SE512443C2 - Förfarande för kylning av fast och gasformigt material vid förgasning av avlut - Google Patents

Description

20 25 30 35 512 443 Det har nu visat sig att ytterligare åtgärder kan behövas i vissa fall för att undvika innehåll av vätekarbonat och minimera karbonatinnehållet i bildad grönlut, till följd av absorption av koldioxid från bränngasen i den bildade luten. I WO95/354l0 anges till exempel att en liten del grönlut utnyttjas för att väta insidan av separeringsdelen mellan reaktor och produktvätskebad. Denna lilla andel grönlut har visat sig leda till oönskad absorption av koldioxid i grönlut, med produktion av vätekarbonat och förhöjd karbonathalt som följd.

Det har även visat sig att vatten som sprayas in försätter de kondenserade dropparna av smälta i en lösning vatten-smälta, varvid denna heta lösning snabbt karbonatiseras genom bränngasernas innehåll av koldioxid. Detta medför att vatten bör undvikas i de heta övergångszpnerna där bränngasemas innehåll av koldioxid kan medföra karbonatisering.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning har till syfte att minska eller eliminera ovan nämnda problem, varvid det presenteras ett förfarande vid understökiometrisk förgasning av avlut, vilket leder till minskad karbonatisering samt eliminerat vätekarbonatinnehåll i bildad lut och samtidig höjning av bränngasens värmevärde.

Förfarandet enligt uppfinningen definieras i patentkrav 1.

Enligt uppfinningen utgöres således ett kylmedium, vilket utnyttjas i reaktoms utflöde av produktgas och produktsmälta eller fast fas, av ett huvudsakligen vattenfritt kylmedium, vilket kylmedium åtminstone delvis förångas eller krackas.

Förångatr/laackat kylmedium avdrages därefter tillsammans med fasen av brännbart gasformi gt material, varvid kylmediet väljes så att det företrädesvis efter förångningen/krackningen, höjer värmevärdet hos det brärmbara gasformiga materialet.

Enligt en aspekt av uppfinningen utgöres kylmediet av en flytande gas, vilken företrädesvis väljes ur gruppen som består av kväve, metan, propan och andra kolväten, vilka är gasformiga vid NTP. Med NTP avses deñnitionsmässigt 0°C och 1,013 bar. För att gasen skall bli flytande har den, i samband med förfarandet enligt uppfinningen, kylts och/eller tryckförhöjts. 9937SE2.doc 10 15 20 25 30 35 512 443 3 Enligt en annan aspekt av uppfinningen utgöres kylmediet av en åtminstone huvudsakligen organisk vätska, vilken företrädesvis väljes ur gruppen som består av terpentin, tallolja, metanol och andra alkoholer, vilka är vätskeforrniga vid NTP.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen utvinnes kylmediet i samband med processen för sagda kemiska massafrarnställning eller i processen för utvinning av kemikalier och energi från avluten. Kylmediet är således företrädesvis fabriksintemt producerad, med utgångspunkt i traditionella råvaror och produkter i en massafabrik.

Terpentin, tallolja saint metanol är alla biprodukter från massaframställningen.

Vid utnyttjande av förfarandet enligt uppfinningen undvikes att smältadroppama går i lösning varvid koldioxidabsorption förhindras/minimeras, samtidigt som det förångade/krackade kylmediet höjer bränngasens vännevärde.

Aktuella kylmedier skall väljas efter deras fönnåga att sänka temperaturen i separeringssteget, företrädesvis ned till fortsatt överhettning. Resterande kylning ned till mättningstemperatur sker för bränngasema i kondensatbadet och smältafraktionen i produktvätskebadet.

Den keramiskt infodrade övre reaktordelen är ansluten mot ett efterföljande vätskefilmskyld separeringssteg för smälta/bränngas. Även i detta separeringssteg sker en stor del av reaktionerna, varför reaktionsutrymmet utgöres dels av den övre reaktordelen samt den efterföljande separeringssteget.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas utifrån en utföringsforrn, med referens till Fig. l.

I fig. 1 visas ett tryckkärl 1. Utanpå tryckkärlet 1 ligger en isolering 6 och inuti tryckkärlet 1 är det anordnat en övre reaktordel 2 som utgöres av en kassett 4 i plåt, med kerarnisk infodring 3.

En brännare 5 för svartlut är anordnad upptill i reaktordelen 2 i anslutning till ej visade inlopp för svartlut och syrgas och/eller annan syreinnehållande gas såsom luft.

Reaktordelen uppvisar nedtill en öppning 7, vid vilken öppning en separeringsdel 8 är ansluten till reaktordelen. Utanför separeringsdelen 8 är det anordnat ett kylvätskebad 10, fortsättningsvis benämnt kondensatbad. I den visade utföringsforrnen inrymmes kondensatbadet lO i samma kärl 1 som såväl reaktordelen 2, separeringsdelen 8 och ett 993 7SE2.doc .flfl í-Éflnwlröäiilåifllíl l 10 15 20 25 30 35 512 443 H produktvätskebad 1 1, fortsättningsvis benämnt grönlutsbad. Grönlutsbadet ll ligger här under kondensatbadet 10, varvid de åtskiljs av en horisontell mellanvägg 12.

Den huvudsakligen vattenfria kylmediet sprutas 9, via spraylansar eller spraydysor, i utföringsformen in i separeringsdelen 8 för att kyla det ur reaktorn strömmande flödet av fast och/eller smält fas och bränngas. I Pig. l visas endast en spraylans 9, men det skall förstås att ett flertal sådan lansar kan anordnas runt separeringsdelens 8 omkrets.

Förångat/krackat kylmedium följ er med bränngasen genom ett utlopp 20 ut ur separeringsdelen för att sedan föras till brännare och/eller gas- turbindriven elgenerator i ett så kallat kombikoncept för energiutvinning.

Iutföringsforrnen kyles/vätes insidan av en övre del hos separeringsdelen 8 med kondensat från kondensatbadet 10, vilket bringas att bilda en vätskefilm på insidan av en vägg 18 hos separeringsdelen 8. Insidan av en nedre del 25 kyles/vätes på motsvarande sätt med en grönlutsñlm från grönlutsbadet 1 1.

Andra utföringsforrner kan vara utan spraylansar eller dysor, men med tillförsel av det huvudsakligen vattenfria kylmediet som kylande/vätande vätskefilm i separeringsdelens övre och/eller nedre del. Ännu en variant är att, med eller utan kompletterande spraylansar/dysor med i huvudsak vattenfritt kylmedium, ha det i huvudsak vattenfria kylmediet som kylande/vätande vätska i separeringsdelens övre del, medan den kylande/vätande vätskan i separeringsdelens nedre del utgöres av grönlut. Naturligtvis kan den i huvudsak vattenfria kylmediet utnyttjas som kylande/vätande vätska både i separeringsdelens övre del, i den nedre delen samt i spraylansar. Vid utföringsformer med separeringsdel i endast en del kan på motsvarande sätt tänkas att införa den i huvudsak vattenfria vätskan via spraylansar/dysor och/eller som kylande/vätande vätska på separeringsdelens insida, eller att separeringsdelens insida kyles/vätes med vattenhaltig vätska, t.ex. kondensat. Fackmannen kan lätt se hur de olika vätskoma kan fördelas och utnyttjas i samband med olika apparatutforrnningar.

Uppfinningen är ej begränsad av ovan redovisade utföringsfonner, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Anordningen kan t.ex. även utnyttjas i samband med understökiometrisk förgasning av andra avlutar än konventionell svartlut, t.ex. sulfitavlutar, blekeriavlutar eller svartlut med kaliumbas. Vidare kan grönlutsbadet ersättas med ett vitlutsbad, då processen utformas för att undvika kausticering och istället direktproducera en vitlut med hög sulfiditet, t.ex. enligt WO9l/08337 eller EP6l7 747. 9937SE2.doc

Claims (10)

1. 0 15 20 25 30 35 512 443

2. S

3. PATENTKRAV

4. . Förfarande vid utvinning av kemikalier och energi ur avlut erhållen vid kemisk massafrarnställning, varvid avluten förgasas understökiometriskt under bildning av dels åtminstone en fas av fast och/eller smält material, samt dels åtminstone en fas av brännbart gasforrnigt material, varefter sagda faser kyles genom direktkontakt med ett kylmedium (9), varefter faser av fast och/eller smält material separeras från sagda faser av brännbart gasforrnigt material för att lösas och samlas upp som en produktvätska, i ett produktvätskebad (11), k ä n n e t e c k n at a v att sagda kylmedium (9) utgöres av ett huvudsakligen vattenfritt kylmedium, vilket kylmedium åtminstone delvis förångas eller krackas, varvid förångat/lqackat kylmedium avdrages (20) tillsammans med sagda fas av brännbart gasforrnigt material, samt att kylmedium (9), efter förångningen/krackningen, höj er värmevärdet hos det brännbara gasformiga materialet relativt värmevärdet på de brännbara gasformiga materialet utan tillsats av det huvudsakligen vattenfria kylmediet.

5. . Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n at a v att sagda kylmedium (9) utgöres av en flytande gas, vilken företrädesvis väljes ur gruppen som består av kväve, metan, propan och andra kolväten, vilka är gasformiga vid NTP.

6. . Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n at a v att sagda kylmedium (9) utgöres av en organisk vätska, vilken företrädesvis välj es ur gruppen som består av terpentin, tallolja, metanol och andra alkoholer, vilka är vätskeforrniga vid NTP.

7. . Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att sagda kylmedium (9) utvinnes i processen för sagda kemiska massafratnställning eller i processen för utvinning av kemikalier och energi från avluten.

8. . Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att kontakt mellan sagda brännbara gasformiga material och sagda produktvätska undvikes.

9. . Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att sagda kylmedium (9) sprayas in i den vid förgasningen bildade blandningen av fast och/eller smält material och brännbart gasformigt material, företrädesvis i samband med att dessa två materialfaser separeras (8, 25) från varandra. 993 7SE2,doc l lll lllll |'ll " «.,.- ___, , ».;¿ 10 15

10. 512 443 G Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att kylningen med sagda i huvudsak vattenfria kylmedium (9) utföres som ett forsta steg i samband med att de vid Fórgasningen bildade materialfaserna separeras från varandra, varefter ytterligare kylning utföres i ett andra steg med ett andra kylmedium (10), vilket andra kylrnedium huvudsakligen utgöres av vatten. Förfarande enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e e k n at a v att separationen i separeringsdelen utgör en del av det totala reaktionsutrymmet, i vilket reaktionsutrymme väsentligen likforrnig temperatur bibehålles, vilken temperatur motsvarar förgasningstemperaturen. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at a v att en inert gas tillföres strax ovanför produktvätskebadets yta, för bildande av en skyddande kudde över produktvätskebadet varigenom karbonatisering av kokande och stänkande grönlut från produktvätskebadet förhindras. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n at a v att ytterligare kylning utföres medelst sagda produktvätska (ll), företrädesvis i form av en vätskefilm på en vägg anordnat omedelbart före det att det fasta/ smälta materialet når produktvätskebadet. 9937SE2.do<: