SE530461C2 - Process for the recovery of sulfur in a chemical pulping process, in particular a sulfate process, as well as the use of recycled products obtained by the process for producing tall oil and magnesium sulfate using the recovered sulfur for the process - Google Patents
Process for the recovery of sulfur in a chemical pulping process, in particular a sulfate process, as well as the use of recycled products obtained by the process for producing tall oil and magnesium sulfate using the recovered sulfur for the processInfo
- Publication number
- SE530461C2 SE530461C2 SE0402705A SE0402705A SE530461C2 SE 530461 C2 SE530461 C2 SE 530461C2 SE 0402705 A SE0402705 A SE 0402705A SE 0402705 A SE0402705 A SE 0402705A SE 530461 C2 SE530461 C2 SE 530461C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- sulfur
- bisulphate
- process according
- acid
- oxidant
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 130
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 68
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims description 68
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims description 68
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 42
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 23
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 title claims description 21
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 15
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 title description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 21
- 238000004537 pulping Methods 0.000 title description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 71
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M bisulphate group Chemical group S([O-])(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 51
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 44
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 35
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims description 34
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 25
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 24
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 13
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 13
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 13
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 13
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 10
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 5
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 claims 1
- 150000004967 organic peroxy acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 53
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 31
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 21
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 21
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 8
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 8
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 7
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000010665 pine oil Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Chemical class 0.000 description 2
- 229920005989 resin Chemical class 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- RBORURQQJIQWBS-QVRNUERCSA-N (4ar,6r,7r,7as)-6-(6-amino-8-bromopurin-9-yl)-2-hydroxy-2-sulfanylidene-4a,6,7,7a-tetrahydro-4h-furo[3,2-d][1,3,2]dioxaphosphinin-7-ol Chemical compound C([C@H]1O2)OP(O)(=S)O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H]2N1C(N=CN=C2N)=C2N=C1Br RBORURQQJIQWBS-QVRNUERCSA-N 0.000 description 1
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,10,10a-octahydrophenanthrene-1-carboxylic acid Chemical compound C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0057—Oxidation of liquors, e.g. in order to reduce the losses of sulfur compounds, followed by evaporation or combustion if the liquor in question is a black liquor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0007—Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B13/00—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
- C11B13/02—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials from soap stock
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/40—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
Description
530 451 2 sulfid. Vitlutens sammansättning har en betydande inverkan på egenskaperna för massan som skall kokas. Eftersom processen i princip är sluten även i detta avseende, dvs. efter- som kokningskemikalierna inte förbrukas under processen, är det viktigt att hålla den kemiska cykelns proportion mellan svavel och natrium i balans. I dagens läge ihar balans- stymingen ett stort problem i form av ett svavelöverskott som kommer in i processen som svavelsyra. Massafabriker har flera olika delprocesser där det bildas svavel. En av de viktigaste är talloljeprocessen. Dessutom kommer svavel in i processen från till exempel själva veden, från vattnet, från brännoljan i mesaugnen och från magnesiumsulfat som används vid syrgasblekning. 530 451 2 sulfide. The composition of white liquor has a significant effect on the properties of the pulp to be boiled. Since the process is in principle closed also in this respect, ie. Since the cooking chemicals are not consumed during the process, it is important to keep the chemical cycle's ratio between sulfur and sodium in balance. In the current situation, balance control has a major problem in the form of a surplus of sulfur that enters the process as sulfuric acid. Pulp factories have olika your different sub-processes where sulfur is formed. One of the most important is the tall oil process. In addition, sulfur enters the process from, for example, the wood itself, from the water, from the fuel oil in the lime kiln and from magnesium sulphate which is used in oxygen bleaching.
Av de ämnen som frigj orts från veden vid sulfatmassakokiiingen förtvålas fettsyrorna och hartssyroma till natriumsalter, dvs. såpa. Det återstår också oförtvålbara organiska beståndsdelar, som beror av vilket trädslag som används. Därefter micelliseras tvålarna ytterligare, varvid en viss mängd oförtvålade ämnen lösesi micellerna. Normalt följs massakokriingen av ett tvättsteg. Lösningen som avskiljs under detta steg, svartlut, inne- håller tvålmiceller, som stiger till lutens yta i form av svartsåpa. Den bildade såpan av- skiljs från svartluten genom dekantering, varefter den kan spjälkas till tallolj a med svavel- syra och värme. Vid spjälkningen kokas sålunda såpan som avskilts från svartlutens yta tillsammans med svavelsyra. De motsvarande syroma framställs ur de vattenlösliga na- triumsalterna av fett- och hartssyrorna och blandningen av syror benämns råtallolja; Reaktionerna under spjälkningen beskrivs av följande samband: Hzso, + zn-cooNa --> .an-coon + Naäso. <3) I sin syraforin är fettsyrorna olösliga i vatten, och skiljs därför ut från såpan. Under spjälkningen förbrukas svavelsyra i huvudsak för omvandlingen av såpa till tallolja men även för neutralisering av svartluten som följer med såpan och för reglering av pH till en nivå som är tillräckligt låg för att fettsyrorna skall bringas till syraform.Of the substances that are released from the wood during the sulphate mass cooking, the fatty acids and resin acids are saponified into sodium salts, ie. soap. Unsaponifiable organic constituents also remain, depending on the type of tree used. Thereafter, the soaps are further micellarized, dissolving a certain amount of unsaponified substances in the micelles. Normally, the mass cooking is followed by a washing step. The solution separated during this step, black liquor, contains soap micelles, which rise to the surface of the liquor in the form of black soap. The soap formed is separated from the black liquor by decantation, after which it can be decomposed into tall oil with sulfuric acid and heat. During the digestion, the soap separated from the surface of the black liquor is thus boiled together with sulfuric acid. The corresponding acids are prepared from the water-soluble sodium salts of the fatty and resin acids and the mixture of acids is called crude tall oil; The reactions during cleavage are described by the following relationships: Hzso, + zn-cooNa -> .an-coon + Naäso. <3) In its acid form, the fatty acids are insoluble in water, and are therefore excreted from the soap. During the digestion, sulfuric acid is consumed mainly for the conversion of soap into tall oil but also for neutralizing the black liquor that accompanies the soap and for regulating the pH to a level that is low enough for the fatty acids to be converted to acid form.
I praktiken bör tillsatsen av syra vara sådan att pH sjunker under 4. Tallolj an som bildas under spjälkningen avskiljs från massapressens vattenfas, som återförs till massa- fabrikens kemikaliecirkulationssystem.In practice, the addition of acid should be such that the pH drops below 4. Tall oil formed during the digestion is separated from the aqueous phase of the pulp press, which is returned to the pulp mill's chemical circulation system.
Restsyra från till exempel en klordioxidreaktor kan användas som spjälkningssyra, vilket i själva verket också sker. Eftersom vattenfasen som bildas under spjälkningen återförs till kemikalieåtervinningen kommer svavel i löst form också att föras in i kemika- lieåtervinningen. Tillsammans med restsyran kommer en icke obetydlig mängd svavel att komma in i processen, eftersom restsyran innehåller natrium sulfat eller natriumseskvisul- fat i betydande mängd vid sidan om svavelsyran. Beroende på trädslaget och växtstället kan talloljespjälkningen tillföra svavel till processen i en takt av 2 till 4 kg pr ton massa.Residual acid from, for example, a chlorine dioxide reactor can be used as cleavage acid, which in fact also happens. Since the aqueous phase formed during the digestion is returned to the chemical recovery, sulfur in loose form will also be introduced into the chemical recovery. Together with the residual acid, a not insignificant amount of sulfur will enter the process, since the residual acid contains sodium sulphate or sodium sesquulphate in a significant amount in addition to the sulfuric acid. Depending on the tree species and place of growth, the tall oil digestion can add sulfur to the process at a rate of 2 to 4 kg per tonne of pulp.
Svavelförlusterna i en modern massafabrik, dvs. det svavel som inte återförs utan avlägs- nas från kemikalieåtervinningen, kan ersättas med svavelhaltiga kemikalier som bildas vid framställningen av blekningskemikalierna. Den aktuella mängden överstiger till och med svavelförbrukningen i massafabriken. Speciellt tillförs ett betydande överskott av 10 15 20 25 30 35 40 5313 451 3 svavel till processen vid tallolj espjälkningen. Svavelöverskottet måste således avlägsnas från processen.The sulfur losses in a modern pulp mill, ie. the sulfur that is not recycled but is removed from the chemical recovery can be replaced with sulfur-containing chemicals that are formed during the production of the bleaching chemicals. The current amount even exceeds the sulfur consumption in the pulp mill. In particular, a significant excess of sulfur is added to the process in the tall oil digestion. The excess sulfur must therefore be removed from the process.
Om svavelöverskottet avlägsnas från processen i form av natriumsulfat måste det avlägsnade natriumet täckas med färsk lut, vilket ökar kostnaden för att avlägsna svavlet.If the excess sulfur is removed from the process in the form of sodium sulfate, the removed sodium must be covered with fresh lye, which increases the cost of removing the sulfur.
