SE523160C2 - Förfarande för behandling av en massafabriks luktgaser - Google Patents

Description

523 160 $?$vfi§jdll“- 2 vandlas kvävet i svartluten som inmatas i eldstaden vid förbränningen först till ammoniak och kväveföreningar som hamnar i kemikaliesmältan. Denna ammoniak bildar vid konventionell förbränning eller 'vid förbränning (s.k. low-NOx-förbränning) som utförs genom stegvis oxidering (dvs. luften inmatas på flera olika nivåer som primär-, sekundär-, tertiär- och kvaternärluft) molekylärt kväve och för miljön skadliga kväveoxider. Typiskt omvandlas av den ovannämnda ammoniaken hälften till kväveoxider och hälften till kvävegas. Genom low-NOx-förbränning (stegvis luftmatning då man övergår från understökiometriska för- hållanden till överstökiometriska förhållande vid slut- förbränningen) kan ovannämnda omvandling av ammoniak till O kväveoxider typiskt minskas med ca 20 <. Den stegvisa luftmatningen och de därtillhörande olika processerna har åstadkommit att sodapannans kväveoxidutsläpp har kunnat minskas betydligt. Även om förbränningen av svartlut kan i tillfredsställande mån behärskas har nwu1 dock ej lyckats sänka totalutsläppen av kväveoxider i önskad grad. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för att effektivare än tidigare hålla en massafabriks utsläpp am' skadliga kväveföreningar, spe- ciellt kväveoxider, under kontroll.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande där massa- fabrikens luktgaser förbränns för att oxidera de reduce- rade svavelföreningarna, och uppfinningen kännetecknas av att luktgaserna före förbränningen behandlas för minskan- de av deras ammoniakhalt för att därigenom minska fab- rikens utsläpp av skadliga kväveföreningar.

I föreliggande uppfinning har överaskande konstaterats att det i massafabrikens luktgaser förekommer ammoniak, och att det genom att avlägsna den är möjligt att påverka mängden kväveoxider som uppstår vid förbränning av lukt- lO - o n » en øfl-.v- 523 160 3 gaser. Man har känt till att aminosyrorna som finns i veden nedbryts under kokningen, men tidigare har man inte trott att ammoniaken som härrör från aminosyrorna skulle i processen hamna i luktgaserna och i kondensaten. Man har däremot trott att de kvävehaltiga nedbrytningspro- dukter som uppstår vid kokningen hålls bundna i svart- luten efter kokningen ända till lutförbränningen, där kväveföreningar frigörs. Nu har det överraskande konsta- terats att ammoniak frigörs från svartluten i kokeriet och indunstningsanläggningen. Ammoniak kommer in i kemi- kaliecirkulationen även pá andra ställen i processen, där man tillför strömmar som härrör från indunstningsanlägg- ningen, såsom kondensat, till förbränningsugnens upplösare. Det är troligt att slutning av massafabrikens cirkulationer främjar denna överraskande förekomst av ammoniak i luktgaserna.

Förbränningen av luktgaser, speciellt separat förbränning av kraftiga luktgaser, har blivit ett problem med tanke på massafabrikens utsläpp av skadliga kväveföreningar.

Nyligen har konstaterats att utsläppet av kväveoxid som uppstår vid separat förbränning av luktgaser kan utgöra upp till hälften. av hela Inassafabrikens kväveutsläpp.

Sodapannans och mesaugnens kväveutsläpp har hittills kunnat begränsas, men förbränningen av luktgaser har knappast alls uppmärksammats.

Avsikten med förbränningen av luktgaser är att oxidera de reducerade svavelföreningarna i gasen, såsom svavelväte, till svaveloxid. och förbränningen bör därför ske med betydande luftöverskott (t.ex. ca 3 - 4 %) och vid hög temperatur. Ammoniaken i luktgasen oxideras därvid i sin tur till kväveoxider.

Genom att avlägsna ammoniak ur luktgasen före förbrännin- gen kan kväveoxidhalten i rökgasen som uppstår vid för- lO o nu u . . ..~.-ø u 523 160 *'¿*i 4 bränningen märkbart minskas från de värden som kan uppnås med den hittills kända tekniken. ï praktiken tvättas rökgaserna efter förbränningen för avlägsnade av svaveldioxid vanligtvis med vatten eller en alkalisk tvättlösning som innehåller natriumhydroxid, natriumkarbonat eller svag vitlut. Svaveldioxiden kan avlägsnas med alkalisk lösning så gott som fullständigt, men kväveoxiderna, speciellt kvävemonoxiden, som kan endast delvis avlägsnas i en skrubber, utgör ett problem.

Med hjälp av föreliggande uppfinning kan denna olägenhet elimineras.

Det är även känt att svaveldioxid kan avskiljas ur sva- veldioxidhaltiga gaser genom att som tvättlösning använda natriumsulfit, varvid följande reaktion sker i absorp- tionssteget: (1) soz + Na2so3 + H20 -> 2 NaHso3 Ett sätt att avlägsna ammoniak ur luktgaserna är att använda den bisulfitlösning som uppstår i ovan beskrivna svaveldioxidavskiljning för tvättning av luktgasen som förs till förbränning, varvid enligt reaktionen (2) 2 NH3 + NaHso3 + H20 -> (NH4>2so3 + NaoH erhålls en lösning innehållande ammoniumsulfat. Vid labo- ratorieförsök har konstaterats att över 99 % av am- moniaken binds i bisulfatlösningen. Då lösningens volym- ström inte är betydande i förhållande till fabrikens totalvattenmängd, kan den ledas som näring till vatten- reningsanläggningen utan några betydande merkostnader.

Ammoniaklösningen kan även användas på andra ställen i processen, såsom vid blekning av massan. 525 160 .:' .. .=.'* Som tvättlösning kan även någon annan lämplig, från mas- safabriken härrörande lösning användas, vars pH är neut- ralt eller pä den sura sidan, såsom blekeriavloppsvatten eller restsyra från klordioxidanläggningen. Även andra tidigare kända sätt att avlägsna ammoniak ur gaserna kan användas i detta sammanhang.

Föreliggande uppfinning tillämpas speciellt fördelaktigt i samband med separat förbränning av luktgaser, emedan förbränningsförhàllandena då är speciellt gynnsamma med tanke på kväveoxidbildningen, tack vare de överstökiomet- riska förhållandena. Uppfinningen kan dock tillämpas även i andra metoder för förbränning av luktgaserna, och am- moniak kan avlägsnas ur luktgaserna innan de inmatas i mesaugnen, sodapannan eller fabrikens kraftpanna för förbränning, om man önskar minska kvävedioxidutsläppen från förbränningen.

De skadliga inverkningarna vid förbränningen av am- moniaken som eventuellt blivit kvar i luktgaserna kan förhindras genom att utföra en separat förbränning steg- vis, varvid förbränningsluften såsom känt inmatas i flera olika steg. Vid förbränningen omvandlas ammoniaken till kvävegas och kväveoxider, men tack vare den stegvisa inmatningen av luft kan uppkomsten av skadliga kväve- föreningar förhindras.

Uppfinningen tillämpas speciellt i samband med behandling av starka luktgaser, men även svaga luktgaser kan be- handlas enligt uppfinningen.

I svartlutsindunstningsanlåggningen uppstår kondensat, i vilka ammoniak även kan ackumuleras. Dessa kondensat används, efter eventuell rening, på olika ställen i mas- sans tillverkningsprocess för att ersätta färskvatten.

Smältan som uppstår i förbränningsugnen för svartlut löses ofta i. kondensatvatten. Smutsiga kondensat renas ..-.- - .

Q v -nog-1 n - oo 1 an.- - - nano lszs 160 6 vanligtvis i en àngstripper, där kondensat och ånga brin- gas i kontakt med varandra och föroreningarna från kon- densatet överförs till ångan. Ångan kondenseras och de icke-kondenserade gaserna förbränns tillsammans med den övriga luktgasströmmen från fabriken. Genom att reglera stripperns driftsförhållanden, t.ex. genom att reglera pH, kan ammoniakens avskiljning ur kondensatet förbätt- ras. På detta sätt kan ett kondensat för àterföring till processen erhållas som är renare än tidigare, varvid anrikningen av ammoniak i procesströmmarna kan för- hindras. Tidigare har man ej påverkat fabrikens kväve- oxidutsläpp genom att reglera kondensatets ammoniakhalt.

Med hjälp av uppfinningen har ett enkelt förfarande åstadkommits för behärskande av en massafabriks utsläpp av skadliga kväveföreningar, vilket har blivit allt vik- tigare på grund av strängare miljölagar.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 523 i 160 -.-5:::5:::- I' Patentkrav:

1. Förfarande för behandling av en nmssafabriks lukt- gaser, i vilket förfarande luktgaser förbränns för att oxidera de reducerade svavelföreningarna, kännetecknat av att luktgaserna före förbränningen behandlas för minskan- de av deras ammoniakhalt för att därigenom minska fab- rikens utsläpp av skadliga kväveföreningar.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att luktgaserna förbränns i. en separat förbränningsanlägg- ning.

3. Förfarande enligt_patentkravet 2, kännetecknat av att luktgaserna tvättas med en bisulfitlösning härrörande från tvättningen av rökgaserna som uppstått vid deras förbränning.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kânnetecknat av att luktgaserna innehåller luktgaser härrörande från àngstrippern i vilken fabrikens smutsiga kondensat renas.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat av att àngstripperns driftsförhàllande, såsom pH, regleras för minskande av kondensatets ammoniakhalt.

6. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att luktgaserna förbränns i en sodapanna.

7. Th Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att luktgaserna förbränns i en kraftpanna.

8. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att luktgaserna förbränns i en mesaugn.