vatten, vattenlösning och/eller smälta.

Enligt en föredragen utföringsform sker kylningen medelst en vätska till en temperatur som är så låg att alkaliföre- ningarna föreligger i vattenlösning, dvs. till under ca 200°C.

Det avskilda alkalit består huvudsakligen av NaOH, en mind- re mängd Na2CO3 samt Na2S, vilken sistnämnda förening ger NaHS i vattenlösning.

Den energirika gasen, som huvudsakligen innehåller H2 och CO avdrages genom ett gasutlopp för att användas för exem- pelvis energigenerering i en ångpanna. Tack vare den låga svavelhalten lämpar sig gasen också för användning som syntesgas etc.

Vid snabbkylningen sker ett antal konkurrerande reaktioner varav de fyra med störst betydelse är: 1) NapH(g)fi::§ NaOH(1) 2) Na + H o 4---NaoH + 1/2 H (s) 2 (Ql-fi (q) H9) 3) zuaonuhg) + co2(g)c--- Na2co3m + nzow) 4) 2Na(g) + co2(g) + H20(g)$;;:§Na2C03(l) + H2(g) 10 15 20 30 454 188 Syftet med snabbkylningen är att reaktionerna 1 och 2 skall gynnas dvs. bildningen av Na2C03 skall hållas till- baka.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslut- ning till bifogade ritning, som schematiskt visar en an- läggning för genomförande av processen enligt uppfinningen.

Reaktorn som generellt betecknas med 1 innefattar en reak- tionszon 2 en avskiljningszon 3 och en kyl- och avskilj- ningszon 4. Avlutarna samt eventuellt kol- och/eller syre- haltigt material införes genom formor 5, 6 under det att den externa energin tillföres medelst i plasmagenerator 7 upphettad gas som tillföres genom en ledning 8. I reak- tionszonen genomföres en förgasning och partiell sönder- delning. Energitillförseln styres så att temperaturen i reaktionszonen uppgår till åtminstone ca 1100°C. Förgas- ningen drives företrädesvis så långt att praktiskt taget ingen soda (Na2CO3) finns kvar. Jämviktsmässigt finns Na i gasform både som enatomig Na-gas och som NaOH.

De så erhållna produkterna ledes in i reaktorns avskilj- ningszon 3 där smältan avtappas genom ett utlopp 9. Smäl- tan innehåller huvudsakligen Na2S.

Den kvarvarande gasformiga produkten leds från avskilj- ningszonen 3 in i reaktorns kyl- och avskiljningszon 4 där den snabbkyles företrädesvis medelst en vätska som införes genom inloppet 10 och den utgående vätskeformiga produkten avtappas genom ett utlopp 11. Kylningen i kyl- och avskiljningszonen styres så att temperaturen uppgår till högst ca 95000 och företrädesvis så långt att det kvarvarande alkalit föreligger i form av vattenlösning, dvs. till i storleksordningen under ca 200°C.

Den energirika gasen avdrages genom ett gasutlopp 12, och innehåller huvudsakligen H2 och CO. i 10 15 20 25 454 188 För att ytterligare belysa uppfinningen lämnasnedan ett utföringsexempel, som utgör resultatet av en lång serie försök.

EXEMPEL Den vid försöket använda massaavluten hade en torrhalt på 67 % och torrsubstansen hade följande sammansättning: C 35 % H 4 % Na 19 % S 5 % 37 % Via plasmageneratorn tillfördes i reaktorn 2100 kWh per ton TS som extern värmeenergi, varigenom en fullständig förgasning av all soda ägde rum. Temperaturen i reaktions- zonen upprätthölls vid ca 1300°C. I stort sett allt sva- vel separerades ifrån i form av Na2S(l). Därefter sepa- rerades resterande alkali ut som en vattenlösning efter en snabbkylning. Följande sammansättning erhölls på en smälta, vattenlösning respektive gas: Smälta, kg per ton TS Na2S 120 NaOH 10 Na2CO3 20 Vattenlösning, kg per ton TS NaOH 164 NaHS 1 Na CO 24 2 3 10 15 454 188 Gasen innehöll, omräknat till normalt tryck och tempera- tur, per ton TS följande volymer i m3: C02 105 CO 443 H20 353 H2 650 _ H28 0,3 Således innehåller den erhållna smältan endast 13 % Na2CO3, vilket skall ställas i relation till att man 'efter konventionell kausticering erhåller en produkt som innehåller ca 25 % Na2CO3.

Det erhållna alkalit kan således med god marginal använ- das direkt för tillverkning av vitlut, varför behovet av såväl kausticerings- och mesaombränningsstegen bort- faller.

Claims (7)

10 15 20 454 188 P a t e n t k r a v

1. Sätt att återvinna kemikalier ur massaavlutar under samtidigt utnyttjandeav vfliprocessen frigjord energi ge- nom förgasning och partiell sönderdelning av tillsammans med extern, av förbränning oberoende värmeenergi i en reak- tors reaktionszon införda massaavlutar, k ä n n e t e c k - n a ti av att en efter förgasning och partiell förbrän- ning av tillsammans med extern, av förbränning oberoende värmeenergi i en reaktors reaktionszon införda massaavlutar resulterande smälta avskiljes väsentligen vid den vid för- gasningen rådande temperaturen under det att därvid bildad gasformig produkt snabbkyles i en kyl- och avsvalningszon till en temperatur understigande 9S0°C.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen i förgasningssteget styres till minst 1100°C genom tillförsel av extern av förbränning oberoende energi.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den externa energin tillföras i form av plasmagenerator- energi.

4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kylningen i snabbkylningssteget sker medelst insprutat vatten, vattenlösning och/eller smälta ned till en tem- peratur i vilket alkaliinnehållet föreligger i vätskeform.

5. S. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att kylningen sker medelst vatten eller en vattenlösning ned till en temperatur under 200°C.

6. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kol- och/eller syrehaltigt material tillföres i förgas- ningszonen. 454 188

7. Sätt enligt krav 1 och 6, k ä n n e t e c k n a t av att avlutarna och det eventuella kol- och/eller syre- haltiga materialet införes i reaktorns reaktionszon genom formor som mynnar omedelbart framför plasmageneratorn.