SE515972C2 - Förfarande och reglering av förhållandet svavel till natrium i en sulfatmassafabrik - Google Patents

Description

515 972 2 separat luktgasbrännare nödvändig. Dessutom försärnrar svavlets och kalkens reak- tioner mesaugnens kalcineringsprocess.

Man har sökt avlägsna svavel ur sulfatmassaprocessen genom användning av den i samband med mesaförbränningen uppstående restkalken. Detta har förverkli- gats så att svaveldioxiden från luktgasförbränningen behandlas med en NaOH-lösning, varefter den bildade natriumbisulfiten behandlas med kalciumoxid och resultatet är fast kalciumsulfit och kalciumsulfat. Detta i F I-patentansökan 920531 visade, s.k. dubbel- alkaliförfarande är synnerligen komplicerat och svårt att tillämpa i praktiken.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma ett förfarande, i vilket sva- vel kan avlägsnas från kemikaliecirkulationen i en rnassafabrik så att svavel/natrium- förhållandet kan upprätthållas på önskad nivå. Förfarandet enligt uppfinningen känne- tecknas av att luktgaserna i samband med förbränningen av svartlut leds till förbrän- ning i en förbränningspanna i massafabriken, att i en mesaugn framställd kalciumoxid tillförs förbränningspannan från mesaugnen i en sådan mängd att åtminstone de av luktgaserna bildade svavelföreningarna och kalcitunoxiden reagerar till kalciumsulfit och -sulfat, varigenom de kan separeras från rökgaserna som torra dammliknande reak- tionsprodukter.

Den väsentliga idén med uppfinningen är att luktgaser innehållande olika svavelföreningar leds till förbränning i förbränningsparinan samtidigt som kalcium- oxid, som binder de i pannan under förbränningen bildade svavelföreningarna till en fast, i dammforin separerbar reaktionsprodukt, förs till förbränningspannari fiån mesa- ugnen. Enligt en föredragen utföringsfonn av uppfinningen leds de svavelföreningar innehållande luktgaserna först till en indunstningsanläggning och först därefter till förbränningsparinan, varvid värmeenergin i svavelföreningarna kan återvinnas vid in- dunstningen.

En fördel med förfarandet enligt uppfinningen är att man vid avsvavlingen kan utnyttja anordningar och material som redan finns i en massafabrik, varvid inga särskilda tilläggsanordníngar behövs. En ytterligare fördel är att förfarandlet är enkelt och lätt att tillämpa i existerande massafabriker samt att investeringskostnaderna är låga. 515 972 3 I det följande beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till bifogade ritningar, där figur l visar schematiskt ett förfarande enligt uppfinningen i forrn av ett blockdiagram, figur 2 visar en annan utföringsforrn av förfarandet enligt uppfinningen i form av ett blockdiagram och figur 3 visar en tredje utföringsforrn av uppfinningen.

I figurerna 1, 2 och 3 visas schematiskt en massakokningsprocess till de delar som är nödvändiga för att beskriva uppfinningen. För övrigt är sulfatmassakok- ningsprocessen i sig allmänt känd och självklar för fackmannen och skall därför inte beskrivas närmare. Vidare använder figurerna l - 3 en och samma numrering av pro- cesstegen, vilka förklaras huvudsakligen i samband med figur l. l samband med be- skrivningen av de övriga figurerna förklaras de närmare enbart om det är ofrånkomligt med tanke på den ifrågavarande utföringsformen.

I figur l visas en indunstningsanläggning l, dit svartlut matas för att avlägsna vatten ur den och sålunda koncentrera svartluten. Efter indunstningen förs svartluten till en blandningsbehällare 2, där aska blandas i den. Från blandnings- behållaren 2 förs svartluten vidare till ett sista koncentreriiigssteg 3, där svartlutens torrämneshalt vid ett tryck högre än atmosfartrycket och en temperatur över 100 °C kan höjas t.o.m. till över 80 %. Från det sista koncentreringssteget 3 förs svartluten till ett expansionskärl 4, där den får svälla, varvid vattenånga och svavelhaltiga gaser kan ytterligare avlägsnas från den. Från expansionskärlet 4 förs svartluten till en sodaparina 5, där den förbränns för tillvaratagning av kemikalier. Ånga och luktgaser, som avlägsnas från det sista koncentreringssteget 3 och expansionskärlet 4, kan ledas längs en kanal 6 till indunstningsanläggningen där deras värmeenergi kan utnyttjas för indunstning av svartluten. Ångorna och de däri ingående luktgasernakan även föras direkt till förbränningspannan såsom visas med den streckade linjen 6'. På liknande sätt förs de från indunstningsanläggningen l kom- mande luktgaserna till förbränning i förbränningsparinan 7, varvid svaveloxider, huvudsakligen svaveldioxid, bildas av gaserna i förbränningsparinan 7. Förbrännings- pannan 7 kan vara en förbränningspanna av vilken som helst typ. Dylika är bl.a. cirku- 515 972 4 lerande fluidbäddpannor, fluidbäddpanna eller rosteldade pannor, där bark eller annat lämpligt på massafabriken rikligt tillgängligt bränsle förbränns. i De i förbränningspamian 7 bildade svaveloxiderna kan avlägsnas på olika sätt, varvid, enligt en utföringsfonn av uppfinningen, i mesaugnen 8 framställd kal- ciumoxid och vid behov även separat kalciumkarbonat tillförs förbränningsparinan 7, så att oxidema som uppstått vid förbränningen av det med bränslet och luktgaserna inkomna svavlet kan avlägsnas. Kalciumoxiden eller den vid förbränning av kalcium- karbonatet bildade kalciumoxiden reagerar partiellt med svaveloxiderna i förbrän- ningspannan 7, vilket resulterar i bildande av kalciumsulfit eller kalciumsulfat. Från förbränningspannan 7 övergår dessa tillsammans med rökgasema t.ex. till en separat avsvavlingsreaktor 9, där vatten införs i rökgasema. Härvid hydratiseras den i pannan oreagerade kalciumoxiden till kalciumhydroxid och den reagerar samtidigt aktivt med de resterande svaveloxiderna. Den med rökgasema fiån avsvavlingsreaktorn 9 avgåen- de dainmliknande reaktionsprodukten separeras med hjälp av ett elektriskt filter 10, och resten av rökgasema kan vid behov ledas till en gasskrubber ll, där de tvättas med en NaOH-lösning och förs vidare till skorstenen.

Den väsentliga tanken med uppfinningen är uttryckligen den att lukt- gasema från alla processteg förs till förbränningspannan för förbränning och de därav bildade svaveloxiderna avlägsnas från rökgasema genom att i mesaugnen framställd kalciumoxid tillförs förbränningspannan. Härvid kan luktgasemas värmeenergi utnytt- jas på ol-ika sätt, och dessutom kan man i processen direkt utnyttja i massafabriken annars bildade material dvs. kalciumoxid. Således blir en särskild luktgaspanna onödig, och mesaugnens förbränningsprocess behöver inte heller störas för avsvavling, efter- som den för neutralisering av svavel erforderliga kalken tas från mesaugnen först efter mesabränningen och inga material som kan störa processen införs.

Figur 2 i sin tur visar en utföringsforin av uppfinningen som avviker från den i figur l visade enbart när det gäller den efter förbränningspannan 7 kommande delen. I denna utföringsfonn blandas den från mesaugnen 8 erhållna kalciurnoxiden i en separat blandningsbehållare 12 med vatten, så att kalciurnhydroixid erhålls.

Kalcíumhydroxidlösningen i sin tur leds till gasskrubbem ll, dit även rökgasema från förbränningsparman 7 förs. l denna tillämpning lyckas man avlägsna rökgasdammet isis 972 5 tillsammans med kalciumhydroxidlösningen, varvid ett separat dammfilter enligt figur l blir onödigt. Efter skrubbern kan rökgasema ledas direkt till skorstenen. l figur 3 visas en tredje utföringsform av uppfinningen, i vilken ett separat värmebehandlingssteg 13 för svartlut tillagts till den i figur l visade lösningen efter det sista köncentrationssteget 3, varvid svartluten värmebehandlas vid ett tryck högre än atmosfärtrycket och en temperatur högre än koktemperaturen innan den matas till expansionskärlet 4. I denna utföringsform kan mängden avgående svavel regleras med hjälp av värmebehandlingstiden och -temperaturem varvid avsvavlingen kan optimeras med hänsyn till svavelanhopningen i processen. Värmebehandlingen i sig är allmänt känd genom t.ex. FI-patentansökan 92l444, vars innehåll anses ingå i denna beskriv- ning och har därför inte beskrivits närmare. Även i samband med en utföringsforin av denna uppfinning kan ett kalciumhydroxidtvättsteg enligt figur 2 användas i stället för den separata avsvavlingsreaktorn. i iRitningen och beskrivningen ovan beskriver uppfinningen som ett exem- pel och uppfinningen är inte begränsad till enbart detta exempel. Väsentligt är att de i processen bildade luktgasema införs i förbränningspannan för förbränning och de i förbränningspannan bildade svavelöxiderna neutraliseras genom användning av den i mesaugnen framställda kalciumoxiden, som tillförs förbränningspannan. Dessutom an- vänds kalciumoxiden från mesaugnen, eventuellt genom ett separat kalciumhydroxid- steg, som en kalciumhydroxidlösning för rökgasrening. Man bör inse att då förbrän- ningspannan är en cirkulationspanna är avsvavlingen i förbränningspannan sä effektiv att en separat fuktningsreaktor blir onödig. Om så önskas kan kalciumhydroxidlös- ningstvättsteget även i denna utföringsforin användas till slutlig rening av rökgaserna.

Claims (7)

515 972 6 Patentkrav

1. l. Förfarande för reglering av svavelhalten i en sulfatmassafabrik, i vilket förfarande svavel avlägsnas från svartlut i form av därifiån i samband med behandlingen av svartluten avgående svavelhaltiga luktgaser, vilka förbränns efter lavskiljningen, k ä n n e t e c k n at av att luktgaserna i samband med förbränningen av svartlut leds till förbränning i en förbränningspanna i massafabriken, att i en mesaugn framställd kalciumoxid tillförs förbränningsparman från mesaugnen i en sådan mängd att åtminstone de av luktgaserna bildade svavelföreningarna och kalciumoïxiden reage- rar till kalciumsulfit och -sulfat, varigenom de kan separeras från rökgaserna som torra dammliknande reaktionsprodukter. i

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att svavelföreningar som uppstått vid förbränning av luktgaser och efter förbränningspan- nan oreagerad kalciumoxid leds tillsammans med luktgaserna till en separat reaktor, där de fuktas med vatten, varvid den oreagerade kalciumoxiden reagerar med vattnet och bildar kalciumhydroxid, som in sin tur reagerar med de ännu oreagerade svavel- oxidema.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att kal- ciumoxid dessutom blandas i vatten för att bilda kalciumhydroxid, och de från förbrän- ningspannan (7) kommande, svavelföreningar innehållande rökgaserna tillförs en gas- skrubber (l 1), där de tvättas med en kalciumhydroxidlösning.

4. F örfarande enligt något av de föregående patentkraven, k 'ann e t e c kn at av att avsvavlingen i processen regleras genom att ett särskilt värmebehandlingssteg används vid behandlingen av svartlut, i vilket steg svartluten hålls vid en temperatur högre än under de tidigare behandlingsstegen och vid ett tryck högre än atmosfartrycket en förutbestämd tid, varefter svartluten får svälla, så att en önskad mängd svavel kan avlägsnas från svartluten i form av luktgaser.

5. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n at av att förbränningspannan (7) är av typen rosteldad panna.

6. Förfarande enligt något av patentkraven l - 4, k ä n n e t e c k n at av att förbränningsparman (7) är av typen cirkulerande fluidbäddpanna. 'i 5'É5 972 7

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n at av att fórbränningsparman (7) är av typen fluídbäddpanna.