SE536944C2 - Method for producing sodium hydroxide from an effluent from fiber pulp production - Google Patents

Method for producing sodium hydroxide from an effluent from fiber pulp production Download PDF

Info

Publication number
SE536944C2
SE536944C2 SE1250098A SE1250098A SE536944C2 SE 536944 C2 SE536944 C2 SE 536944C2 SE 1250098 A SE1250098 A SE 1250098A SE 1250098 A SE1250098 A SE 1250098A SE 536944 C2 SE536944 C2 SE 536944C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sodium
effluent
combustion
borate
pulp
Prior art date
Application number
SE1250098A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE1250098A1 (en
Inventor
Maija Pitkänen
Original Assignee
Metsä Board Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metsä Board Oyj filed Critical Metsä Board Oyj
Publication of SE1250098A1 publication Critical patent/SE1250098A1/en
Publication of SE536944C2 publication Critical patent/SE536944C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D1/00Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D1/04Hydroxides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0042Fractionating or concentration of spent liquors by special methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/04Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12Combustion of pulp liquors
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12Combustion of pulp liquors
    • D21C11/122Treatment, e.g. dissolution, of the smelt
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/40Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

536 944 BCTMP-fabrikerna som byggdes på 2000-talet av M-real vid joutseno (2001) och Kaskinen (2005) är, vad gäller behandling av koncentrat och återvinning av kemikalier, integrerade med sulfatmassafabriker. The 536,944 BCTMP factories built in the 2000s by M-real at Jutseno (2001) and Kaskinen (2005) are, with regard to concentrate treatment and recycling of chemicals, integrated with sulphate pulp mills.

BCTMP-fabrikerna avdunstar sitt avfallsvatten i en kaskad av avdunstningsenheter till en hög andel torrsubstans (2450/0), och från avdunstningsenhetssektion pumpas koncentratet till en blandningszon för blandning med svartlut mottaget från en massafabrik lokaliserad i samma fabriksområde. Efter att ha gått igenom avdunstningsenheten hos massafabriken bränns blandningen som på så sätt erhållits i en sodaåtervinningsenhet. I sodaåtervinningsenheten alstrar förbränningen av materialet koldioxid och vatten (-> C02 + H20) och de oorganiska ingredienserna bildar en smälta i botten av återvinningsenheten. Denna smälta löses i vatten, vilket alstrar grönlut (Na2CO3 + NaZS / huvudprodukter). Följaktligen återvinns natriumet, som bildar en del av de alkaliska kemikalierna som används i BCTMP-fabrikerna, som en del av processen att lösa smältan (grönluten) i sodaåtervinningsenheten.The BCTMP plants evaporate their waste water in a cascade of evaporators to a high proportion of dry matter (2450/0), and from the evaporator section the concentrate is pumped to a mixing zone for mixing with black liquor received from a pulp mill located in the same plant area. After passing through the evaporation unit of the pulp mill, the mixture thus obtained is burned in a soda recovery unit. In the soda recovery unit, the combustion of the material generates carbon dioxide and water (-> CO 2 + H 2 O) and the inorganic ingredients form a melt at the bottom of the recovery unit. This melt is dissolved in water, which produces green liquor (Na2CO3 + NaZS / main products). Consequently, the sodium, which forms part of the alkaline chemicals used in the BCTMP factories, is recycled as part of the process of dissolving the melt (green liquor) in the soda recovery unit.

Kokkemikalierna som används i en sulfatmassafabrik är natriumhydroxid (NaOH) och natriumsulfid (N aZS). Miljön vid förbränningen i sodaåtervinningsenheten är reducerande, varför svavel återvinns direkti sulfidform. De huvudsakliga komponenterna i vitlut är natriumhydroxid (N aOH) och natriumsulfid (NaZS).The cooking chemicals used in a sulphate pulp mill are sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulphide (N aZS). The environment during combustion in the soda recovery unit is reducing, which is why sulfur is recycled directly in sulphide form. The main components of white liquor are sodium hydroxide (N aOH) and sodium sulfide (NaZS).

En massafabrik använder en större del av den gröna luten för framställning av vitlut, men en del av grönluten oxideras (Na2CO3 + NaZS -> Na2CO3+ Na2SO4) och leds till BCTMP-fabriken. Oxidation är ett sätt att avlägsna natriumsulfiden, vilken annars skulle orsaka problem vid BCTMP-fabriken eftersom den förbrukar väteperoxid, vilken används vid blekning av massan. Natriumsulfat (NazSOáj) är ett neutralt salt som passerar som en ”dödvikt” genom processen hos CTMP-fabriken och hamnar i koncentrerad form tillbaka i sodaåtervinningsenheten, där den reduceras tillbaka till natriumsulfid.A pulp mill uses a larger part of the green liquor to produce white liquor, but part of the green liquor is oxidized (Na2CO3 + Na2S -> Na2CO3 + Na2SO4) and led to the BCTMP plant. Oxidation is a way of removing sodium sulfide, which would otherwise cause problems at the BCTMP plant because it consumes hydrogen peroxide, which is used in bleaching the pulp. Sodium sulfate (NazSOáj) is a neutral salt that passes as a "dead weight" through the process at the CTMP plant and ends up in concentrated form back in the soda recovery unit, where it is reduced back to sodium sulfide.

Natriumkarbonat är inte en verksam kemikalie för avlägsning av ligning (dvs för delignifiering) vid kokning av kemisk mas sa. Följaktligen är grönlut olämpligt för användning vid impregnering eller kokning vid framställning av kemisk massa. Vitlut framställs från grönlut genom kausticering med kalk. I denna process tillsätts bränt 536 944 kalk (CaO) i grönluten, och som ett resultat av kausticeringsreaktioner fälls karbonatet ut som kalciumkarbonat, medan natrium bildar natriumhydroxid. Kalken regenereras genom bränning (CaCOß -> CaO) i en kalkslamsåterförbränningsugn.Sodium carbonate is not an effective chemical for equation removal (ie for delignification) in the boiling of chemical masses. Consequently, green liquor is unsuitable for use in impregnation or boiling in the production of chemical pulp. White liquor is produced from green liquor by causticizing with lime. In this process, calcined 536,944 lime (CaO) is added to the green liquor, and as a result of causticizing reactions, the carbonate precipitates as calcium carbonate, while sodium forms sodium hydroxide. The lime is regenerated by burning (CaCOß -> CaO) in a lime sludge re-incinerator.

Vid framställning av kemimekanisk massa, såsom CTMP, avlägsnas inte lignin i steget för impregnering av träflis genom användning av alkalisk behandling (impregnering), istället mjukas ligninet upp och kolhydrater (hemicellulosa) behandlas före det följande raffineringssteget (defibrering av träflisen). pH-värdet av impregneringslösningen eller impregneringslutet är lägre (pH-värde 9-12) än vid framställning av kemisk massa (pH-värde 14). Följaktligen är det möjligt att även använda natriumkarbonat för impregneringen av träflis vid framställningen av kernimekanisk pappersmassa.In the production of chemical mechanical pulp, such as CTMP, lignin is not removed in the step of impregnating wood al by using alkaline treatment (impregnation), instead the lignin is softened and carbohydrates (hemicellulose) are treated before the next refining step (defibration of wood chips). The pH of the impregnation solution or impregnation liquor is lower (pH 9-12) than in the production of chemical pulp (pH 14). Consequently, it is possible to also use sodium carbonate for the impregnation of wood ice in the production of nuclear mechanical pulp.

I integrerade BCTMP-processer används oxiderat grönlut från massafabriken och lut (NaOH), som typiskt köps från externa leverantörer, vid impregnering av lövträ. Den alkali som används vid peroxidblekningen är lut. Vid impregnering av barrträ används primärt natriumsulfit.In integrated BCTMP processes, oxidized green lye from the pulp mill and lye (NaOH), which are typically purchased from external suppliers, are used in the impregnation of hardwood. The alkali used in the peroxide bleaching is lye. Sodium sulphite is primarily used for impregnation of softwood.

Vid sidan av användning av en integrerad lösning är det även möjligt att utföra en separat återvinning av natriumkemikalier vid CTMP-fabriker. Enligt en utföringsform, nämligen den som är känd som Alrec-processen (”alcali recovery process”), bränns avfallsluten som är koncentrerad till en hög andel torrsubstans av cirka 65% med användning av droppförbränning (”drop burning”) vid oXiderande förhållanden (syretillgång) och vid en temperatur av l000-1200°C.In addition to using an integrated solution, it is also possible to perform a separate recycling of sodium chemicals at CTMP factories. According to one embodiment, namely the one known as the Alrec process ("alkali recovery process"), the waste liquor which is concentrated to a high proportion of dry matter of about 65% is incinerated using drop burning under oxidizing conditions (oxygen supply). ) and at a temperature of 1000-1200 ° C.

Vid Alrec-förbränning, i kontrast till förbränningi en sodaåtervinningsenhet, är förhållandena genom hela förbränningskammaren oxiderande (syreöverskott). Vid Alrec-förbränning är andelen syre i förbränningsgasen 4-6 vol°/o. Vid förbränningen i en sodaåtervinningsenhet regleras förbränningsförhållandena genom införande av luft, i faser, in i olika delar av enheten på sådant sätt att förhållandena till exempel i stacken är reducerande. Därför - COD (Ilöst organiskt material ”dissolved organic material”) förstörs 536 944 (-> CO2+ H20), och - natrium från avfallsluten återvinns som natriumkarbonat (N azCOß).In Alrec combustion, in contrast to combustion a soda recovery unit, the conditions throughout the combustion chamber are oxidizing (excess oxygen). In Alrec combustion, the proportion of oxygen in the combustion gas is 4-6 vol ° / o. During combustion in a soda recovery unit, the combustion conditions are regulated by introducing air, in phases, into different parts of the unit in such a way that the conditions in the stack, for example, are reducing. Therefore - COD (dissolved organic matter) is destroyed 536 944 (-> CO2 + H 2 O), and - sodium from the waste sludge is recovered as sodium carbonate (N azCOß).

Det är möjligt att återcirkulera natriumkarbonaten som ska användas vid impregnering av träflisen och vid blekning av CTMP-massan, där den även kan användas, vid sidan om lut, som en källa till alkali.It is possible to recycle the sodium carbonate to be used in impregnating the wood chips and in bleaching the CTMP pulp, where it can also be used, in addition to lye, as a source of alkali.

I den process vid hög temperatur som beskrivs ovan avdunstas natriumet i avfallsvattenkoncentratet, vilket är bundet till det organiska materialet, till sin gasfas, där det föreligger delvis i form av NaZO och delvis som elementärt natrium (kokpunkten för natrium är 883°C). Fördröjningen av uppehållstiden i Alrec- processen är bara några sekunder vid en förbränningstemperatur av IOOO-IZOOOC, efter vilken period förbränningsgaserna från förbränningskammaren snabbt kyls till 600°C. I detta fall sublimeras de gasformiga natriumföreningarna direkt som fast pulverformigt natriumkarbonat. Detta förebygger skapande av klibbig smält natriumkarbonat och således eventuell nedsmutsning av väggarna.In the high temperature process described above, the sodium in the waste water concentrate, which is bound to the organic material, is evaporated to its gas phase, where it is present partly in the form of Na 2 O and partly as elemental sodium (boiling point of sodium is 883 ° C). The delay of the residence time in the Alrec process is only a few seconds at a combustion temperature of 100 DEG-100 DEG C., after which period the combustion gases from the combustion chamber are rapidly cooled to 600 ° C. In this case, the gaseous sodium compounds are sublimed directly as solid powdered sodium carbonate. This prevents the creation of sticky molten sodium carbonate and thus possible contamination of the walls.

Det fasta natriumkarbonatet (aska) som bildas i processen löses i vatten, orenheter avlägsnas genom filtrering och NazCOfi-lösningen återcirkuleras till impregneringen av träflis och blekningen av massa.The solid sodium carbonate (ash) formed in the process is dissolved in water, impurities are removed by filtration and the NazCO fi solution is recycled to the impregnation of wood chips and the bleaching of pulp.

Processen som beskrivs ovan rapporteras i mer detalj i den publicerade internationella patentansökan med nummer WO 2005 / 068711 (Rinheat Oy).The process described above is reported in more detail in the published international patent application number WO 2005/068711 (Rinheat Oy).

Det finns begränsningar hos den kända tekniken. I våra experiment har vi upptäckt att när lut (natriumhydroxid) byts ut under impregneringssteget mot natriumkarbonat så sänks pH-värdet hos impregneringslösningen och impregnering och uppmjukning av lövträflis minskar, vilket tenderar att öka den specifika energikonsumtionen under raffinering. Om den specifika energin som alstras under raffinering ökar så begränsar det användningsbarheten av den återvunna alkali i impregneringssteget, det vill säga den 100 procentiga natriumkarbonatlösningen. Våra testkörningar antyder att verkan av karbonat på den specifika energin vid raffinering beror åtminstone på vilken kvalitet av CTMP-rnassan som ska framställas (tekniska kvaliteter för papper) som är 536 944 önskvärd och möjligen på andelen av olika träsorter (björk/ asp).There are limitations to the prior art. In our experiments we have discovered that when lye (sodium hydroxide) is replaced during the impregnation step with sodium carbonate, the pH of the impregnation solution is lowered and impregnation and softening of hardwood chips decreases, which tends to increase the specific energy consumption during refining. If the specific energy generated during refining increases, it limits the usefulness of the recovered alkali in the impregnation step, i.e. the 100% sodium carbonate solution. Our test runs suggest that the effect of carbonate on the specific energy of refining depends at least on the quality of the CTMP resin to be produced (technical grades for paper) which is 536,944 desirable and possibly on the proportion of different types of wood (birch / aspen).

Sulfiten i natriumsulfit (N a2SO3), vilken används i barrträ-CTMP-framställning, oxiderar under oven nämnda oxiderande Alrec-förbränningsprocess till en neutral sulfatförening (NaZSOÄj). Natriumsulfat ar ett neutralt salt och ar inte lämpligt som alkalisk kemikalie vid impregnering eller blekning. Således är Alrec-processen inte lamplig för återvinning och atercirkulering natriumsulfit, utan separata procedurer för regenerering av sulfit.The sulfite in sodium sulfite (N a 2 SO 3), which is used in softwood CTMP production, oxidizes during the above-mentioned oxidizing Alrec combustion process to a neutral sulfate compound (Na 2 SO 4). Sodium sulfate is a neutral salt and is not suitable as an alkaline chemical for impregnation or bleaching. Thus, the Alrec process is not suitable for the recovery and recycling of sodium sulfite, but separate procedures for the regeneration of sulfite.

Det ar även begränsningar associerade med användningen av natriumkarbonat som alkali vid peroxidblekning. Utan närvaro av lut förblir pH-värdena låga cilket minskar blekningsverkan.There are also limitations associated with the use of sodium carbonate as the alkali in peroxide bleaching. Without the presence of lye, the pH values remain low and the bleaching effect is reduced.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en helt ny lösning på återvinning av alkali i kemimekanisk och mekanisk massaproduktion. Ett annat syfte med föreliggande uppfinning ar till exempel att förlänga användbarheten av alkaliska kemikalier som återvinns genom användning av Alrec-processen.The object of the present invention is to provide a completely new solution for the recovery of alkali in chemical mechanical and mechanical pulp production. Another object of the present invention is, for example, to extend the usefulness of alkaline chemicals recovered using the Alrec process.

Föreliggande uppfinning baseras på konceptet att producera natriumhydroxid från en avfallsström eller utflöde hos en fibermassaproduktionsprocess. Strömmen som används innefattar typiskt organiskt avfall och natrium och natriumföreningar som är bundna till avfallet. Således tillsätts borat eller ett motsvarande bor-bärande material (i det följande kallad en ”borförening”) till en avfallsström eller impregneringslösning.The present invention is based on the concept of producing sodium hydroxide from a waste stream or waste of a fibrous pulp production process. The stream used typically includes organic waste and sodium and sodium compounds bound to the waste. Thus, borate or a corresponding boron-bearing material (hereinafter referred to as a "boron compound") is added to a waste stream or impregnation solution.

Tillsatsen av borföreningen gör det möjligt att alstra natriumhydroxid, som bildas av natrium och natriumföreningar, genom en borat-autokausticeringsreaktion och efterföljande hydrolys.The addition of the boron compound makes it possible to generate sodium hydroxide, which is formed by sodium and sodium compounds, by a borate autacousticization reaction and subsequent hydrolysis.

Autokausticering är en reaktion som beskrevs i litteraturen redan på 1970-talet (sejan Janson, “The Use of Unconventional Alkali in Cooking and Bleaching - Part 1. A New Approach to Liquid Generation and Alkaliriity”, Paperíja Pm: 59 (6-7), pp. 425- 430 (1977), “The Use of Unconventional Alkali in Cooking and Bleaching - Part 2.Autacoustication is a reaction described in the literature as early as the 1970s (Sejan Janson, “The Use of Unconventional Alkali in Cooking and Bleaching - Part 1. A New Approach to Liquid Generation and Alkaliriity”, Paperíja Pm: 59 (6-7) , pp. 425- 430 (1977), “The Use of Unconventional Alkali in Cooking and Bleaching - Part 2.

Alkali cooking of Wood With the use of borate”. Paperíja PM 59 (9), pp. 546-557 (1977) och US Patent Nr. 4,116,759. 536 944 Enligt Jansons observationer kan en separat kausticering som använder brant kalk aven undvikas helt under sulfatkokning genom tillsats av borat till kokluten, vilken genom kausticeringsreaktionen alstrar natriumhydroxid i samband med upplösningen av smaltan, det vill saga framstallningen av grönlut. Dock bekraftade inte fabrikstest som utfördes av Enso Gutzeit 1982 initiala förväntningar om processens lönsamhet.Alkali cooking of Wood With the use of borate ”. Paperíja PM 59 (9), pp. 546-557 (1977) and U.S. Pat. 4,116,759. 536 944 According to Janson's observations, a separate caustication using steep lime can also be completely avoided during sulphate boiling by adding borate to the cooking liquor, which by the causticizing reaction produces sodium hydroxide in connection with the dissolution of the melt, i.e. the production of green liquor. However, factory tests performed by Enso Gutzeit in 1982 did not confirm initial expectations about the process's profitability.

Cirka 20 år senare undersökte Honghi Tran igen autokausticeringsreaktioner med borat och visade att utbytet av lut från borat var den dubbla mot den som Janson hade beskrivit. Enligt reaktionsforrnlerna som presenterades av Tran ger ett mol tetraborat (Na2B4O7) 8 mol lut (NaOH), istallet för 4 mol såsom Janson antog. (Tran, H.; Mao, X.; Cameron, ].; Bair, CM., Paáü ana' Paper Canada 1999, 100(8), 35-40).About 20 years later, Honghi Tran re-examined autobaustic reactions with borate and showed that the exchange of lye from borate was double that described by Janson. According to the reaction formulas presented by Tran, one mole of tetraborate (Na 2 B 4 O 7) gives 8 moles of lye (NaOH), instead of 4 moles as Janson assumed. (Tran, H .; Mao, X .; Cameron,] .; Bair, CM., Paáü ana 'Paper Canada 1999, 100 (8), 35-40).

Denna upptackt hade en substantiell effekt på lönsamheten för autokausticering med borat, efterson den visade att endast halften av den ursprungliga dosen borat behövdes. Trans studier har resulterat i att autokausticering med borat delvis anvands vid vis sa sulfatmassafabriker.This discovery had a substantial effect on the profitability of autobausticating with borate, as it showed that only half of the original dose of borate was needed. Trans studies have resulted in partial co-caustic with borate being used in certain sulphate pulp mills.

I en artikel med titeln “Borate autocausticizing: a cost effective technology” (Paåb d? Paper Canada 103: 11 (2002), pp. 16-22,] M. A. Hoddenbagh et al. beskriver två fabrikstest som utfördes 15 år efter Enso-testen och i vilka en autokausticerings- reaktion anvandes både vid återvinning och blekning av kemikalier. På basis av resultaten kan alkali som framstalls genom anvandning av autokausticeringsprocessen med borat möjligen anvandas vid blekning av CTMP-massa och ersatta natriumhydroxid köpt från externa leverantörer.In an article entitled “Borate autocausticizing: a cost effective technology” (Paåb d? Paper Canada 103: 11 (2002), pp. 16-22,] MA Hoddenbagh et al. Describe two factory tests that were performed 15 years after the Enso test and in which an auto-caustic reaction is used in both the recovery and bleaching of chemicals.Based on the results, alkali produced using the auto-caustic process with borate may possibly be used in bleaching CTMP pulp and substituted sodium hydroxide purchased from external suppliers.

Införlivning av borater i en massaframstallningsproces s, till exempel i avsikt att alstra borbarande alkaliska kokluter, har nyligen beskrivits i patentlitteraturen, såsom exemplifierat av den publicerade internationella patentansökan nr. WO 2004/ 025020.Incorporation of borates into a pulping process, for example for the purpose of generating boron-alkaline cooking liquors, has recently been described in the patent literature, as exemplified by the published international patent application no. WO 2004/025020.

Det dokumentet visar en process i vilken boratkarbonatkokning integreras med återvinningen av kemikalier vid framställningen av kemisk massa av eukalyptus.That document shows a process in which borate carbonate boiling is integrated with the recovery of chemicals in the production of eucalyptus chemical pulp.

Denna lösning ar åtminstone delvis baserad på autokausticering, under vilken en del av kokkemikalierna, vilka regenereras genom anvandning av autokausticering, anvands för kokning och / eller syrgasdelignifiering eller under alkaliska blekningssteg, såsom peroxidblekning utan konventionell kausticering. Antrakinon anvands som 536 944 katalysator för delignifieringen.This solution is at least partly based on autocausification, during which some of the cooking chemicals, which are regenerated using autocaustion, are used for boiling and / or oxygen delignification or during alkaline bleaching steps, such as peroxide bleaching without conventional causticizing. Anthraquinone is used as the 536,944 catalyst for the delignification.

Det publicerade US-patentet nr. 2005 / 01 55730 beskriver en process med högt utbyte i vilken kemisk lövträmassa framställs med användning av kinonkatalysator i steget för träflisimpregnering, i vilket pH-värdet åtminstone tillfälligtvis är under 7, eller i en koklut som har en låg sulfidnivå och vilken huvudsakligen innefattar borat, natriumhydroxid och natriumkarbonat. En alkalisk koklut bereds utan separat kausticering genom användning av kalciumoxid eller kalciumföreningar.Published U.S. Pat. 2005/01 55730 describes a high yield process in which chemical hardwood pulp is produced using quinone catalyst in the step of wood ice impregnation, in which the pH value is at least temporarily below 7, or in a cooking liquor having a low sulphide level and which mainly comprises borate, sodium hydroxide and sodium carbonate. An alkaline cooking liquor is prepared without separate causticization using calcium oxide or calcium compounds.

Två publicerade internationella patentansökningar WO 99 / 631 52 och WO 99/ 63151 beskriver hur verkningsgraden hos en kalcineringsreaktion förbättras genom användning av borat.Two published international patent applications WO 99/631 52 and WO 99/63151 describe how the efficiency of a calcination reaction is improved by the use of borate.

I föreliggande uppfinning har vi överraskande upptäckt att autokausticerings- reaktioner sker även under brännin utförd under förhållanden med oxidation och g höga temperaturer, såsom vid förhållandena som överväger under en förbrännings- process av Alrec-typ.In the present invention, we have surprisingly discovered that autacoustic reactions occur even during combustion performed under conditions of oxidation and high temperatures, such as under the conditions prevailing during an Alrec-type combustion process.

Lösningen implementeras, enligt den nya presenterade teknologin, på sådant sätt att autokausticeringsreaktionen utförs genom förbränning av ett utflöde i en förbränningskammare i en oxiderande miljö och vid en temperatur som är tillräckligt hög för att avdunsta åtminstone en del av natriumet (kokpunkten för natrium är 883%).The solution is implemented, according to the new technology presented, in such a way that the autacoustic reaction is carried out by burning a waste in a combustion chamber in an oxidizing environment and at a temperature high enough to evaporate at least part of the sodium (boiling point of sodium is 883% ).

Särskilt utförs operationen vid en temperatur vid vilken natrium avdunstar och huvudsakligen förekommer i oXidform (N azO). Genom att göra natriumet och dess föreningar, Vilka under förbränningen frigörs från organiskt material, till föremål för en reaktion med borat i huvudsak i gasfas år det möjligt att framställa natriumhydroxid när askan som typiskt innehåller natrium-ortoborat, under ett upplösningssteg, är löst eller suspenderat i vatten. Utflödet från denna reaktion kan användas som en impregneringslösning till exempel i en BCTMP-process eller annan kernimekanisk defibrering, och som en källa till alkali vid peroXidblekning.In particular, the operation is carried out at a temperature at which sodium evaporates and is mainly in oxide form (N azO). By making the sodium and its compounds, which during combustion are released from organic material, subject to a reaction with borate mainly in the gas phase, it is possible to produce sodium hydroxide when the ash typically containing sodium orthoborate, during a dissolution step, is dissolved or suspended. in water. The outcome of this reaction can be used as an impregnation solution, for example in a BCTMP process or other core mechanical defibration, and as a source of alkali in peroxide bleaching.

Det är möjligt att använda föreliggande metod för återvinning av alkaliska 536 944 natriumföreningar, vilka åtminstone delvis är i form av natriumhydroxid, och vilka föreningar är lämpliga för framställningsprocessen för fibermassa.It is possible to use the present method for the recovery of alkaline 536,944 sodium compounds, which are at least partly in the form of sodium hydroxide, and which compounds are suitable for the fibrous pulp production process.

Mer särskilt kännetecknas metoden enligt föreliggande uppfinning av vad som anges i den kännetecknande delen av kravet 1.More particularly, the method according to the present invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

Användningen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av vad som anges i kravet 20.The use according to the present invention is characterized by what is stated in claim 20.

Avsevärda fördelar uppnås med föreliggande uppfinning. Således är uppfinningen generellt lämplig för användningi förbränningsprocesser i vilka, typiskt, avfallslut som är koncentrerat till en förhållandevis hög andel torrsubstans bränns under oxiderande förhållanden (det vill säga vid syreöverskott). Temperaturen är företrädesvis minst cirka 950°C. särskilt omvandlas minst en del av natriumkarbonaten till natriumhydroxid som förbättrar användningsbarheten av alkali som återvunnits till exempel under Alrec-processen. Detta,i sin tur, sänker kostnaderna för kemikalier och minskar energikonsumtionen som krävs vid defibrering av träflis, vilket följer efter impregnering. Användningsbarheten av denna alkali vid peroxidblekning är förbättrad.Significant advantages are achieved with the present invention. Thus, the invention is generally suitable for use in incineration processes in which, typically, waste liquor which is concentrated to a relatively high proportion of dry matter is incinerated under oxidizing conditions (i.e. in excess oxygen). The temperature is preferably at least about 950 ° C. in particular, at least a portion of the sodium carbonate is converted to sodium hydroxide which improves the usefulness of alkali recovered, for example, during the Alrec process. This, in turn, reduces the cost of chemicals and reduces the energy consumption required for defibrating wood chips, which follows impregnation. The usefulness of this alkali in peroxide bleaching is improved.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att driva en oberoende (icke-integrerad) BCTMP-fabrik och en mekanisk mas safabrik, som är fri från avfallsvatten, och har organ för återvinning av alkaliska kemikalier och kostnadseffektiv återcirkulation.The present invention makes it possible to operate an independent (non-integrated) BCTMP plant and a mechanical pulp mill, which is free of waste water, and has means for recycling alkaline chemicals and cost-effective recycling.

Termisk energi som alstras under förbränningen av organiskt avfall används som ånga i processen.Thermal energy generated during the incineration of organic waste is used as steam in the process.

Kortfattad beskrivning av ritningen I det följande undersöks föreliggande uppfinning mer i detalj med hjälp av en detaljerad beskrivning och den bifogade ritningen. Processflödesschemat som visas på ritningen representerar en utföringsform av föreliggande teknologi. 536 944 Ritningens figur visar ett schematiskt blockdiagram över en utföringsform av en utrustning med hjälp av vilken utföringsformer av föreliggande uppfinning kan implementeras.Brief Description of the Drawing In the following, the present invention is examined in more detail by means of a detailed description and the accompanying drawing. The process flow diagram shown in the drawing represents an embodiment of the present technology. 536 944 The figure of the drawing shows a schematic block diagram of an embodiment of an equipment by means of which embodiments of the present invention can be implemented.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen I föreliggande sammanhang kommer begreppen ”utflöde” och ”avfallsvatten” användas i stort sätt synonymt för att benämna ett flöde/ en ström som innehåller organiska rester och natriumföreningar som kommer från en process för framställning av fibermassa.Detailed Description of the Invention In the present context, the terms "effluent" and "waste water" will be used broadly synonymously to refer to a stream / stream containing organic residues and sodium compounds which come from a fibrous pulp production process.

Såsom beskrivits ovan kombineras i föreliggande teknologi autokausticering och bränning vid en hög temperatur för att skapa en process i vilken natrium som är bundet, typiskt kemiskt bundet, till det organiska materialet hos ett utflöde (avfallsvatten), görs till föremål för, i gasfas och under oxiderande förhållanden, en reaktion med en borförening. Det tycks som att under sådana förhållanden bringas natrium att åtminstone delvis reagera direkt med borat, eller en annan borförening, förmodligen istället för med koldioxid. Som ett resultat därav bildas en blandning av lut (NaOH) och natriumkarbonat (NaZCOZ) under upplösningen av askan, vilken återvinns i processen. Det bör noteras att föreliggande uppfinning inte är begränsad till denna exemplifierande modell som häri beskrivs.As described above, in the present technology, autocaustion and burning at a high temperature are combined to create a process in which sodium is bound, typically chemically bound, to the organic material of an effluent (waste water), is subjected to, in the gas phase and during oxidizing conditions, a reaction with a boron compound. It seems that under such conditions, sodium is caused to at least partially react directly with borate, or another boron compound, probably instead of with carbon dioxide. As a result, a mixture of lye (NaOH) and sodium carbonate (Na 2 CO 2) is formed during the dissolution of the ash, which is recovered in the process. It should be noted that the present invention is not limited to this exemplary model described herein.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning införlivas rnetaborat eller föreningar som bildar metaborati utflödet, och natriumet och natriumföreningarna som frisätts under bearbetningen bringas att reagera med boratet vid en temperatur som är hög nog för att avdunsta natrium som sedan huvudsakligen förekommeri oxidform (N äZO). Det kan även förekomma visst elementärt natrium. Det är möjligt att införliva boratföreningarna i utflödet genom att tillsätta dem direkt i flödet eller genom att tillsätta dem till exempel i en impregneringsström av kemimekanisk eller mekanisk defibrering, tillsammans med vilken de bärs genom processen och bildar del av utflödet från defibreringen (det vill säga avfallsvattenflödet).According to one embodiment of the present invention, monaborate or compounds which form metaborate are incorporated into the effluent, and the sodium and sodium compounds released during processing are reacted with the borate at a temperature high enough to evaporate sodium which is then substantially in oxide form (N 2 O 2). There may also be some elemental sodium. It is possible to incorporate the borate compounds into the effluent by adding them directly to the effluent or by adding them, for example, in an impregnation stream of chememechanical or mechanical defibration, with which they are carried through the process and form part of the effluent from the defibration (i.e. waste water fl fate). ).

Företrädesvis koncentreras först avflödet till en hög andel torrsubstans. Enligt en 536 944 utföringsforrn är andelen torrsubstans av ett utflöde, vilket är föremål för autokausticering, minst 45 vikt%, företrädesvis minst 55 vikt%, lämpligen minst 60 ViktO/o, särskilt minst 63 vik%, eller till och med minst 65 vikÛ/o.Preferably, the effluent is first concentrated to a high proportion of dry matter. According to a 536,944 embodiment, the proportion of dry matter of an effluent which is subject to autocaustion is at least 45% by weight, preferably at least 55% by weight, preferably at least 60% by weight, in particular at least 63% by weight, or even at least 65% by weight. O.

Enligt en annan utföringsforrn torkas det koncentrerade avfallsvattnet till ett pulver, vilket matas in i förbränningen som torrsubstans.According to another embodiment, the concentrated waste water is dried to a powder, which is fed into the combustion as a dry substance.

Företrädesvis bränns ett utflöde som är koncentrerat till en hög andel torrsubstans av till exempel minst cirka 60 viktO/o, särskilt minst 63 vikt% eller minst 65 vikt°/o,i närvaro av syre och borat eller en förening som bildar borat (en ”borförening”), vid en temperatur av minst 950°C.Preferably, a residue concentrated in a high proportion of dry matter of, for example, at least about 60% by weight / o, especially at least 63% by weight or at least 65% by weight, is burned in the presence of oxygen and borate or a compound which forms borate ( boron compound ”), at a temperature of at least 950 ° C.

Typiskt innefattar avfallets torrsubstans både en organisk och en oorganisk del.Typically, the dry matter of the waste comprises both an organic and an inorganic part.

Viktförhållandet mellan dess kan variera inom breda intervall, generellt är det cirka 3:1 . . .1:1, men dessa är inga absoluta gränser.The weight ratio between it can vary within wide ranges, generally it is about 3: 1. . .1: 1, but these are not absolute limits.

Enligt en föredragen utföringsforrn utförs autokausticering vid en temperatur av minst 1000°C, företrädesvis 1000-1250°C.According to a preferred embodiment, autocaustion is performed at a temperature of at least 1000 ° C, preferably 1000-1250 ° C.

Här betyder ”oxiderande förhållanden” eller ”oxiderande miljö” att under hela eller väsentligen hela förbränningsproces sen finns det ett överskott av syre i avsikt att förebygga att reducerande förhållanden uppstår i någon del av förbrännings- kammaren. Syret äri överskott i förhållande till oxiderbara föreningar i det bearbetade flödet.Here, “oxidizing conditions” or “oxidizing environment” means that during the entire or substantially entire combustion process, there is an excess of oxygen in order to prevent reducing conditions from occurring in any part of the combustion chamber. Oxygen is in excess of oxidizable compounds in the processed stream.

Mest lämpligt är mängden borat eller annan borförening som tillsätts i avfallsvattnet eller impregneringslösningen före förbränning stor nog för att säkerställa att molförhållandet Na:B i avfallsflödet är minst 3:1. Företrädesvis är molförhållandet Na:B cirka 3:1 ...50:1, lämpligen cirka 5:1 ...35:1.Most suitably, the amount of borate or other boron compound added to the waste water or impregnation solution before incineration is large enough to ensure that the Na: B molar ratio in the waste stream is at least 3: 1. Preferably, the Na: B molar ratio is about 3: 1 ... 50: 1, preferably about 5: 1 ... 35: 1.

När man använder borat tillsätts minst en huvudsaklig del av det oorganiska boraten som natrium-metaborat eller natrium-tetraborat eller som hydrater därav. Andra borföreningar är också möjliga.When using borate, at least a major portion of the inorganic borate is added as sodium metaborate or sodium tetraborate or as hydrates thereof. Other boron associations are also possible.

Enligt föreliggande uppfinning alstras utflödesströmmen som ska behandlas typiskt 536 944 som avfallsvatten från fibermassaframställning som sker under alkaliska förhållanden.According to the present invention, the effluent to be treated is typically generated 536,944 as waste water from fibrous pulp production which takes place under alkaline conditions.

Särskilt innefattar avfallsvattenströmmen utflödet från ett impregnerings steg, det vill säga impregnering, av råmaterialet för kemimekanisk eller mekanisk massa- framställning, eller avfallsströmmen från alkalisk peroxidblekning av fibermassa, eller en kombination därav. Således kan avfallsströmmen komma från framställningen av till exempel slipmassa, trycksatt slipmassa (PGW), raffinörmassa eller kemimekanisk raffinörmassa.In particular, the waste water stream comprises the effluent from an impregnation step, i.e. impregnation, of the raw material for chemical mechanical or mechanical pulping, or the waste stream from alkaline peroxide bleaching of fi berm pulp, or a combination thereof. Thus, the waste stream can come from the production of, for example, abrasive pulp, pressurized abrasive pulp (PGW), refiner pulp or chemical mechanical refiner pulp.

Avfallsvattenflödet som är föremål för bränning innefattar i huvudsak organiska föreningar som löses under massaframställningen, och natrium som är kemiskt bunden till dessa föreningar. Följaktligen kommer natriumet från natriumbärande kemikalier som används vid impregnering av råmaterial eller alkalisk peroxidblekning eller båda, såsom natriumkarbonat, natriumhydroxid och/ eller oxiderad grönlut eller oxiderad vitlut som kommer från kemiskt massaframställning.The waste water stream which is the subject of incineration mainly comprises organic compounds which are dissolved during the mass production, and sodium which is chemically bound to these compounds. Accordingly, the sodium comes from sodium-bearing chemicals used in the impregnation of raw materials or alkaline peroxide bleaching or both, such as sodium carbonate, sodium hydroxide and / or oxidized green liquor or oxidized white liquor coming from chemical pulping.

Enligt en utföringsform utförs förbränningsbehandlingen, av ett (organisk) avfallsflöde som innefattar borat eller till vilket borat matas, i två steg, varvid den egentliga förbränningen sker i det första steget under oxiderande förhållanden och vid en temperatur av mer än 1000°C, varefter förbränningsgaserna som alstras vid förbränningen, som innehåller natrium i oxid- och elementär form, snabbt kyls till en temperatur under 600°C, i avsikt att sublimera natriumföreningarna från deras gasfas direkt till fast fas (natriumkarbonat och särskilt boratföreningar, såsom Na3BO3).According to one embodiment, the combustion treatment is carried out, of an (organic) waste stream comprising borate or to which borate is fed, in two steps, the actual combustion taking place in the first stage under oxidizing conditions and at a temperature of more than 1000 ° C, after which the combustion gases generated during the combustion, which contains sodium in oxide and elemental form, is rapidly cooled to a temperature below 600 ° C, in order to sublimate the sodium compounds from their gas phase directly to the solid phase (sodium carbonate and especially borate compounds, such as Na3BO3).

Askan, vilken alstras från förbränningen av avfallsflödet, återvinns och löses i vatten i avsikt att framställa natriumhydroxid. Samtidigt regenereras metaboraten (N aBO 2).The ash, which is generated from the combustion of the waste stream, is recovered and dissolved in water with the intention of producing sodium hydroxide. At the same time, the metaborate is regenerated (N aBO 2).

Typiskt innehåller askan, efter åtgärdena som beskrivs ovan, en andel (beräknad) natriumhydroxid som - beroende på det organiska materialet och andelen natrium i avfallsvattnet - är cirka 1-750/0, lämpligen 5-700/0, särskilt cirka 10-500/0, av vikten torrsubstans.Typically, according to the measures described above, the ash contains a proportion (calculated) of sodium hydroxide which - depending on the organic material and the proportion of sodium in the waste water - is about 1-750 / 0, preferably 5-700 / 0, especially about 10-500 / 0, by weight dry matter.

Autokausticering utförs under förhållanden med överskott syre, varvid oxiderande förhållanden gäller i hela förbränningskammaren. Typiskt är andelen av syret i den 11 536 944 avgående förbränningsgasen 4-6 vol%.Auto-caustic is performed under conditions of excess oxygen, whereby oxidizing conditions apply throughout the combustion chamber. Typically, the proportion of oxygen in the departing combustion gas is 4-6% by volume.

Syre leds till förbränningssteget som ett gasflöde innefattande syre, såsom luft eller syreberikad luft.Oxygen is led to the combustion stage as a gas stream comprising oxygen, such as air or oxygen-enriched air.

Det är möjligt att utföra förbränningen som dropp-förbränning, varvid koncentrerat avfallsvatten som leds till autokausticering dispergeras till att bilda droppar. Det genomsnittliga dropp storleken kan till exempel vara cirka 0,1-5 mm, företrädesvis <1 mm och mer företrädesvis S0,1 mm.It is possible to carry out the incineration as droplet incineration, whereby concentrated waste water which is led to autocaustion is dispersed to form droplets. The average droplet size may be, for example, about 0.1-5 mm, preferably <1 mm and more preferably S0.1 mm.

Det är möjligt att använda metoderna som beskrivs ovan allmänt för att återvinna alkaliska natriumföreningar, vilka används i framställningsprocessen för fibermassa, åtminstone delvis som natriumhydroxid.It is possible to use the methods described above generally to recover alkaline sodium compounds which are used in the fibrous pulp production process, at least in part as sodium hydroxide.

Vid framställningen av kemimekanisk massa, såsom BCTMP, löses aska, som delvis kausticerats vid framställningen, i vatten, varvid de olösliga oorganiska oxiderna (bottensats) avlägsnas genom filtrering eller centrifugering, och den alkaliska lösningen som alstras kan användas direkt, utan ytterligare behandling med traditionell kalkkausticering, som en källa till alkali för impregnering och peroxidblekning.In the preparation of chemical mechanical pulp, such as BCTMP, ash, partially causticized in the preparation, is dissolved in water, the insoluble inorganic oxides (precipitate) being removed by filtration or centrifugation, and the alkaline solution generated can be used directly, without further treatment with traditional lime caustic, as a source of alkali for impregnation and peroxide bleaching.

Föreliggande uppfinning kan implementeras till exempel i en utrustning anordnad såsom visas på ritningen. Utrustningen innefattar en förbränningskammare 1 och en kylkammare 2, vilka enligt ritningen är anordnade en under den andra på så sätt att det är möjligt att leda förbränningsgaserna, vilka alstras i förbränningskammaren, till kylkammaren, i vilken det är möjligt att kyla dem med hjälp av kylgaser, såsom kylande luft eller cirkulerad förbränningsgas, vilken leds in i kylkammaren.The present invention can be implemented, for example, in an equipment arranged as shown in the drawing. The equipment comprises a combustion chamber 1 and a cooling chamber 2, which according to the drawing are arranged one below the other in such a way that it is possible to direct the combustion gases, which are generated in the combustion chamber, to the cooling chamber, in which it is possible to cool them by means of cooling gases. , such as cooling air or circulating combustion gas, which is led into the cooling chamber.

Förbränningskammaren är utrustad med ett munstycke 3 för matning av det koncentrerade avfallsvattnet som ska brännas, genom vilket munstycke det är möjligt att mata koncentratet till exempel som en dimma som innefattar små droppar som är dispergerade genom användning av ånga.The combustion chamber is equipped with a nozzle 3 for feeding the concentrated waste water to be burned, through which nozzle it is possible to feed the concentrate, for example as a mist which comprises droplets dispersed by the use of steam.

Kylgasen kan ledas in i kylkammaren 2 genom ett inloppsmunstycke 4.The cooling gas can be led into the cooling chamber 2 through an inlet nozzle 4.

Kylkammarens botten är utrustad med ett utloppsmunstyCke 5 för avlägsning av 12 536 944 karbonat, och med ett utloppsmunstycke 6 för avlagsning av kylgaser och kylda förbranningsgaser.The bottom of the cooling chamber is equipped with an outlet nozzle 5 for removing 12,536,944 carbonate, and with an outlet nozzle 6 for removing cooling gases and cooled combustion gases.

Utflöde som avla snats från en rocess och som innefattar metaborat eller g borförenin ar som bildar metaborat avdunstas i en avdunstnin senhet som en intern g g process, företradesvis i avsikt att åstadkomma en andel torrsubstans av minst 45%.Outflows derived from a process comprising metaborate or boron compounds forming metaborate are evaporated in an evaporation unit as an internal process, preferably with the intention of producing a dry matter content of at least 45%.

Därefter leds den genom matningsmunstycke 3 in i förbranningskammaren 1, dar den branns till exempel vid en temperatur över 1000°C.It is then passed through feed nozzle 3 into the combustion chamber 1, where it is burned, for example, at a temperature above 1000 ° C.

Förbranningsprocessen beskrivs i mer detalj i den publicerade internationella patentansökan nr. WO 2005/ 068711 (Rinheat Oy).The combustion process is described in more detail in the published international patent application no. WO 2005/068711 (Rinheat Oy).

Uppehållstiden i förbranningskammaren 1, vid en hög temperatur, ar endast några sekunder och förbranningsgasen som kommer från förbranningskammaren kyls snabbt i kylkammaren 2 till under 600°C, varvid natriumföreningarna sublimerar direkt till fast material och kan avlägsnas som aska.The residence time in the combustion chamber 1, at a high temperature, is only a few seconds and the combustion gas coming from the combustion chamber cools rapidly in the cooling chamber 2 to below 600 ° C, whereby the sodium compounds sublime directly to solid material and can be removed as ash.

Nar askan löses i vatten reagerar natrium-ortoboraten (trinatriumborat) som alstras med vatten, varvid den vildar natriumhydroxid och, samtidigt, regenereras metaboraten enligt forrnlerna (l) och <1>Na,co, + Naßo, _» Naßo, + co, metaborate orthoborate (2) Na3BO3 -l- HZO -> ZNaOH + NaBOZ Borater ar fullstandigt vattenlösliga föreningar och regenererad metaborat förflyttas i impregneringslösningen till impregneringssteget och darifrån vidare, i utflödet från impregneringen tillsammans med avfallsvatten, genom avdunstningsenheten, tillbaka till oxiderande förbranning. Andelen borat i avfallsvattnet som går till avdunstningsenheten hålls vid en konstant nivå genom tillsatstacktiing.When the ash is dissolved in water, the sodium orthoborate (trisodium borate) reacted with water reacts with the wild sodium hydroxide and, at the same time, the metaborate is regenerated according to formulas (I) and Na, co, + Naßo, Naßo, + co, metaborate orthoborate (2) Na3BO3 -l- HZO -> ZNaOH + NaBOZ Borates are completely water-soluble compounds and regenerated metaborate is moved in the impregnation solution to the impregnation step and from there on, in the effluent from the impregnation together with waste water, through the evaporation evaporator unit. The proportion of boron in the waste water that goes to the evaporation unit is kept at a constant level by additive stacking.

Såsom påpekats tidigare utförs förbranningen i förbranningskammaren med överskott av syre, i avsikt att sakerstalla att förbranningsförhållandena i alla delar av kammaren ar oxiderande. 13 536 944 Det är också möjligt att utföra upplösningen av askan i kylkammaren 2. I det fallet matas vatten in i kylkammaren via inloppsmunstycket 4. Vattnet som på så satt matas kan vara antingen rent vatten eller en vattenhaltig lösning, såsom en lösning alstrad från recirkulationen. Med hjälp av vatten kan en vattenhaltig film bildas på ytan av kammaren, i vilken film det är möjligt att lösa alkalimetallkarbonaten som innefattas i de kylda förbränningsgaserna.As previously pointed out, the combustion in the combustion chamber is carried out with excess oxygen, in order to ensure that the combustion conditions in all parts of the chamber are oxidizing. It is also possible to carry out the dissolution of the ash in the cooling chamber 2. In that case water is fed into the cooling chamber via the inlet nozzle 4. The water thus fed can be either pure water or an aqueous solution, such as a solution generated from the recirculation . With the aid of water, an aqueous film can be formed on the surface of the chamber, in which film it is possible to dissolve the alkali metal carbonates contained in the cooled combustion gases.

Exempel Ett koncentrat från en avdunstningsenhet, vilket koncentrat har en andel organiskt material av 52% och en andel oorganiskt material av 48% av torrsubstansen, bränndes med överskott av luft under laboratorieförhållanden.Example A concentrate from an evaporation unit, which concentrate has a proportion of organic material of 52% and a proportion of inorganic material of 48% of the dry matter, was burned with excess air under laboratory conditions.

Förbränningstemperaturen var 1100°C. Före bränning blandades natrium-metaborat i koncentratet.The combustion temperature was 1100 ° C. Prior to firing, sodium metaborate was mixed into the concentrate.

Tabell Andel NazCOfi pH-värde av Titrerad andel Askutbyte 0 av aska vattenhaltig NaOH /0 mg/ g aska lösning av aska mg/ g aska Koncentrat 43,1 719 1 1,8 40 Koncentrat + NaBOZ; Na/B 48,4 109 12,9 385 mol/mol I 3:1 Andelen Na2CO3 av aska bestämdes med hjälp av en TOC kolanalysator.Table Part NazCO CO pH value of Titrated proportion Ash exchange 0 of ash aqueous NaOH / 0 mg / g ash solution of ash mg / g ash Concentrate 43.1 719 1 1.8 40 Concentrate + NaBOZ; Na / B 48.4 109 12.9 385 mol / mol I 3: 1 The proportion of Na2CO3 of ash was determined using a TOC carbon analyzer.

Andelen lut i den vattenhaltiga lösningen av aska bestämdes genom titrering, vilken baserades på standarden SCAN-N 30:85. 14The proportion of lye in the aqueous solution of ash was determined by titration, which was based on the standard SCAN-N 30:85. 14

Claims (18)

10 15 20 25 536 944 PATENTKRAV10 15 20 25 536 944 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Metod för framställning av natriumhydroxid ur ett utflöde från en fibermassa- framställningsprocess, vilket flöde innefattar organiskt avfall och natrium som ar bundet därtill, enligt vilken metod - utflödet koncentreras, - det koncentrerade utflödet bränns under oxiderande förhållanden för att bryta ner det organiska avfallet och natriumföreningar och att framställa en förbranningsrest, - resten löses i vatten för att framställa natriumhydroxid, - borat eller en förening som bildar borat införlivas i utflödet före nämnda bränning, och - natriumföreningarna tillsammans med nämnda borat eller nämnda förening som bildar borat görs till föremål för en autokausticeringsreaktion som utförs vid en temperatur som är så hög att natrium avdunstar, kännetecknad av att - det boratbärande organiska utflödet görs till föremål för en förbranningsbehandlingi två steg, varvid den egentliga förbränningen skeri det första steget under oxiderande förhållanden och vid en temperatur av mer än 1000°C, varefter förbranningsgaserna som alstras under förbränningen snabbt kvls till en temperatur av mindre än 600°C för att sublimera natriumföreningarna från deras gasformiga fas direkt till deras fasta fas, och att -förbränningsresten innefattar aska, som alstrats vid förbränningen av utflödet, vilken âtervinns och löses eller suspenderas i vatten för framställning av natriumhydroxid i vattenhaltig fas.A method of producing sodium hydroxide from an effluent from a fibrous pulp production process, which effluent comprises organic waste and sodium bound thereto, according to which method - the effluent is concentrated, - the concentrated effluent is burned under oxidizing conditions to decompose it. the organic waste and sodium compounds and to produce an incineration residue, - the residue is dissolved in water to produce sodium hydroxide, - borate or a compound forming borate is incorporated into the effluent before said combustion, and - the sodium compounds together with said borate or said compound forming borate are made into subjected to an autocaustic reaction carried out at a temperature so high that sodium evaporates, characterized in that - the borate-bearing organic effluent is subjected to a combustion treatment in two stages, the actual combustion taking place in the first stage under oxidizing conditions and at a temperature of more than 1000 ° C, after which the combustion gases generated during the combustion are rapidly cooled to a temperature of less than 600 ° C to sublimate the sodium compounds from their gaseous phase directly to their solid phase, and that the combustion residue comprises ash generated during the combustion of the effluent, which is recovered and dissolved or suspended in water to produce aqueous sodium hydroxide. 2. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att borat införlivas i utflödet genom tillsats av det direkt i ett avfallsvattenflöde. 15 10 15 20 25 536 944Method according to claim 1, characterized in that borate is incorporated into the effluent by adding it directly to a waste water atten desolate. 15 10 15 20 25 536 944 3. Metod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att borat införlivas i utflödet genom tillsats av det till en kemisk lösning som används vid fibermassaframställning,3. A method according to claim 1, characterized in that borate is incorporated into the effluent by adding it to a chemical solution used in the pulp production, 4. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att tillräckligt med borat tillsätts för att göra molförhållandet Nazß i utflödet minst 3:1, företrädesvis 3:1...50:1 och lämpligast 5:1...35:1.Method according to one of the preceding claims, characterized in that sufficient borate is added to make the molar ratio Na 2 S in the effluent at least 3: 1, preferably 3: 1 ... 50: 1 and most preferably 5: 1 ... : 1. 5. Metod enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att kausticerings- reaktionen sker vid en temperatur av minst 950°C, vid vilken temperatur natrium som innefattas i utflödet förekommeri avdunstad form, i en gas formig fas av reaktionen, varvid nämnda natrium huvudsakligen förekommer i form av natriumoxid,Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the causticizing reaction takes place at a temperature of at least 950 ° C, at which temperature sodium contained in the effluent is present in evaporated form, in a gaseous phase of the reaction, wherein said sodium is mainly in the form of sodium oxide, 6. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att boraten tillsätts i avfallsvattenflödet elleri den kemiska lösningen av defibrering, åtminstone huvudsakligen som natrium~metaborat eller natrium-tetraborat eller som hydrat därav.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the borate is added to the waste water fl or the chemical solution of defibration, at least mainly as sodium metaborate or sodium tetraborate or as hydrate thereof. 7. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att utflödet innefattar ett avfallsvattenflöde från fibermassaframstållningen som utförs under alkaliska förhållanden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the waste comprises a waste water waste from the fibrous pulp production which is carried out under alkaline conditions. 8. Metod enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att utflödet innefattar en utflödesström från impregnering av råmaterial i kemimekanisk eller mekanisk massaframställtiing, eller utflödet innefattar ett avfallsvattenflöde av en alkalisk peroxídblekning av fibermassa.Method according to claim 7, characterized in that the effluent comprises an effluent stream from impregnation of raw materials in chemimechanical or mechanical pulping, or the effluent comprises a waste water fl fate of an alkaline peroxide bleaching of fibrous pulp. 9. Metod enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att utflödet kommer från framställningen av mekanisk trämassa eller slipmassa, trycksatt slipmassa, raffinörmassa eller kemimekanisk raffinörmassa.Method according to Claim 8, characterized in that the output comes from the production of mechanical wood pulp or abrasive pulp, pressurized abrasive pulp, refiner pulp or chemical mechanical pulp pulp. 10. Metod enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av att utflödet innehåller huvudsakligen organiska föreningar vilka är lösta i samband med massaframstållning, och natrium, vilket år bundet till dessa föreningar i samband med impregneringen av råmaterial eller alkalisk peroxidblekning eller båda delarna, och vilket natrium kommer från de natriumbårande kemikalier som används, såsom natriumkarbonat, natriumhydroxid eller oxiderad grönlut eller oxiderad vítlut. 16 10 15 20 536 944Method according to claim 8 or 9, characterized in that the effluent contains mainly organic compounds which are dissolved in connection with mass production, and sodium, which is bound to these compounds in connection with the impregnation of raw materials or alkaline peroxide bleaching or both parts, and which sodium comes from the sodium-bearing chemicals used, such as sodium carbonate, sodium hydroxide or oxidized green liquor or oxidized white liquor. 16 10 15 20 536 944 11. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att autokausticeringeia utförs vid en temperatur av minst 1Ü0O°C, företrädesvis 10OU- 1250°C och under oxiderande förhållanden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the autacousticization is carried out at a temperature of at least 10 ° C, preferably 10 12-1250 ° C and under oxidizing conditions. 12. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att det boratbårande organiska utflödet görs till föremål för förbränningi en förbrånnings~ kammare och uppehållstiden därav i förbrånningskammaren år cirka O,1-1O s, särskilt cirka 0,5-5 s.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the borate-bearing organic effluent is subjected to combustion in an combustion chamber and the residence time thereof in the combustion chamber is about 0.1-110 s, in particular about 0.5-5 s. . 13. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att - autokausticeringen utförs i en förbrånningskammare, och ~ det finns ett överskott av syre för att förebygga att reducerande förhållanden uppstår i någon del av förbränningskamrnaren.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that - the autacousticization is performed in a combustion chamber, and ~ there is an excess of oxygen to prevent reducing conditions from occurring in any part of the combustion chamber. 14. Metod enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att svret matas in i förbrannings- steget som ett gasflöde innefattande syre, såsom luft eller syreberikad luft.14. A method according to claim 13, characterized in that the oxygen is fed into the combustion stage as a gas flow comprising oxygen, such as air or oxygen-enriched air. 15. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att andelen torrsubstans av avfallsvattnet som år föremål för autokausticering år minst 45 ViktÛ/o, företrädesvis minst 55 vikto/o, mer företrädesvis minst 60 vikt%, och särskilt minst 650/0.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of dry matter of the waste water which is the subject of auto-causticization is at least 45% by weight, preferably at least 55% by weight, more preferably at least 60% by weight, and in particular at least 650 / 0. 16. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att det boratbarande avfallsvattenkoncentratet, som år föremål för autokausticering, dispergeras till att bilda droppar.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the boron-bearing waste water concentrate, which is the subject of auto-caustic, is dispersed to form droplets. 17. Metod enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c kn a d av att det boratbärande utflödeskoncentratet, som leds till förbränning, åri form av torrt pulver.17. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the borate-carrying effluent concentrate, which is led to combustion, is in the form of a dry powder. 18. Användning av en metod enligt något av kraven 1-17 för återvinning av alkaliska natriumföreningar, åtminstone delvis i form av natriumhydroxid, vilka används i framstållningsprocessen för ftbermassa. 17Use of a method according to any one of claims 1-17 for the recovery of alkaline sodium compounds, at least in part in the form of sodium hydroxide, which are used in the pulp production process. 17
SE1250098A 2009-08-18 2010-08-18 Method for producing sodium hydroxide from an effluent from fiber pulp production SE536944C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095851A FI124685B (en) 2009-08-18 2009-08-18 A process for the production of sodium hydroxide from a waste stream for the production of pulp
PCT/FI2010/050654 WO2011020949A1 (en) 2009-08-18 2010-08-18 Method of producing sodium hydroxide from an effluent of fiber pulp production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1250098A1 SE1250098A1 (en) 2012-02-09
SE536944C2 true SE536944C2 (en) 2014-11-11

Family

ID=41050679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1250098A SE536944C2 (en) 2009-08-18 2010-08-18 Method for producing sodium hydroxide from an effluent from fiber pulp production

Country Status (9)

Country Link
CN (1) CN102625778B (en)
AR (1) AR080852A1 (en)
BR (1) BR112012003755B1 (en)
CA (1) CA2767903C (en)
FI (1) FI124685B (en)
RU (1) RU2550177C2 (en)
SE (1) SE536944C2 (en)
UY (1) UY32847A (en)
WO (1) WO2011020949A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI126767B (en) * 2012-11-16 2017-05-15 Andritz Oy Procedure for leaching ash from collection boiler
CN103494810A (en) * 2013-09-25 2014-01-08 青岛市市立医院 Pharmaceutical composition for treating Internet addiction

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI53141C (en) * 1975-09-02 1978-02-10 Keskuslaboratorio
SU1624082A1 (en) * 1989-01-12 1991-01-30 Ленинградская лесотехническая академия им.С.М.Кирова Method of regenerating spent liquor of sulfate pulp digestion
US6294048B1 (en) 1998-06-01 2001-09-25 U.S. Borax Inc. Method for regenerating sodium hydroxide by partial autocausticizing sodium carbonate containing smelt by reaction with a borate
US6348128B1 (en) 1998-06-01 2002-02-19 U.S. Borax Inc. Method of increasing the causticizing efficiency of alkaline pulping liquor by borate addition
SE0202711D0 (en) * 2002-09-12 2002-09-12 Kiram Ab Alkaline process for the manufacture of pulp using alkali metaborate as buffering alkali
US20050076568A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Stigsson Lars Lennart Partial oxidation of cellulose spent pulping liquor
FI120548B (en) 2004-01-14 2009-11-30 Rinheat Oy Process for combustion of an organic waste concentrate under oxidizing conditions
US20050155730A1 (en) 2004-01-20 2005-07-21 Stigsson Lars L. Method for the production of high yield chemical pulp from softwood

Also Published As

Publication number Publication date
AR080852A1 (en) 2012-05-16
FI124685B (en) 2014-12-15
SE1250098A1 (en) 2012-02-09
FI20095851A0 (en) 2009-08-18
UY32847A (en) 2011-06-30
CN102625778A (en) 2012-08-01
FI20095851A (en) 2011-02-23
BR112012003755A2 (en) 2016-04-12
RU2550177C2 (en) 2015-05-10
WO2011020949A1 (en) 2011-02-24
CA2767903C (en) 2019-05-14
BR112012003755B1 (en) 2019-05-28
CN102625778B (en) 2015-05-20
CA2767903A1 (en) 2011-02-24
RU2012102318A (en) 2013-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1443810A3 (en) Method of producing chemical substances from waste alkali of sulfate production of cellulose
CN100557124C (en) Burning comprises the method for the organic waste concentrate of alkali compounds under oxidizing condition
FI103902B (en) Process for the preparation of high sulfide alkaline boiling liquid to produce sulfate cellulose
CA1122360A (en) Method at the digestion of cellulose-containing material
SE536944C2 (en) Method for producing sodium hydroxide from an effluent from fiber pulp production
US20090025892A1 (en) Method to recover chemicals in mechanical pulping
CN107660245B (en) Method for recovering pulping chemicals from dissolved ash having high carbonate content
JP6014256B2 (en) Method for recovering pulping chemicals and reducing the concentration of potassium and chloride in pulping chemicals
CA1332862C (en) Kraft pulping process
CA1072262A (en) Pulp mill process with sodium chloride removal
SE435304B (en) Utilization of coke liquor preparation prepared from the sulfur whites in the preparation of chlorine dioxide for bleaching
FI115471B (en) Procedures for the treatment of liquids
SE528837C2 (en) Bleaching of defibered pulp involves using peroxide in alkaline conditions obtained by adding alkali metal aluminate to the pulp to be bleached, in which part of the alkali metal aluminate is the dissolved ash
CS218568B2 (en) Method of removing the sodium chloride by making the cellulose with inserted regeneration processus
PL111921B1 (en) Process for the production of chemical pulp with sodiumchloride release