Vid stymingen av den kemiska balansen i en sulfatmassafabrik är det viktigt att styra proportionen mellan svavel och natrium, dvs. sulfiditeten. Tallsåpaspjälkning är en sär- skilt viktig orsak till att det uppstår obalans i sulfiditeten i en sulfatprocess.When controlling the chemical balance in a sulphate pulp mill, it is important to control the proportion between sulfur and sodium, ie. sul fi diteten. Pine soap splitting is a particularly important reason for the imbalance in the sulphate in a sulphate process.
Om överskottssvavel avlägsnas i form av till exempel flygaska kommer natrium samtidigt att gå förlorat, vilket måste täckas genom att färsk lut tillförs till systemet.If excess sulfur is removed in the form of, for example, gas ygaska, sodium will be lost at the same time, which must be covered by adding fresh lye to the system.
Ett sätt att lösa detta problem skulle vara att använda en svavelfri syra. Saltsyra är inte lämplig för ändamålet på grund av problem som orsakas av kloriden. Sådana organis- ka syror som myrsyra och ättiksyra skulle kanske till en del kunna ersätta svavelsyra, men de är antagligen alltför svaga syror och dessutom relativt dyra. Inte heller salpetersy- ra är lämplig för processen genom att den kan orsaka kväveoxidbildning under förbrän- ningen i sodapannan. .One way to solve this problem would be to use a sulfur-free acid. Hydrochloric acid is not suitable for this purpose due to problems caused by the chloride. Such organic acids as formic acid and acetic acid might be able to replace sulfuric acid to some extent, but they are probably too weak acids and also relatively expensive. Nitric acid is also not suitable for the process in that it can cause nitric oxide formation during combustion in the recovery boiler. .
I WO 94/ 1 157 1 beskrivs surgörning av såpa med hjälp av ett stort överskott av na- triumbisulfitlösning i förhållande till mängden såpa med syftet att återvinna svavel för återanvändning vid talloljeframställning. Surgörningen kan genomföras i ett enda Steg eller företrädesvis i flera steg. Bisulfitlösningen som används surgör såpa vid förhöjd temperatur inom området 90 till l50°C vid atmosfarstryck eller ett lätt övertryck. Det är dock nödvändigt att ytterligare surgöra såpan med hjälp av svavelsyra för att fullborda kokningen. En bisulfitlösning är i sig själv inte särskilt sur utan har ett pH något under 5. Vid spjälkningen av syror behöver pH vara lägre än 4.WO 94/1 157 1 describes acidification of soap by means of a large excess of sodium bisul solution in relation to the amount of soap for the purpose of recovering sulfur for reuse in tall oil production. The acidification can be carried out in a single step or preferably in several steps. The bisul solution used acidifies the soap at an elevated temperature in the range 90 to 150 ° C at atmospheric pressure or a slight overpressure. However, it is necessary to further acidify the soap with the help of sulfuric acid to complete the cooking. A bisul solution is in itself not very acidic but has a pH slightly below 5. When the acids are broken down, the pH needs to be lower than 4.
Ytterligare svavel tillsätts till processen vid tillförseln av en löslig magnesiumföre- ning i samband med syrgasblekningen. Magnesiumsulfat tillförs i regel utifrån till proces- sen. Det är också möjligt att i stället för magnesiumsulfat använda acetater eller formater, vilket gör det möjligt att minska svavelbelastningen med hjälp av valet av kemikalier, men i praktiken är dessa alternativ alltför kostsamma. Magnesiumhydroxid och magnesium- karbonat är lämpliga alternativ i fråga om deras sammansättning, men de har nackdelen att de är alltför svårlösliga.Additional sulfur is added to the process during the addition of a soluble magnesium compound in connection with the oxygen bleaching. Magnesium sulphate is usually added from the outside to the process. It is also possible to use acetates or formats instead of magnesium sulphate, which makes it possible to reduce the sulfur load by means of the choice of chemicals, but in practice these alternatives are too expensive. Magnesium hydroxide and magnesium carbonate are suitable alternatives in terms of their composition, but they have the disadvantage that they are too sparingly soluble.
Uppfinningens syfte är att åstadkomma en enkel och effektiv återvinningsprocess för svavel som återvinns från en kemisk massaprocess, särskilt från massafabrikens kemika- líecirkulationssystem, utan att ytterligare svavel behöver tillsättas utifrån i nämnvärd utsträckning, varigenom problem med processens sulfiditet kan undvikas.The object of the invention is to achieve a simple and efficient recycling process for sulfur recovered from a chemical pulp process, especially from the pulp mill's chemical circulation system, without the need to add additional sulfur from the outside to a significant extent, whereby problems with the process can be avoided.
På ritningen visar fig 1 pH-minskningen under oxideringens gång vid en oxíderande behandling, fig 2 ett schema över apparaturen som används vid behandlingen enligt upp- finningen, fíg 3 ett schema över en tillämpning av uppfinningen vid återvinning av svavel, fig 4 den vid exempel 2 uppträdande förändringen av pH, fig 5 svavel-natríumproportio- nerna vid en jämförelse i fig 3, fíg 6 den pH-förändring som uppträder vid exempel 4 under oxidationens gång, fig 7 bísulfitoxidationen vid exempel 4 som funktion av tiden och fíg 8 10 15 20 25 30 35 40 531) 461 4 den vid exempel 4 uppträdande pH-förändringen under oxidationens gång.In the drawing Fig. 1 shows the pH decrease during the oxidation process in an oxidizing treatment, Fig. 2 is a diagram of the apparatus used in the treatment according to the invention, Fig. 3 is a diagram of an application of the invention in the recovery of sulfur, Fig. 4 is an example. Fig. 2 shows the change in pH, Fig. 5 shows the sulfur-sodium proportions in a comparison in fi g 3, Fig. 6 the pH change which occurs in Example 4 during the oxidation process, Fig. 7 shows the oxidation in Example 4 as a function of time and Fig. The pH change occurring in Example 4 during the oxidation process.
Förfarandet enligt uppfinningen bygger på den överraskande upptäckten att återvun- net svavel oxideras till en bisulfatlösning med hjälp av en oxidant. Det är överraskande att den erhållna bisulfatlösningen är betydligt surare än till exempel en bisulfitlösning och har en surhet som är tillräcklig för att spjälka såpa till råtallolja redan i ett steg. Råtallolja kan således kokas med användning av återvunnet svavel som erhållits från massafabri- kens kemikaliecirkulationssystem. Bisulfatlösningen kan också användas för att framstäl- la sulfatföreningar som behövs i processen, till exempel magnesiumsulfat som används vid blekningen.The process according to the invention is based on the surprising discovery that recycled sulfur is oxidized to a bisulphate solution with the aid of an oxidant. It is surprising that the bisulfate solution obtained is considerably more acidic than, for example, a bisulfite solution and has an acidity which is sufficient to break down soap into crude tall oil already in one step. Crude tall oil can thus be boiled using recycled sulfur obtained from the pulp mill's chemical circulation system. The bisulphate solution can also be used to prepare sulphate compounds needed in the process, for example magnesium sulphate used in bleaching.
I föreliggande sammanhang avses med uttrycket ”används sedan också som återvun- nen syra i olika steg i processen” eller ”används sedan också i olika steg i processen” att den från den oxiderande behandlingen erhållna bisulfatprodukten återanvänds som ett reagens, till exempel som ett surt medel (”syrakålla”) i ett eller flera processteg och/eller som råvara för framställning av ett eller flera reagenser för användning i processen, till exempel magnesiumsulfat som används vid syrgasdelignífiering eller blekning av massa.In the present context, the expression “then also used as recycled acid at different stages in the process” or “then also used at different stages in the process” means that the bisulphate product obtained from the oxidizing treatment is reused as a reagent, for example as an acid agents ("acid coals") in one or more process steps and / or as a raw material for the preparation of one or more reagents for use in the process, for example magnesium sulphate used in oxygen delignification or pulp bleaching.
Förfarandet enligt uppfinningen kan utnyttja svavlet som återvinns från processen, särskilt från svavelhaltiga illaluktande gaser. Enligt en föredragen utföringsform för- bränns åtminstone en del av svavlet, företrädesvis de illaluktande gaserna, som återvinns från processen, till exempel en sulfatprocess, så att de ingående svavelföreningarna om- vandlas till svaveldioxid, varefter åtminstone en del av svaveldioxiden används för att på känt sätt framställa bisulfit, företrädesvis en vattenlösning av bisulfit, med hjälp av ett alkaliskt ämne, företrädesvis natriumhydroxid.The process according to the invention can utilize the sulfur recovered from the process, in particular from sulfur-containing malodorous gases. According to a preferred embodiment, at least a part of the sulfur, preferably the foul-smelling gases recovered from the process, for example a sulphate process, is combusted, so that the constituent sulfur compounds are converted to sulfur dioxide, after which at least a part of the sulfur dioxide is used to to prepare bisulate, preferably an aqueous solution of bisulfite, by means of an alkaline substance, preferably sodium hydroxide.
Uppfinningen hänför sig till en process för framställning av kemisk massa. Massa som framställts vid processen kan användas vid till exempel tillverkning av papper och kartong. Uttrycken ”process för framställning av massa” och ”process” avser således i föreliggande sammanhang i bred mening en process för framställning av den ifrågavarande massan, företrädesvis en sulfatprocess, inklusive de olika stegen för massaframställning- en, efterföljande massabearbetningssteg, till exempel processer för tillverkning av papper eller kartong, liksom på känt sätt andra processer som har anknytning till en massapro- cess och olika processteg som har avseende på efterföljande bearbetning av andra produk- ter än massa som bildas och erhålls i anslutning till de särskilt angivna processema, till exempel de till sulfatprocessen normalt hörande processtegen för sur behandling av tallså- pa som avskilts från massan, till exempel spjälkning för framställning av tallolj a. Bisulfat- produkten som erhålls från behandlingama enligt uppfinningen kan således utnyttjas i valfria framställnings- och/eller behandlingssteg där de är lämpliga att använda.The invention relates to a process for producing chemical pulp. Pulp produced during the process can be used in, for example, the manufacture of paper and board. The terms "pulp production process" and "process" in the present context thus refer in a broad sense to a process for the production of the pulp in question, preferably a sulphate process, including the various pulp production steps, subsequent pulp processing steps, for example manufacturing processes. of paper or paperboard, as well as in a known manner other processes related to a pulping process and various process steps relating to the subsequent processing of products other than pulp formed and obtained in connection with the specified processes, such as the The sulphate product obtained from the treatments according to the invention can thus be used in optional production and / or treatment steps where they are suitable. to use.
Uttrycket ”sur behandling” avser allmänt en behandling som utförs med ett valfritt surt medel, i regel en vattenlösning av ett surt medel med pH under 5, företrädesvis under 4, exempelvis 2.The term "acidic treatment" generally refers to a treatment carried out with any acidic agent, usually an aqueous solution of an acidic agent having a pH below 5, preferably below 4, for example 2.
Med ”återvinning” avses att åtminstone en del av svavel-l eller bisulfatprodukten som behandlas med förfarandet återförs till processcykeln. 10 15 20 25 30 35 40 SBC! 461 5 Med ”bisulfittvättning” avses att svaveldioxiden som erhålls från svavelförbränning- en behandlas med en alkalie, i regel natriumhydroxid eller ett medel som innehåller na- triumhydroxid, så att det bildas en bisulfitlösning.By "recovery" is meant that at least a portion of the sulfur-1 or bisulfate product treated by the process is returned to the process cycle. 10 15 20 25 30 35 40 SBC! 461 5 “Bisul wash” means that the sulfur dioxide obtained from the sulfur combustion is treated with an alkali, usually sodium hydroxide or an agent containing sodium hydroxide, to form a bisul solution.
Bisulfatprodukten som erhålls vid behandlingsförfarandet enligt uppfinningen ut' nyttjas i olika steg i processen för att helt eller delvis ersätta ämnen som annars skulle behöva tillföras utifrån till processcykeln, till exempel för att helt eller delvis ersätta en syra, exempelvis svavelsyra, som tillförs utifrån till ett surt behandlingssteg i processen.The bisulphate product obtained in the treatment process according to the invention is used in various steps in the process to completely or partially replace substances which would otherwise need to be added from the outside to the process cycle, for example to completely or partially replace an acid, for example sulfuric acid, which is supplied from the outside to a acid treatment step in the process.
Enligt en variant innefattar processen ett steg i vilket tallsåpa utvinns och underkas- tas en sur behandling så att det bildas tallolj a, varvid den sura behandlingen genomförs med användning av en bisulfitlösning som erhållits genom en oxiderande behandling och tillförs ensam eller tillsammans med en andra sur substans. Behandlingen kan genomföras med användning av kända förfaranden.According to a variant, the process comprises a step in which pine soap is extracted and subjected to an acidic treatment to form pine oil, the acidic treatment being carried out using a bisul solution obtained by an oxidizing treatment and applied alone or together with a second acid. substance. The treatment can be carried out using known methods.
Enligt en annan variant kan den vid den oxiderande behandlingen utvunna bisulfit- lösningen i sin tur användas som råvara för framställning av sulfater som används i pro- _ cessen, till exempel i syrgasdelignifieringssteget (blekningssteget) för framställning av magnesiumsulfat, som används som ett reagens.According to another variant, the bisulate solution obtained in the oxidizing treatment can in turn be used as a raw material for the production of sulphates used in the process, for example in the oxygen delignification step (bleaching step) for the production of magnesium sulphate, which is used as a reagent.
Oxidanten som används vid förfarandet enligt uppfinningen kan vara Valfri OXidHIIt av gängse slag, till exempel väteperoxíd, syre, luft, ozon och till exempel organiska persy- ror, till exempel perättiksyra eller permyrsyra. Företrädesvis används syre, luft eller väteperoxid, speciellt väteperoxid, som också är den bekvämaste att använda. När så önskas är det också möjligt att använda en peroxidhaltig lösning som erhållits från något annat oxideringsprocessteg, till exempel ett filtrat innehållande restperoxid som erhållits från massablekningen. - ' Fackmannen inser att oxidationsförhållandena och den använda mängden oxidant kan väljas på känt sätt utgående från vilken oxidant som används och vilken oxidations- grad som önskas.The oxidant used in the process of the invention may be Optional OXIDHIIt of common types, for example hydrogen peroxide, oxygen, air, ozone and for example organic acids, for example peracetic acid or permyric acid. Preferably oxygen, air or hydrogen peroxide are used, especially hydrogen peroxide, which is also the most convenient to use. When desired, it is also possible to use a peroxide-containing solution obtained from any other oxidation process step, for example a filtrate containing residual peroxide obtained from the pulp bleaching. Those skilled in the art will appreciate that the oxidation conditions and the amount of oxidant used can be selected in a known manner based on the oxidant used and the degree of oxidation desired.
Bisulfatet som bildas vid den oxiderande behandlingen sänker pH för bisulfitlösning- en, vilket har en mycket gynnsam verkan vid den fortsatta användningen av lösningen i processen. Bisulíit kan således oxideras helt eller delvis, företrädesvis delvis, så att den bildade mängden bisulfit i reaktionsblandningen åstadkommer ett lämpligt pH för det avsedda ändamålet i varje enskilt fall.The bisulfate formed during the oxidizing treatment lowers the pH of the bisul solution, which has a very beneficial effect on the continued use of the solution in the process. Thus, bisulite can be oxidized in whole or in part, preferably in part, so that the amount of bisulite formed in the reaction mixture provides a suitable pH for the intended purpose in each individual case.
Enligt en utföringsforrn får oxidationen av bisulfitlösningen pågå tills reaktionslös- ningen har uppnått ett önskat pH. Den erforderliga oxideringsgraden kan till exempel bestämmas som ett önskat pH för reaktionslösningen. Bestämningen kan genomföras på för fackmannen känt sätt genom beräkning och/eller försök, bland annat beroende på vilken oxidant som används.According to one embodiment, the oxidation of the bisul solution may continue until the reaction solution has reached a desired pH. The degree of oxidation required can be determined, for example, as a desired pH of the reaction solution. The determination can be carried out in a manner known to those skilled in the art by calculation and / or experiment, depending on which oxidant is used.
Om syre eller luft används som oxidant genomförs reaktionen företrädesvis under ett övertryck, till exempel över 6 bar, speciellt cirka 10 bar, i en autoklav och med förhöjd temperatur. Syre eller luft kan också med fördel ledas genom en blandare med syftet att uppnå en god kontakt mellan gasen och vätskan. En trycksatt oxidering av detta slag ger 10 15 20 25 30 35 539 460 en snabb reaktion.If oxygen or air is used as the oxidant, the reaction is preferably carried out under an overpressure, for example above 6 bar, especially about 10 bar, in an autoclave and at elevated temperature. Oxygen or air can also advantageously be passed through a mixer with the aim of achieving a good contact between the gas and the liquid. A pressurized oxidation of this kind gives a rapid reaction.
Vid förfarandet enligt uppfinningen kan bisulfiten som erhålls från processcykeln oxideras till bisulfat med till exempel väteperoxid som oxidant. I detta fall kvarstår endast vatten som ytterligare reaktionsprodukt. Samtidigt sjunker lösningens pH avsevärt. Sva- velsyrlighet (HzSOa) har syrakonstanterna pKal = 1,8 och pKa2 = 6,8, medan svavelsyra på motsvarande sätt har pKal = -3 och pKa2 = 1,8. Natriumbisulfit kan oxideras till natriumbisulfat, till exempel med hjälp av väteperoxid enligt reaktionsformeln (4): NaHso, + H20, _» NaHso, + H20 <4) Förfarandet enligt uppfinningen gör det således möjligt att omvandla det från processen återvunna svavlet från en natriumbisulfitform till en bisulfatforrn som har tillräcklig sur- het för att bisulfatet skall lämpa sig för användning vid till eizempel spjälkning av tallolja.In the process according to the invention, the bisulate obtained from the process cycle can be oxidized to bisulphate with, for example, hydrogen peroxide as oxidant. In this case, only water remains as an additional reaction product. At the same time, the pH of the solution drops considerably. Sulfuric acid (HzSOa) has the acid constants pKal = 1.8 and pKa2 = 6.8, while sulfuric acid correspondingly has pKal = -3 and pKa2 = 1.8. Sodium bisulfate can be oxidized to sodium bisulfate, for example with the aid of hydrogen peroxide according to the reaction formula (4): NaH 50, + H 2 O, a bisulphate form which has sufficient acidity for the bisulphate to be suitable for use in, for example, digestion of tall oil.
Vid användning av enbart bisulfit spjälkas talloljan endast delvis och syra, till exempel svavelsyra, måste tillföras utifrån för att fullborda spjälkningen. Förfarandet enligt upp- finningen kräver inte att syra sätts till. i Det är känt att tallsåpa kan spjälkas med en utifrån tillförd syra som ger tillräckligt lågt pH, till exempel svavelsyra eller restsyra från en klordioxidprocess. pH för bisulfit som erhålls direkt från processen äri sig självt inte tillräckligt för ändamålet. Genom att en bisulfitlösning oxideras till bisulfat i enlighet med uppfinningen kan detta pH-intervall uppnås. Det är viktigt att sänka pH tillräckligt lågt för att fettsyrorna, som är svaga syror, skall övergå i syraform och avskiljas. En bisulfatlösning med pH under 2 skulle omvandla den större delen av fettsyrorna till syrafonn. Om pH ligger cirka 2 enheter uder fettsyrans pKa-värde föreligger större delen av fettsyrorna i syraform, inte i form av salt.When bisulfite alone is used, the tall oil is only partially decomposed and acid, for example sulfuric acid, must be added from the outside to complete the decomposition. The process according to the invention does not require the addition of acid. It is known that pine soap can be broken down with an externally supplied acid which gives a sufficiently low pH, for example sulfuric acid or residual acid from a chlorine dioxide process. The pH of the bisul fit obtained directly from the process itself is not sufficient for the purpose. By oxidizing a bisul solution to bisulphate in accordance with the invention, this pH range can be achieved. It is important to lower the pH low enough for the fatty acids, which are weak acids, to turn into acid form and separate. A bisulfate solution with a pH below 2 would convert most of the fatty acids to acid form. If the pH is about 2 units below the pKa value of the fatty acid, most of the fatty acids are in acid form, not in the form of salt.
Vid förfarandet enligt uppfinningen har väteperoxidförbrukningen för stökiometrisk oxidering av bisulfit massaproportionen 1:3 H2O2/NaHSO3, varigenom peroxidförbrukning- en blir i storleksordningen 0,33 kg H20, per kg NaHSOa. Det är dock inte nödvändigt att oxidera all bisulfit för att ett tillräckligt lågt pH skall uppnås, utan även en partiell oxide- ring kan vara tillräcklig.In the process according to the invention, the hydrogen peroxide consumption for stoichiometric oxidation of bisulfite has a mass ratio of 1: 3 H 2 O 2 / NaHSO 3, whereby the peroxide consumption is in the order of 0.33 kg H 2 O, per kg NaHSO 2. However, it is not necessary to oxidize all the bisulte in order to achieve a sufficiently low pH, but also a partial oxidation may be sufficient.
Den pH-sänkning som uppnås som resultat av oxidexingsreaktionen kommer nu att beskrivas med hjälp av ett i fig 1 visat exempel. I figuren sjunker pH för en bisulfitlösning med en halt av 10 g/l snabbt från sitt ursprungliga värde något över 4 när väteperoxid tillsätts. Bisulfitlösningens pH sjunker avsevärt även med en liten mängd peroxid. Den erhållna bisulfatlösningens pH kan ställas in på en nivå som är lämplig för kokning av tallolja i området under 2, företrädesvis under 1,5, varvid mängden väteperoxid ligger över 0,1, företrädesvis över 0,2, gånger den mängd som behövs för stökiometrisk oxidering av bisulfit. Därför blir bisulfatlösningen surare än bisulfitlösningen, vilket gör den betydligt mer lämpad för till exempel tallolj espj älkning. Det blir därigenom möjligt att i anläggning- en väsentligt sänka den mängd svavelsyra som tillförs utifrån till processen för denna användning. Såpaspj älkning med hjälp av svavelsyra som i sin helhet tillförts utifrån till processen skulle bilda cirka 2 till 4 kg/Adt svavel under processen, varigenom mängden 10 15 20 25 30 35 40 53Ü 461 7 svavel skulle sjunka betydligt åtminstone i detta avseende med användning av förfarandet enligt uppfinningen.The pH decrease achieved as a result of the oxidation reaction will now be described by means of an example shown in fi g 1. In the uren gure, the pH of a bisulfite solution with a content of 10 g / l drops rapidly from its initial value slightly above 4 when hydrogen peroxide is added. The pH of the bisul solution decreases considerably even with a small amount of peroxide. The pH of the resulting bisulfate solution can be adjusted to a level suitable for boiling tall oil in the range below 2, preferably below 1.5, the amount of hydrogen peroxide being above 0.1, preferably above 0.2, times the amount required for stoichiometric oxidation of bisul fi t. Therefore, the bisulfate solution becomes more acidic than the bisulfate solution, which makes it much more suitable for, for example, tall oil spraying. This makes it possible to significantly reduce the amount of sulfuric acid added from the outside to the process for this use in the plant. Soap splitting by means of sulfuric acid which in its entirety was added from the outside to the process would form about 2 to 4 kg / Adt of sulfur during the process, whereby the amount of sulfur would decrease significantly at least in this respect using the method according to the invention.
Den utrustning som behövs för oxideringsreaktionerna vid genomförandet av uppfin- ningen är enkel, varvid ett exempel visas i fig 2. Utrustningen innefattar i huvudsak en blandningsbehållare 1, i vilken reaktionen mellan det bisulfithaltiga återvunna svavlet från svavelprocessen S och oxidanten äger rum. Utrustningen kan även innehålla en oxidantdoseringsanordning 2 och en mellanlagringsbehållare 3 för bisulfatet som bildas som reaktionsprodukt och från vilken bisulfatvätska kan ledas vidare till det önskade processtället, till exempel tallsåpaspjälkning eller magnesiumsulfatframställning.The equipment needed for the oxidation reactions in carrying out the invention is simple, an example being shown in fi g 2. The equipment essentially comprises a mixing vessel 1, in which the reaction between the bisulphate recovered sulfur from the sulfur process S and the oxidant takes place. The equipment may also contain an oxidant dosing device 2 and an intermediate storage container 3 for the bisulphate which is formed as a reaction product and from which bisulphate liquid can be passed on to the desired process site, for example pine soap cleavage or magnesium sulphate production.
Det är också möjligt att framställa bisulfatlösningen som erhålls med hjälp av upp- finningen redan i bisulfittvättaren, så att det bildas svavelsyra och bisulfat blandat med bisulfitlösning. I detta fall måste materialen i utrustningen vara beständiga mot alla typer av korrosion som orsakas av oxídanten och oxidationsreaktionen S02 -> S03. Denna alternativa utföringsform är dock dyrare än det tidigare beskrivna utförandet, Den fram- ställda bisulfatlösningen kommer också att innehålla en viss mängd svavelsyra.It is also possible to prepare the bisulphate solution obtained with the aid of the invention already in the bisulate scrubber, so that sulfuric acid and bisulphate mixed with bisulphite solution are formed. In this case, the materials in the equipment must be resistant to all types of corrosion caused by the oxidant and the oxidation reaction SO2 -> SO3. However, this alternative embodiment is more expensive than the previously described embodiment. The bisulfate solution prepared will also contain a certain amount of sulfuric acid.
I fig 3 visas ett exempel på uppfinningens återvinning och återanvändning av svavel i en sulfatprocess. _ Bisulfatlösningen framställs enligt uppfinningen genom oxidering av natriumbisulfit som erhållits från bisulfittvättaren 4 i blandningsbehållaren 1 med hjälp av en oxidant, som förs in i blandningsbehållaren 1. Natriumbisulfatet som framställs i blandningsbehål- laren leds till exempel till en reaktor 5 för kokning av råtallolja eller till en reaktor 6 för framställnig av magnesiumsulfat. I reaktorn 6 framställs magnesiumsulfat ur en magne- siumreaktant som tillförs till processen utifrån och natriumbisulfat som framställs ur återvunnet svavel enligt uppfinningen. Det därigenom framställda magnesiumsulfatet används vid syrgasblekning 7. Filtratet från syrgasblekningen leds sedan till en indunst- ningsanläggning 8 och därifrån till en sodapanna 9. Råsåpa avskiljs från vätskan som kommer från tvättenet ll och går till indunstningsanläggningen 8 under framställningen av råtallolj an, varvid råsåpan leds till en kokningsreaktor 5, där den reagerar till råtallolja med hjälp av bisulfat. Råtalloljan 12 avlägsnas från processen i talloljekokningsreaktorn 5 och den återstående svavelsyrliga moderluten leds genom indunstningsanläggningen 8 till sodapannan 9 för förbränning av organiska föreningar och svavel. I sodapannan 9 för- bränns svavelföreningarna till natríumsulfid. Från sodapannan 9 leds en vattenlösning av natriumkarbonat och natrium sulfid, grönlut, till ett kausticeringssteg 13, där natriumkar- bonat omvandlas till kalciumkarbonat. Den därigenom framställda blandningen av na- triumhydroxid och natriumsulfid, vitlut, återförs till massakokningen 10. Det återstående kalciumkarbonatet regenereras ytterligare i mesaugnen 14, så att det bildas kalciumoxid.Figure 3 shows an example of the recovery and reuse of sulfur in an sulphate process. The bisulphate solution is prepared according to the invention by oxidizing the sodium bisulate obtained from the bisulate scrubber 4 in the mixing vessel 1 by means of an oxidant, which is introduced into the mixing vessel 1. The sodium bisulphate produced in the mixing vessel is fed, for example, to a reactor a reactor 6 for the production of magnesium sulphate. In the reactor 6, magnesium sulphate is produced from a magnesium reactant which is fed to the process from the outside and sodium bisulphate which is produced from recycled sulfur according to the invention. The magnesium sulphate thus produced is used in oxygen bleaching 7. The filtrate from the oxygen bleaching is then led to an evaporator 8 and from there to a recovery boiler 9. Crude soap is separated from the liquid coming from the washing net 11 and goes to the evaporator 8 during the production of crude oil, to a boiling reactor 5, where it reacts to crude tall oil with the aid of bisulfate. The crude tall oil 12 is removed from the process in the tall oil boiling reactor 5 and the remaining sulfuric acid mother liquor is passed through the evaporator 8 to the recovery boiler 9 for the combustion of organic compounds and sulfur. In the recovery boiler 9, the sulfur compounds are burned to sodium sul fi d. From the recovery boiler 9, an aqueous solution of sodium carbonate and sodium sul fi d, green liquor, is passed to a causticisation step 13, where sodium carbonate is converted to calcium carbonate. The resulting mixture of sodium hydroxide and sodium salt vitd, white liquor, is returned to the pulp boiling 10. The remaining calcium carbonate is further regenerated in the lime kiln 14, so that calcium oxide is formed.
Den viktigaste svaveldioxidkällan är förbränningssteget 15 för illaluktande gaser, där reducerade svavelföreningar, huvudsakligen H28, metylmerkaptan, dimetylmerkaptan och dímetyldimerkaptan, förbränns till svaveldioxid, varefter de leds till bisulfittvättaren 4. Även svaveldioxid från andra källor än förbränningssteget för illaluktande gaser kan 10 20 25 30 35 40 530 451 8 återvinnas. I bisulfittvättaren 4 absorberas svaveldioxid i en NaOH-lösning, varigenom natriumbisulfit bildas. Den i bisulfittvättaren erhållna natriumbisulfiten leds därefter till blandningsbehållaren 1 för att oxideras enligt uppfinningen.The most important source of sulfur dioxide is the combustion stage 15 for malodorous gases, where reduced sulfur compounds, mainly H28, methylmercaptan, dimethylmercaptan and dimethyldimpercaptan, are burned to sulfur dioxide, after which they are passed to the sulfur scrubber. 40 530 451 8 recycled. In the bisulate scrubber 4, sulfur dioxide is absorbed in a NaOH solution, whereby sodium bisulte is formed. The sodium bisulfate obtained in the bisulate scrubber is then passed to the mixing vessel 1 to be oxidized according to the invention.
Förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att helt eller delvis slippa använda restsyra från klordioxidframställningssteget 16, vilket innebär en minskad svaveltillfórsel utifrån till processen.The process according to the invention makes it possible to completely or partially avoid using residual acid from the chlorine dioxide production step 16, which means a reduced supply of sulfur from outside to the process.
Enligt en utföringsforrn av uppfinningen utförs spjälkningen i ett enda steg med användning av en enligt uppfinningen framställd natriumbisulfatlösning som spj älknings- syra, varvid oxidanten används i stökiometrisk mängd. I vissa fall kan det vara en fördel att använda ett överskott av oxidanten. Ett alternativ är att endast delvis oxidera bisulfa- tet. Spjälkningen kan också genomföras med användning av en blandning innehållande det återvunna bisulfatet enligt uppfinningen som en del, till exempel en blandning av svavel- syra och bisulfat. Även denna svavelsyra kan framställas ur svaveldioxid som erhållits genom återvinning med hjälp av väteperoxid, varvid svaveldioxiden först oxideras till svaveltrioxid och sedan till svavelsyra. Det är förut känt att framställa svavelsyra genom att svaveldioxid oxideras direkt till svaveltrioxid. Förfarandet enligt uppfinningen gör det obehövligt att investera i en separat svavelsyraanläggning.According to one embodiment of the invention, the cleavage is carried out in a single step using a sodium bisulfate solution prepared according to the invention as the cleavage acid, the oxidant being used in a stoichiometric amount. In some cases, it may be beneficial to use an excess of the oxidant. An alternative is to only partially oxidize the bisulfate. The cleavage can also be carried out using a mixture containing the recovered bisulphate according to the invention as a part, for example a mixture of sulfuric acid and bisulphate. This sulfuric acid can also be produced from sulfur dioxide obtained by recovery with the aid of hydrogen peroxide, whereby the sulfur dioxide is first oxidized to sulfur trioxide and then to sulfuric acid. It is previously known to produce sulfuric acid by oxidizing sulfur dioxide directly to sulfur trioxide. The process according to the invention makes it unnecessary to invest in a separate sulfuric acid plant.
Enligt en utföringsforrn av uppfinningen utförs tallsåpaspjälkningen i två eller flera steg. Vid tvåstegsförfarandet kan det första steget bestå i att en bisulfatlösning framställs enligt föreliggande uppfinning, medan det andra steget innefattar någon annan syra, till exempel färsk svavelsyra eller restsyra från en klordioxidreaktor eller en blandning av syror. Alternativt kan det första steget innefatta användningen av en natriumbisulfitlös- ning som erhållits direkt från processen eller koldioxid, varvid natriumbisulfitlösningen enligt uppfinningen används endast i det andra steget. I detta fall förbrukas mindre mängd bisulfat, och därmed peroxid, än vid ett enstegsförfarande. Alternativt utnyttjas egenskaperna för bisulfitlösningen enligt uppfinningen i båda stegen vid en tvåstegig tallsåpakokning.According to an embodiment of the invention, the pine soap splitting is performed in two or two steps. In the two-step process, the first step may consist of preparing a bisulfate solution according to the present invention, while the second step comprises some other acid, for example fresh sulfuric acid or residual acid from a chlorine dioxide reactor or a mixture of acids. Alternatively, the first step may involve the use of a sodium bisulfite solution obtained directly from the process or carbon dioxide, the sodium bisulf solution according to the invention being used only in the second step. In this case, less bisulfate, and thus peroxide, is consumed than in a one-step process. Alternatively, the properties of the bisul solution according to the invention are used in both steps in a two-step pine soap cooking.
Om mängden svavel som används till spjälkning är 2 till 4 kg s/Adt blir den stökio- metriska mängden peroxid grovt sett densamma, dvs. 2 till 4 kg. Mängden är dock inte nödvändigtvis exakt stökíometrisk, vilket framgår av fig 1. Företrädesvis räcker det med halva denna mängd, ovan 0,15 g HZO/g NaHSOa. Speciellt ligger mängden tillsatt vätepe- roxid ovan över 0,20 g HQO/g NaHSOâ.If the amount of sulfur used for cleavage is 2 to 4 kg s / Adt, the stoichiometric amount of peroxide will be roughly the same, ie. 2 to 4 kg. However, the amount is not necessarily exactly stoichiometric, as shown by fi g 1. Half of this amount is preferably sufficient, above 0.15 g H 2 O / g NaHSO 2. In particular, the amount of hydrogen peroxide added above is above 0.20 g HQO / g NaHSO 4.
En magnesiumförening för användning vid syrgasblekning kan framställas med användning av svavel som återvunnits i en sulfatprocesscykel. Därmed är det inte behöv- ligt att använda utifrån tillfört magnesiumsulfat, som skulle öka svavelbelastningen. Återvunnet svavel kan användas i form av svaveldioxid, bisulfit eller sulfit, som omvandlas till magnesiumsulfat med hjälp av en oxidant.A magnesium compound for use in oxygen bleaching can be prepared using sulfur recovered in a sulfate process cycle. Thus, it is not necessary to use externally added magnesium sulphate, which would increase the sulfur load. Recycled sulfur can be used in the form of sulfur dioxide, bisulate or salt, which is converted to magnesium sulphate by means of an oxidant.
Svavelfria råvaror av en magnesiumförening kan till exempel vara magnesiumhyd- roxid, magnesiumoxid eller magnesiumkarbonat. Den föredragna magnesiumkällan är teknisk MgO. 10 15 20 25 80 35 530 46'l 9 Enligt en utföringsform av uppfinningen löses magnesiumföreningen i bisulfatväts- kan som erhållits från sulfatprocessen med användning av reaktionen (5), som ger magne- siumsulfat: ZNaI-ISO, + Mg(OH)2 --> NaQSO, + MgSQ, + 2H2O (5) Ett alternativt sätt att framställa magnesiumsulfat är att genomföra reaktionen redani gastvättaren, där gas innehållande S02 tvättas med vatten som innehåller en oxidant, till exempel väteperoxid, och Mg(OH)2. I detta fall blir intervallet för peroxidförbrukningen 0,28 till 0,33 kg/kg MgSO4.Sulfur-free raw materials of a magnesium compound can be, for example, magnesium hydroxide, magnesium oxide or magnesium carbonate. The preferred source of magnesium is technically MgO. According to an embodiment of the invention, the magnesium compound is dissolved in the bisulphate liquid obtained from the sulphate process using the reaction (5), which gives magnesium sulphate: ZNaI-ISO, + Mg (OH) 2 -> NaQSO, + MgSQ, + 2H2O (5) An alternative way to prepare magnesium sulphate is to carry out the reaction in the gas scrubber, where gas containing SO2 is washed with water containing an oxidant, for example hydrogen peroxide, and Mg (OH) 2. In this case, the range of peroxide consumption is 0.28 to 0.33 kg / kg MgSO 4.
Ett annat alternativt sätt att framställa magnesiumsulfat är att först lösa magne- siumföreningen i en bisulfitlösning och sedan oxidera den därigenom bildade magnesium- sulfiten med användning av till exempel väteperoxid. Magnesiumsulfit är i sig själv en reducerande förening, som inte kan användas i blekníngsproßeSSßl' På grund av att den onödigtvis förbrukar andra kemikalier. » På grund av att MgSO, innehåller 26,6% svavel avger förfarandet enligt “PPfmfl-íïlš' en svavel i en mängd som är mindre än 0,26 till 0,8 kg/ton massa, medan mängden MgSOj som tillsätts vid syrgasblekning är 1 till 3 kg per ton massa. _ Uppfinningen tillhandahåller nya och mycket användbara alternativ för återvinning av svavel vid en massaprocess, till exempel en sulfatprocess.Another alternative way of preparing magnesium sulphate is to first dissolve the magnesium compound in a bisulphate solution and then oxidize the magnesium sulphate thus formed using, for example, hydrogen peroxide. Magnesium salt is in itself a reducing compound, which can not be used in bleaching processes because it unnecessarily consumes other chemicals. »Due to the fact that MgSO 2 contains 26.6% sulfur, the process according to the PPfm 1 to 3 kg per tonne of pulp. The invention provides new and very useful alternatives for the recovery of sulfur in a pulp process, for example a sulphate process.
Uppfinningen gör det också möjligt att använda bisulfatvätska från en oxiderande behandling som surgörare vid syrabehandling i olika processteg, företrädesvis vid tall- oljespj älkning. Uppfinningen gör det också möjligt att använda bisulfatvätskan som erhål- lits vid behandlingen som råvara vid framställning av reagenser som används i prOCGSSGH, företrädesvis magnesiumsulfat.The invention also makes it possible to use bisulphate liquid from an oxidizing treatment as an acidifier in acid treatment in various process steps, preferably in pine oil splitting. The invention also makes it possible to use the bisulphate liquid obtained in the treatment as a raw material in the preparation of reagents used in prOCGSSGH, preferably magnesium sulphate.
I det följ ande beskrivs uppfinningen med angivande av närmare detaljer, som dock inte är begränsande för uppfinningen.In the following, the invention is described with specific details, which, however, are not limiting for the invention.
Exempel 1 Undersökning av en sulfatprocess från vilken överskottssvavel avlägsnas i form av flygas- ka. Natriumet som följer med svavlet måste då täckas genom att färsk vätska tillförs till processen. Vätskeförbrukningen är 2,5 kg NaOH per kg svlägsnat svavel. Om den avlägs- nade mängden svavel är 4 kg per ton massa blir den ekvivalenta NaOH-förbrukningen 10 kg per ton massa.Example 1 Investigation of a sulphate process from which excess sulfur is removed in the form of gas ash. The sodium that comes with the sulfur must then be covered by adding fresh liquid to the process. The liquid consumption is 2.5 kg NaOH per kg sulfur removed. If the amount of sulfur removed is 4 kg per tonne of pulp, the equivalent NaOH consumption will be 10 kg per tonne of pulp.
Detta skall jämföras med sulfatprocessen enligt uppfinningen. Om mängden svavel minskas genom att svavlet som ingår i bisulñt återvinns vid tallsåpaspj älkning blir mäng- den väteperoxid som behövs för att oxidera denna mängd svavel över 4 kg.This is to be compared with the sulphate process according to the invention. If the amount of sulfur is reduced by recycling the sulfur contained in the bisulnate during pine soap splitting, the amount of hydrogen peroxide needed to oxidize this amount of sulfur exceeds 4 kg.
Beräknat på basis av nuvarande kemikaliepriser blir kostnaden för väteperoxid 2,1 å. Om svavel avlägsnas i form av flygaska blir kostnaden för den erforderliga mängden natrium 3,2 ê, dvs. kostnadseífekten blir 1,5 gånger jämfört med processen enligt uppfin- ningen.Calculated on the basis of current chemical prices, the cost of hydrogen peroxide will be 2.1 å. If sulfur is removed in the form of fl ash, the cost of the required amount of sodium will be 3.2 ê, ie the cost effect is 1.5 times compared with the process according to the invention.
Exempel 2 10 15 20 25 30 35 530 451 10 En från sulfatprocessen erhållen natriumbisulfitlösning NaHSQ., med koncentrationen 43 g/l och pH 4 oxiderades med en tillsats av en 50 viktprocents väteperoxidlösning. Fig 4 visar lösningens pH-variation som funktion av peroxidtillsatsen. Utan problem löstes 12 g/l Mg(OH), i en bisulfitlösning till vilken 11 g/l H2O2 hade satts till, varigenom den slutli- ga lösningen innehöll 24,9 g/l MgSO4.Example 2 A sodium bisult solution NaHSQ obtained from the sulphate process, with a concentration of 43 g / l and pH 4, was oxidized with the addition of a 50% by weight hydrogen peroxide solution. Fig. 4 shows the pH variation of the solution as a function of the peroxide additive. Without problems, 12 g / l Mg (OH) was dissolved in a bisulfite solution to which 11 g / l H 2 O 2 had been added, whereby the final solution contained 24.9 g / l MgSO 4.
Magnesiumhydroxid verkade lösa sig något långsammare i en icke oxíderad bisulfit- lösning. Den oxidering av ma-gnesiumbisulfit som således åstadkoms med en tillsats av väteperoxid i ett förhållande av 11 g/l gav ändå samma slutresultat som en oxidering av bisulfiten innan den löstes Magnesiumsulfatlösningar som framställts på detta sätt har exakt Samma fllflktíml vid syrgasblekning och peroxidblekning som utifrån tillfört rent magnesiumsulfat.Magnesium hydroxide seemed to dissolve somewhat more slowly in a non-oxidized bisul fi t solution. The oxidation of magnesium bisulate thus obtained with an addition of hydrogen peroxide in a ratio of 11 g / l still gave the same end result as an oxidation of the bisulte before it was dissolved. added pure magnesium sulfate.
Inga ogynnsamma verkningar av det åtföljande natriumsulfatet kunde iakttas.No adverse effects of the accompanying sodium sulfate could be observed.
Exempel 3 En j äinforelse av förhållandet mellan svavel och natrium i två fall med en sulfatprocess A och en sulfatprocess B. I det första fallet A återvanns inte svavel, utan den totala mängden svavelsyra som behövdes tillfördes utifrån till processen och natriumbisulfiten avlägsnades från processen. I det andra fallet B enligt den i det föregående beskrivna uppfinningen oxiderades bisulfit till bisulfat med hjälp av väteperoxid, varvid den erforderliga mängden svavelsyra tillsattes utifrån.Example 3 An introduction of the sulfur to sodium ratio in two cases with a sulphate process A and a sulphate process B. In the first case A, sulfur was not recovered, but the total amount of sulfuric acid needed was added from the outside to the process and the sodium bisulte was removed from the process. In the second case B according to the invention described above, bisulate was oxidized to bisulphate with the aid of hydrogen peroxide, the required amount of sulfuric acid being added from the outside.
Fig 5 visar de båda fallen A och B och deras svavel-natriumproportioner i olika steg.Fig. 5 shows the two cases A and B and their sulfur-sodium proportions in different steps.
Steg 1 visar mängden svavel som förs med av svavel, steg 2 visar den erforderliga natrium- täckningen (natriumhydroxid), steg 3 tillför svavel till processen tillsammans med olja, ved och MgSO4, steg 4 visar bland annat avlägsnandet av asksalter, flygaska, svaveldioxid och sodautfallning, medan steg 5 visar tvättförluster och steg 6 avlägsnandet av andra sub- stanser.Step 1 shows the amount of sulfur carried by sulfur, step 2 shows the required sodium coverage (sodium hydroxide), step 3 adds sulfur to the process together with oil, wood and MgSO 4, step 4 shows, among other things, the removal of ash salts, gas ash, sulfur dioxide and soda precipitation, while step 5 shows washing losses and step 6 the removal of other substances.
I fallet B återvanns bisulfit med användning av återförd vitlut. I detta fall tillfördes inget färskt natrium till systemet tillsammans med natriumbisulfat. Svavel som medfördes av bisulfit kom in i cykeln på normalt sätt och ingår inte i balansräkningen.In case B, the bisul was recovered using recycled white liquor. In this case, no fresh sodium was added to the system along with sodium bisulfate. Sulfur carried by bisul fi t entered the cycle in the normal way and is not included in the balance sheet.
Med förfarandet enligt fallet B minskades mängden svavelsyra som fördes in i syste- met genom att 2 kg svavel, dvs. 6,1 kg svavelsyra, täcktes med en bisulfatvätska som framställts genom oxidation av bisulfit.With the procedure according to case B, the amount of sulfuric acid introduced into the system was reduced by adding 2 kg of sulfur, i.e. 6.1 kg of sulfuric acid, was covered with a bisulfate liquid prepared by oxidation of bisulate.
Fig 5 visar hur behovet av att täcka förluster av NaOH minskar betydligt. Genom att våteperoxid användes som oxidant berodde peroxidfiirbrukningen av omfattningen av oxidationen av bisulfiten. Om bisulfiten oxideras till 100% behövs 2,1 kg H2O2 och med 50% oxidation blir behovet av H20? följaktligen 1,1 kg.Fig. 5 shows how the need to cover losses of NaOH is significantly reduced. The use of hydrogen peroxide as an oxidant depended on the extent of the oxidation of the bisultene peroxide. If the bisultene is oxidized to 100%, 2.1 kg of H2O2 is needed and with 50% oxidation, the need for H2O? consequently 1.1 kg.
Exempel 4 4 1 natriumbisulfitlösning, NaHS03, som togs från sulfatprocessen, hade koncentrationen 250 g/l 'och placerades i en autoklav med volymen 8 l. Autoklaven var utrustad med en cirkulerande gasomrörare, varvid syrgas användes som gas. Autoklavens temperatur 10 15 20 25 30 35 EBÛ 451 11 reglerades till 80°C och autoklaven tillfördes ren syrgas tills ett övertryck av 6 bar rådde i autoklaven. Ett prov av lösningen togs i startögonblicket t = 0 och ett flertal ytterligare prover togs under oxidationsprocessen. Provernas pH mättes och sulfit- och sulfatj onskon- centrationerna analyserades. Fig 6 visar förändringen av pH som funktion av tiden under oxidationens gång och fig 7 visar sulfat- och sulfitjonskoncentrationerna. pH för bisulfitlösningen sjunker snabbt under 3 under oxidationens forsta fas och fortsätter att falla under den fortsatta oxidationen. Den ökande surheten beror uppenbarli- gen på den nästan fullständiga oxideringen av bisulfit till bisulfat. Undersökningen visar att användningen av syrgas som oxidant gör det möjligt att uppnå det erforderliga pH- området, varefter den återvunna lösningen kan återanvändas för att spjälka tallsåpa.Example 4 4 l of sodium bisul solution, NaHSO 3, taken from the sulphate process, had a concentration of 250 g / l 'and was placed in an autoclave with a volume of 8 l. The autoclave was equipped with a circulating gas stirrer, using oxygen as gas. The autoclave temperature 10 15 20 25 30 35 EBÛ 451 11 was regulated to 80 ° C and the autoclave was supplied with pure oxygen until an overpressure of 6 bar prevailed in the autoclave. A sample of the solution was taken at the starting moment t = 0 and a number of additional samples were taken during the oxidation process. The pH of the samples was measured and the salt and sulphate concentrations were analyzed. Fig. 6 shows the change in pH as a function of time during the oxidation process and fi g 7 shows the sulphate and solution concentrations. The pH of the bisul solution rapidly drops below 3 during the first phase of the oxidation and continues to fall during the continued oxidation. The increasing acidity is obviously due to the almost complete oxidation of bisulate to bisulfate. The study shows that the use of oxygen as an oxidant makes it possible to achieve the required pH range, after which the recovered solution can be reused to split pine soap.
Exempel 5 Ett 300 ml prov med koncentrationen 44 g/l togs från en natriumbisulfitlösning, N aHSOa, som erhölls från en sulfatprocess, varvid provet placerades i en öppen flaska med 21355111" ter på flaskans botten. Bisulfatlösningen tillfördes syrgas genom glassintern med ett flöde av 1 l 02 per minut enligt mätning med en rotameter. Fig 8 visar variationen för lösning- ens pH som funktion av tiden under processens fortskridande. pH för bisulfitlösningen föll snabbt vid början av syrgastillförseln och stabiliserades vid ett värde något under 3.Example 5 A 300 ml sample with a concentration of 44 g / l was taken from a sodium bisul solution, N aHSO 1 l 02 per minute according to measurement with a rotameter Fig. 8 shows the variation of the pH of the solution as a function of time as the process progressed.The pH of the bisul solution fell rapidly at the beginning of the oxygen supply and stabilized at a value slightly below 3.
Exempel 6 _ En processlösning av natriumbisulfit med densiteten 1169 g/l, pH 5,6 och S032"PT0P01'tï0' nen 15% oxiderades med väteperoxid (50 viktprocent) till natriumbisulfat. Lösningen användes för att spjälka tallsåpa. ' 400 g tallsåpa mättes upp i en tvâliters behållare. När moderlut användes för spj älk- ningen tillsattes den i detta skede. Vid användning av svavelsyra som vid jämförelseförsö- ket tillsattes också 300 g vatten. Den isolerade behållaren värmdes till 100°C temperatur och den använda sura lösningen tillsattes tills pH sjönk under 3. Genom att en natriumbi- sulfitlösning användes täckte denna 50% av den erforderliga mängden svavelsyra.Example 6 - A process solution of sodium bisulate having a density of 1169 g / l, pH 5.6 and SOO 3. When mother liquor was used for the digestion, it was added at this stage, using sulfuric acid which in the comparative experiment was also added 300 g of water. until the pH dropped below 3. By using a sodium bisulfite solution, it covered 50% of the required amount of sulfuric acid.
När pH hade sjunkit under 3 kokades provet under cirka 15 minuter vid 100°C temperatur. Därefter hälldes produkten i en extraktionstratt. Efter 30 minuter hade tre faser skilts ut: tallolja, lignin och moderlut. Tallolj an avskildes och lösningens volym, densitet och pH mättes, varefter utbytet av tallolj a beräknades. Vid vissa prover separera- des faserna genom centrifugerlng. Dessa prover är utmärkta med en stjärna.When the pH had dropped below 3, the sample was boiled for about 15 minutes at 100 ° C temperature. The product was then poured into an extraction funnel. After 30 minutes, three phases had been separated: tall oil, lignin and mother liquor. Tall oil was separated and the volume, density and pH of the solution were measured, after which the yield of tall oil was calculated. In some samples, the phases were separated by centrifugation. These samples are marked with a star.
Vid varje försök användes cirka 400 g tallsåpa och 233 ml bisulfatvätska till spjälk- ningen. .In each experiment, about 400 g of pine soap and 233 ml of bisulphate liquid were used for the digestion. .
Vid försöken användes två olika industriella tallsåpaprover, a och b. Tabell 1 nedan visar som jämförelse spjälkning med användning av svavelsyra och tabell 2 visar spjälk- ning som utförts med en blandning av natriumbisulfat och svavelsyra, där bisulfatet har framställts genom oxidering av bisulfitlösningen från processen med syrgas. I tabell 2 avser syreförhâllandet förhållandet mellan svavelsyra som erhållits från natríumbisulfat 53Ü 451 12 och den tillsatta svavelsyran.In the experiments, two different industrial pine soap samples were used, a and b. Table 1 below shows for comparison cleavage using sulfuric acid and Table 2 shows cleavage performed with a mixture of sodium bisulfate and sulfuric acid, where the bisulfate has been prepared by oxidizing the bisul solution from the process. with oxygen. In Table 2, the oxygen ratio refers to the ratio of sulfuric acid obtained from sodium bisulfate 53Ü 451 12 to the added sulfuric acid.
Tabell 1 Prov nr Råsåpa H2SO4, kg Utbyte Syrfltal såpa-tal per ton % mg KOH/g mg KOH/g råsåpa 1 a 94,2 68 152 0,6 5 2 a* 109 68 152 0,4 s b 104 es 158 0,6 4 b* 106 64 156 0,4 Medelvärde 103 66 153 0,5 10 Tabell 2 Prov nr Råsåpa Total Syrapro- Utbyte Syfaffll Sålïatal mängd portion % mg mg H,so,,, Naflso/ f KOH/g KOH/e kg/ton HZSO., rasapa 6 a* 122 0,539 75 157 0,9 7 b 137 0,589 74 157 1,5 8 b* 129 0,539 74 158 0,9 15 Medelvär- 129 0,539 74 158 1,1 de Den enligt ovan framställda tallolj an hade således utmärkta värden för syratalet motsva- rande fett- och hartssyrainnehållet, som bör ha ett värde > 150. Medelvärdet for såpan, 20 som motsvarade mängden såpa i råtallolj an, uppfyller kraven på industriell tallolj a av hög kvalitet. Utbytet var mycket högre än vid användning av svavelsyra (se tabell 1).Table 1 Sample no. Crude soap H2SO4, kg Yield Acid number soap number per tonne% mg KOH / g mg KOH / g crude soap 1 a 94.2 68 152 0.6 5 2 a * 109 68 152 0.4 sb 104 es 158 0 , 6 4 b * 106 64 156 0,4 Mean value 103 66 153 0,5 10 Table 2 Sample no. kg / ton HZSO., rasapa 6 a * 122 0,539 75 157 0,9 7 b 137 0,589 74 157 1,5 8 b * 129 0,539 74 158 0,9 15 Mean- 129 0,539 74 158 1,1 de The as above The tall oil produced thus had excellent values for the acid number corresponding to the fatty and resin acid content, which should have a value> 150. The average value of the soap, which corresponded to the amount of soap in the crude tall oil, meets the requirements for high quality industrial tall oil. The yield was much higher than when using sulfuric acid (see Table 1).
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20030510A FI116074B3 (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Sulfur recycling in the sulphate pulp process |
PCT/FI2004/000209 WO2004088033A2 (en) | 2003-04-03 | 2004-04-02 | Recycling of sulphur in a pulp production process |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0402705L SE0402705L (en) | 2004-11-08 |
SE0402705D0 SE0402705D0 (en) | 2004-11-08 |
SE530461C2 true SE530461C2 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=8565921
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0402705A SE530461C2 (en) | 2003-04-03 | 2004-11-08 | Process for the recovery of sulfur in a chemical pulping process, in particular a sulfate process, as well as the use of recycled products obtained by the process for producing tall oil and magnesium sulfate using the recovered sulfur for the process |
SE0402707A SE530462C2 (en) | 2003-04-03 | 2004-11-08 | Process for the recovery of sulfur in a chemical pulp process comprising the oxidation of bisulfite to bisulfate, which is then used for the digestion of tall oil or as a raw material in the production of magnesium sulfate |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0402707A SE530462C2 (en) | 2003-04-03 | 2004-11-08 | Process for the recovery of sulfur in a chemical pulp process comprising the oxidation of bisulfite to bisulfate, which is then used for the digestion of tall oil or as a raw material in the production of magnesium sulfate |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI116074B3 (en) |
SE (2) | SE530461C2 (en) |
WO (2) | WO2004088032A2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI126649B (en) * | 2010-06-07 | 2017-03-31 | Aalto Univ Found | New process for the preparation of microcellulose |
EP2527532A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | "Efa Gryt" Ewa Gryt | Method of processing of stalks of fibre crops |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE319962B (en) * | 1968-05-10 | 1970-01-26 | Mo Och Domsjoe Ab | |
US3733395A (en) * | 1971-04-07 | 1973-05-15 | Hooker Chemical Corp | Process for producing chlorine dioxide,chlorine and a neutral sulfate salt in the sulfate or kraft process of preparing wood pulp |
DE2516342A1 (en) * | 1975-04-15 | 1976-10-28 | Bayer Ag | Catalytic oxidn. of aq. (bi)sulphite soln. to (bi)sulphate - using ferric (and ferrous) ions as catalyst, avoiding toxicity problems |
SE411772B (en) * | 1978-04-07 | 1980-02-04 | Sca Development Ab | SET TO REDUCE EMISSIONS TO RECIPIENT AND ATMOSPHERES IN CONNECTION OF CELLULOSIC MATERIAL |
DK130587A (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-14 | Dansk Biolog Produktion Amba | PROCEDURE FOR SULFUR GAS desulfurization |
SE9202419D0 (en) * | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Eka Nobel Ab | REDUCTION OF CHLORIDE IN PULPING CHEMICAL RECOVERY SYSTEMS |
FI95723C (en) * | 1992-11-10 | 1996-04-11 | Lt Dynamics Oy | Method of acidifying soap with a large overdose of NaHSO3 solution |
-
2003
- 2003-04-03 FI FI20030510A patent/FI116074B3/en active IP Right Grant
-
2004
- 2004-04-02 WO PCT/FI2004/000208 patent/WO2004088032A2/en active Application Filing
- 2004-04-02 WO PCT/FI2004/000209 patent/WO2004088033A2/en active Application Filing
- 2004-11-08 SE SE0402705A patent/SE530461C2/en not_active IP Right Cessation
- 2004-11-08 SE SE0402707A patent/SE530462C2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20030510A (en) | 2004-10-04 |
SE0402707L (en) | 2004-11-08 |
FI116074B (en) | 2005-09-15 |
SE0402707D0 (en) | 2004-11-08 |
FI116074B3 (en) | 2014-06-23 |
WO2004088033A3 (en) | 2005-01-06 |
SE530462C2 (en) | 2008-06-10 |
SE0402705L (en) | 2004-11-08 |
WO2004088032A2 (en) | 2004-10-14 |
WO2004088032A3 (en) | 2004-11-25 |
WO2004088033A2 (en) | 2004-10-14 |
SE0402705D0 (en) | 2004-11-08 |
FI20030510A0 (en) | 2003-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2796477B2 (en) | White liquor selective oxidation method, oxidized white liquor production method and control method of oxidation reaction system operation in pulp mill | |
US4098639A (en) | Process for reducing the requirement of fresh chemicals without increasing emissions in the pulping of cellulosic material | |
FI103902B (en) | Process for the preparation of high sulfide alkaline boiling liquid to produce sulfate cellulose | |
US3366534A (en) | Complete chemical system for a kraft mill | |
FI64408C (en) | SAETT VIDEO UPPSLUTNING AV CELLULOSAHALTIGT MATERIAL | |
CA2148232C (en) | Method for acidification of soap with sodium bisulphite solution | |
US4005060A (en) | Method, applied in the production of tall oil, of preventing or reducing the emission of odorous sulphur compounds and/or acid sulphur combustion products from the black liquor recovery process in alkaline pulping | |
SE530461C2 (en) | Process for the recovery of sulfur in a chemical pulping process, in particular a sulfate process, as well as the use of recycled products obtained by the process for producing tall oil and magnesium sulfate using the recovered sulfur for the process | |
CA1332862C (en) | Kraft pulping process | |
CA1076306A (en) | Process for reducing the requirement of fresh chemicals without increasing emissions in the pulping of cellulose material with alkaline sodium- and sulfur-containing sulfate pulping liquor | |
CA1174012A (en) | Process for recovery of sulfur dioxide liberated in the chemical pulping of lignocellulosic material | |
US3650889A (en) | Pollution controlled polysulfide recovery process | |
EP2304007B1 (en) | Process for producing tall oil and use of brine deactivation in the production of tall oil | |
US2430029A (en) | Splitting tall oil soaps | |
US1833313A (en) | Treatment of residual liquors | |
CA2707024C (en) | Use of chemical pulp mill steam stripper off gases condensate as reducing agent in chlorine dioxide production | |
EP0538576B2 (en) | Process for recovery of chemicals from the pulping liquor | |
NO144236B (en) | BAGS, SPECIAL SCHOOL BAGS. | |
US1795756A (en) | Production of chemical pulp | |
NO117826B (en) | ||
CA1103412A (en) | Kraft mill recycle process | |
US1909929A (en) | Production of pulp | |
FI76850C (en) | Process for producing sodium hydroxide. | |
SE516030C2 (en) | Regeneration of a gas mixture from an ozone bleaching stage | |
JP2000345487A (en) | Production of lignocellulose pulp |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |