SE468717B - Ligninpreparat och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 468 7i7 Det är. som redan nämnts. känt att framställa lignin från En användbar process är därvid att tillföra kol- dioxid till svartluten, varvid ligninet fälls ut. Därefter avskiljes det fällda ligninet från den vätskeformiga återsto- den av svartluten genom filtrering. Filtratet återföres till sulfatmassaprocessen eller någon modifierad sådan alkalisk uppslutningsprocess för tillvaratagande av kemikalieinnehål- let. svartlut. som finns kvar efter avlägsnande av det organiska inne- hållet i form av lignin. Filtreringsmassan kan därefter tvät- tas med vatten eller kemiska lösningar för att större renhet skall uppnås och kemíkalierester avlägsnas. vid en sådan industriellt genomförd avskiljningsprocess, om den genomföres konventionellt, kommer ligninet att innehålla svavel och natrium. vilket medför de inledningsvis nämnda nackdelarna särskilt när ligninet användes som bränsle.

Såsom visats i samband med uppfinningen kan dessa olägen- heter, vilka innebär en miljöbelastning, minskas eller elimi- neras genom ett jonbyte med ersättande av natrium med kal- cium. Härigenom får man en för miljön fördelaktig svavelupp- tagning. Sintringsegenskaperna hos askan förbättras också något genom utbytet av natrium mot kalcium, men ej i till- räcklig önskad grad. För att få tillräckligt hög smältpunkt för askan tillsätts lämpligen sura komponenter innehållande t ex kiseldioxid eller aluminium.

Syftet med uppfinningen är således att finna ett lämpligt förfarande för nämnda jonbyte och upptagande av kalcium i ligninet samtidigt som en högre smältpunkt för förbrännings- askan erhålles.

Ett huvudsyfte är därvid att genom förfarandet erhålla en metod att framställa ett ur miljö- och förbrånningssynpunkt fördelaktigt bränsle av lignin som erhålles som en biprodukt vid framställning av massa enligt en alkalisk uppslutnings- process såsom sulfatmassaprocessen, sodaprocessen eller poly- sulfidprocessen. 10 15 20 25 30 35 .Fa O\ CO \J __ s \J Principiellt kan kalcium i någon form tillsättas under olika steg av lignin- framställningsprocessen. Sålunda har i sam- band med föreliggande uppfinning beaktats alternativen: l. Att en kalciumförening tillsättes svartluten före utfällningen av ligninet. 2. Att en kalciumförening tillsättes i samband med utfällningen. 3. Att en kalcium innehållande förening tillsättes till den utfällda ligninuppslamningen (slurry). 4. Att en kalciumförening tillsättes under tvättningen av filterkakan efter det att filtratet avgått. 5. Att en kalciumförening iblandas det efter filtre- ringen och tvättningen erhållna ligninet, varvid vatten samtidigt kan tillsättas i beroende av den önskade fysikaliska form hos ligninet som önskas. exempelvis slurry.

Alternativ 3 och 4 har befunnits mest fördelaktiga. Vid alternativ 3 kan lämpligen kalcium tillsättas som kalciumkar- bonat, men då måste tvättningen på filtret ske med en syra med förmåga att bilda ett lösligt kalciumsalt, t ex svavel- dioxidvatten, så att fria kalciumjoner blir tillgängliga för jonbytet mot natrium. Tvättningen måste ske till ett pH under 9 på ligninfilterkakan, lämpligen till ett pH av 7-9.

Vid alternativ 4 bör kalciumföreningen vara ett vattenlösligt salt, t ex klorid, vätesulfit eller acetat och pH bör även här ligga mellan 7 och 9.

Alternativ 5 fordrar en lämplig, effektiv inblandningsmeka- nism, men också att ligninfilterkakan har tvättats med en syra ner till ett lågt pH, lämpligt under pH 5. så att natri- um avlägsnats och ersatts med protoner. 10 15 20 25 30 35 468 717 Som tidigare nämnts innebär en ersättning av natrium med kal- cium en högre smältpunkt för askan, men ej tillräckligt för att undvika problem med avsättningar i förbränningsanlägg- ningen.

Askegenskaperna kan korrigeras genom tillsättning av någon sur komponent. Sådana lämpliga sura komponenter är kaolin, kiseldioxid, alumíniumoxid och slagg samt aska av sur karak- tär. Genom en sådan inblandning höjs askans smältpunkt till- räckligt och bidrar tillsammans med kalcíumet till ett lämp- ligt bränsle. Tillsatsen kan ske i samband med kalciumtill- satsen om man väljer alternativen 3 eller 5.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges nedan i form av exempel.

Exempel l Från svartlut, som erhållits i sulfatmassaprocessen, utfälls efter indunstning eller spädning till för processen lämplig koncentration ingående lignin genom tillförande av koldioxid- gas till svartluten. Efter en mognadstid i speciella behål- lare och företrädesvis under omrörning föres svartluten med det utflockade lígninet till en fíltreringsanlâggning.

Här förutsättes att filtreringsanläggningen innefattar ett bandfilter med ett filterband, vars övre del förflyttas i en bestämd riktning. Under filterbandets övre del finns två sug- lådor eller två system av suglådor.

Svartluten med det utflockade ligninet tillföres filterban- dets begynnelseände i dess rörelseriktníng räknat över den första suglådan. Under långsam förflyttning av bandet kommer därvid svartluten med dess kemikalieinnehåll att passera genom filterbandet och in i suglådan för att omhändertagas för återförande till kemíka1ieåtervinningsprocessen.

Kvar på bandet blir en fílterkaka bestående av lignin, som genom sin flockform ej passerat genom filterbandet. I ligni- net finns dock âterstoder av övriga delar av svartluten och vä." 10 15 20 25 30 35 .tzs O\ CO \J _. x \J det nämnda natriuminnehållet brukar i en industriell process av detta slag ligga omkring 4 viktprocent.

Genom filterbandets rörelse passerar den kontinuerligt bilda- de filterkakan fram till nästa suglåda eller system av sug- lådor. byte utföras.

Här skall tvättning av ligninet ske samt nämnda jon- Därvid tillföres till filterkakan från dess ovansida kalcium- saltet i vattenlösning. Genom passage av lösningen genom det filtrerade ligninet uttvättas vissa kemikalierester. Samti- digt upptas kalcium från tvättvattenlösningen i ligninet.

Viktigt vid denna process är att natriumhalten sjunker, och en natriumhalt ned till 0.1 procent är uppnâelig, samtidigt som kalcium upptas och 6 viktprocent kalcium är utan vidare uppnåelig. Ett typiskt slutvârde för pH är 8-9, vilket lämp- ligen kan uppnås genom justering av pH i tvättvätskan med t ex S02-vatten.

Tvättvattenlösningen kan ha följande sammansättning: Kalciumkloríd, acetat eller vätesulfit 5 viktprocent I detta exempel kan kaolin eller liknande askförbättrande tillsats tillföras systemet antingen till ligninutflockningen före filtreringen eller till ligninfilterkakan efter filtre- ringen. Mängden kaolin bör motsvara 5-30 2, lämpligen 15 2, av askan i det slutliga ligninbränslet.

Exempel 2 Dolomit. CaMg (CO3)2 kan ersätta kalciumkloriden med i huvudsak samma procentinnehåll och är särskilt fördelaktig vid förbränning där svavel behöver upptagas såsom i samband med eldning av stenkol.

Exempel 3 Ett tillfredsställande resultat erhölls även med kalcium- hydroxid. Tvättvattenlösningen hade följande sammansättning. 10 15 20 25 30 35 468 717 Kalciumhydroxid, Ca(OH)2 5 viktprocent Tvättning måste här också ske med S02-vatten till pH under 9.

Exempel 4 Kalciumkarbonat motsvarande 10-20 % av llgninet tillsattes den utfällda ligninslurryn före filtret. Samtidigt tillsattes 1-3 % kaolín, räknat på ligninet. Tvättningen på filtret skedde med en syra med förmåga att bilda ett lösligt kalcium- salt, lämpligen svaveldioxidvatten, ned till ett pH under 9, lämpligen 7-9.

Exempel 5 Kalciumkarbonat, motsvarande 15 % av ligninet, plus kaolin, motsvarande 2 % av ligninet, tillsattes den surt tvättade filterkakan av ligninet med ett pH under 4.

Genom användning av kalciumkarbonatet erhålles en väl kon- trollerbar process, vilken ger till resultat ett preparat med de eftersträvade egenskaperna: Låg natriumhalt och den förut- sedda kalcíumhalten. Detta preparat lämpar sig utmärkt som bränsle och ger en avsevärt minskad miljöbelastning i förhål- lande till utfällt lignin. som ej behandlats enligt uppfin- ningen. I själva förbränníngsprocessen kan ytterligare förde- lar vinnas genom tillsättande av kaolin enligt exempel 5. vilket ger bättre askegenskaper.

Om kalciumkarbonat exempelvis ur leveranssynpunkt ej skulle föredras kan ett tillfredsställande resultat även uppnås med kalciumhydroxid enligt vad som anges i exempel 3. I vissa fall kan dolomit ersätta eller användas tillsammans med något av de övriga nämnda kalciumföreningarna, se exempel 2. Såsom tidigare angivits kan i stället för det i exempel 5 nämnda kaolinet andra sura komponenter användas såsom kiseldioxid, alumíníumoxid och slagg samt aska av sur karaktär. Mängden av sådana komponenter fastställes lämpligen genom prov, så att vid den specifika komponentsammansättningen ett till de före- liggande förbränningsförhållandena avpassat resultat med avseende på askans förbättrade egenskaper erhållas. .z

Claims (9)

10 15 20 25 30 A/ñ WAP) % 7 Patentkrav

1. Lígninpreparat, enligt en alkalisk processen erhållen saklig beståndsdel n ä t avskilt från vid framställning av massa uppslutningsprocess såsom sulfatmassa- svartlut genom utfällning och som huvud- innehållande lignin, k ä n n e t e c k - av att lígninets ursprungliga natriuminnehåll har ned- bringats och uppgår till mindre än 2,0 viktprocent, före- trädesvis till 1,2-0,2 viktprocent, och har ersatts med ett kalciumínnehåll, som uppgår till minst 3 viktprocent, före- trädesvis 3-10 víktprocent, räknat på lígninets torrsubstans- vikt, varvid ligninpreparatet, i och för höjning av smält- punkten för askan vid användning av ligninpreparatet som bränsle, innehåller även sura komponenter med ursprung från t ex kaolin, kiseldíoxid, aluminiumoxid och slagg samt aska av sur karaktär.

2. Ligninpreparat. enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar den sura komponenten i form av kaolin till en mängd av 5-30 viktprocent, företrädesvis 15 vikt- procent. räknat på askan efter det förbrända preparatet.

3. Förfarande för framställning av ett ligninpreparat enligt något av kraven l-2, innehållande lignin, härrörande från svartlut från en alkalisk uppslutningsprocess, såsom sulfat- massaprocessen, k ä n n e t e c k n a t av att ligninet avskiljes på i och för sig känt sätt från svartluten genom utfällning och avfiltrering från svartlutåterstoden och att kemíkalietvättníng av ligninet utföres med en syra med för- måga att bilda ett löslígt kalciumsalt, t ex svaveldioxíd- vatten, ned till ett pH-värde av under 9, företrädesvis 7-9, och en kalcíumförening såsom kalciumkarbonat tillsättes för att ersätta huvuddelen av i ligninet ursprungligen ingående natríum med kalcium och dessutom någon sur komponent tillsät- tes, innehållande t ex kaolin, kiseldioxid, aluminiumoxid, slagg eller aska av sur karaktär. 10 15 20 25 30 468 717

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att ligninet kemikalietvättas med en syra ned till ett lågt pH. företrädesvis under pH 8, så att natrium avlägsnas och ersät- tes med protoner, varefter kalcium tillsättes företrädesvis i form av kalciumkarbonat.

5. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att kalciumföreningen sättes till den utfällda lígninuppslam- ningen före filtreringen.

6. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att kalciumföreningen tillsättes under tvättningen av filterkakan.

7. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att kalciumföreningen tillsättes efter filtreringen och tvättnin- gen av det utfällda ligninet under samtidig tillsats av vat- ten till önskad fysikalisk form för ligninet, t ex en upp- slamníng.

8. Förfarande enligt krav 6. k ä n n e t e c k n a t av att den sura komponenten i en mängd av t ex 5-30 víktprocent kao- lin. lämpligen 15 %, räknat på aska vid förbränning av det slutliga ligninpreparatet. sättes till ligninuppslamningen före filtreringen eller till ligninfilterkakan efter filtre- ringen.

9. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att den sura komponenten är kaolín och sättes till den utfällda ligninuppslamningen före filtreringen i en mängd av 1-3 vikt- procent, räknat på torrvíkten av lignin. S!