SU1278372A1 - Способ регенерации отработанного щелока от натронной варки целлюлозы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к целлюлозно-бумажной промьшшенности, в частности к способу регенерации отработанного щелока от натроннойварки целлюлозы, и позвол ет повысить степень регенерации тепла и химикатов . Отработанный щелок от натронной варки целлюлозы упаривают до концентрации 5% сухих веществ и подают на

Description

VejOMbfi/ щело е/з Sb/ларного ofrrffeteHun увторичный на OTJff iju/a 11/ /fa fjoaosffee nt/mcr/T e/rinvoi 6offi, глобыа mfJiieff/TTpam й - {222ЙЙ2д 7 Т PezeHSfn/poSo HAri;/ t,Oj Cl Пар Вы окого SoS toiua

концентрирование острым перегретым паром низкого давлени  в аппаратконцентратор 2, полученный в виде порошка щелок смешивают в смесителе 3 с оксидом железа и подают на сжигание в питательный бункер 4 печи 5 кип щего сло  (КС) с образованием феррита натри . Дымовые газы из печи 5 направл ют в гор чий циклон 6 и затем подвергают теплообмену в паровом котле-утилизаторе 7, снабженном двум  пароперегревател ми. Пароперегреватель 8 используют дл 

получени  пара низкого давлени , поступающего в аппарат-концентратор 2, пароперегреватель 9 - дл  получени  пара высокого давлени , который используют на энергетические нужды. Дымовые газы из котла-утилизатора 7 подают в цепь КС 18, затем на выходе из печи очищают и удал ют в атмосферу. Сушку регенерированного оксида железа осуществл ют в печи КС 18 дымовыми газами от сжигани  черного щелока, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относитс  к технологии целлюлозно-бумажного производста и может быть использовано дл  регенерации химикатов от натронной варки целлюлозы.5

Цель- изобретени  - повышение степени регенерации тепла и химикатов.

На чертеже приведена схема осуществлени  способа.

Отработанный щелок от натронной О варки целлюлозы упаривают на выпарной станции.до концентрации 55% сухих веществ. Из бака 1 упаренный щелок подают на концентрирование острым перегретым паром низкого дав- 5 лени  в аппарат-концентратор 2, в Котором щелок концентрируют до концентрации 80-90% сухих веществ. Полученный в виде порошка концентрированный щелок смешивают в смесителе 20 3 с оксидом железа. Смешение предпочтительно вести с добавлением свежего гематитового концентрата дл  восполнени  потерь oKci-ща железа. Полученную смесь подают на.сжигание в пи-25 тательньй бункер 4 печи 5 кип щего сло  (КС) с образованием феррита натри . Дымовые газы из печи 5 направл ют в гор чий циклон 6 дл  очистки от взвешенных частиц и затем подвер- 30 гают теплообмену в паровом котле-ути лизаторе 7, снабженном двум  пароперегревател ми . Пароперегреватель 8 используют дл  получени  пара низкого давлени , поступающего в аппарат- 35 концентратор 2, пароперегреватель 9 дл  получени  пара высокого- давлени .

I

Пар высокого давлени  используют на энергетические нужды. Затем дымовые газы проход т вод ной экономайзер 10 и покидают котел-утилизатор 7.

Гидролиз феррита натри  ведут в гидролизаторе 11. Затем продукт гидролиза подают в промежуточньй бак 12, снабженный метальным устройством дл  создани  буферного запаса.

Разделение продукта гидролиза на гидроксид натри  и оксид железа осуществл ют в две ступени. Первую ступень провод т в аппарате 13 до концентрации гидроксида натри  60100 г/л в ед. и степени каустизации 97%. Отделенный в аппарате 13 гидроксид натри  поступает в бак 14 и далее на варку.

Оксид железа из аппарата 13 поступает в промежуточную мешалку 15, куда подают гор чую воду, и затем на вторую ступень разделени . Вторую ступень разделени  провод т в аппарате 16 до концентрации гидроксида натри  7-25 г/л в ед. Na,0, который подают на гидролиз феррита натри  в гидролизатор 11.

Отделенный в аппарате 16 оксид железа подают в бункер 17 и подвергают сушке в печи 18 КС. Дымовые газы из котла-утилизатора 7 дымососом 19 подают в печь 18 КС, затем на выходе из печи очищают в последовательно работающих циклонах 20 и в , мокром скруббере 21 и удал ют в атмосферу . Оксид железа после сушки в печи 18 КС направл ют в бункер 22 дл  создани  буферного запаса, затем в смеситель 3. Пример 1. Регенерации подвергают отработанный щелок от натронной варки целлюлозы лиственной и хвойной древесины с добавкой антрахинона с выходом 45-55%. Основные технологические парамет ры процесса регенерации в расчете н 1 т целлюлозы (воздушно-сухой) приведены в таблице. Щелок после выпарной станции с концентрацией сухих веществ 55% концентрируют острым перегретым паром низкого давлени  (1 МПа) и те пературой 220°С до содержани  сухих веществ 80%, смешивают с регенериро ванным оксидом железа и свежим гема титовым концентратом, добавл емым дл  восполнени  потерь при соотношении ,.Oj 0,58:1 (что соответствует соотношению Na COj:Fe О 1:1), смесь в виде порошка сжигают в кип щем слое при 900-1100 С. Полученный феррит натри , представл ющий собой легкосыпучий гранулированный продукт с зквивалентным диаметром частиц 0,153 мм, гидролизуют при слабым белым щелоком концентрацией 20-25 г/лNa О от второй сту пени разделени . Полученньш продукт состо щий из оксида железа и гидроксида натри , раздел ют в две ступени на первой из которых получают крепкий белый щелок, идущий на варку,кон центрацией 100 г/л NagO и степенью каустизации 97%, а на второй после предварительного смешени  с гор чей водой в количестве, равном объему белого крепкого щелока, идущего на варку (гидромодуль варки соответствует 3,5), и последующего разделени  получают раствор слабого белого щелока концентрацией 20-25 г/л Na О, идущий на гидролиз феррита натри . Отделенный оксид железа сухостью 60% подают на высушивание в кип щем слое отход щими дымовыми газами от сжигани  черного щелока, прошедшими котел-утилизатор. Высушенный регенерированный оксид железа поступает на смешение с черным щелоком и далее на сжигание в кип щем слое. Степень регенерации оксида железа составл ет 99%, степень регенерации щелочи в кругообороте 97%. Объем перегретого пара с котлаутилизатора давлением 1 МПа и температурой перегрева 220°С составл ет 0,7-1,0 т/т целлюлозы, съем пара высокого давлени  (4 МПа) и температурой перегрева 450°С 4,9-5,0 т/т целлюлозы, общий съем пара 5,66 ,0 т/т целлюлозы. П р и м е р 2. Способ осуществл ют аналогично примеру 1, но регенерации подвергают щелок от варки полуцеллюлозы лиственной и хвойной древесины с добавкой антрахинона с выходом 60-75%. Основные технологические параметры процесса регенерации в расчете на 1 т воздушно-сухой полуцеллюлозы приведены в таблице. Щелок после выпарной станции с Концентрацией сухих веществ 55% концентрируют паром низкого давлени  до содержани  сухих веществ 80%, смешивают с регенерированным оксидом железа и свежим гематитовым концёнтра- том при том же мол рном соотношении ,ОзИ сжигают в кип щем слое при 900-1100°С. Феррит натри  гидролизуют при 100° С схАбым белым щелоком концентрацией 7-10 г/л Na О. Разделение полученной суспензии оксида железа и гидроксида натри  также провод т в .две ступени. На первой ступени получают крепкий бельм щелок на варку с концентрацией активной щелочи 60 г/л Na20 и степенью каустизации 97%, на второй - слабый белый щелок, идущий в гидролизатор, концентрацией 7-10 г/л Na,0.После отделени  регенерированный оксид железа сухостью 60%. поступает на высушивание отход щими дымовыми газами в кип щем слое, смешиваетс  с черным щелоком и подаетс  на сжигание в кип щем слое. Степень регенерации оксида железа 99%, степень регенерации щелочи в кругообороте 97%. Съем перегретого пара низкого авлени  составл ет 0,3-0,5 т/т целюлозы , съем пара высокого давлени  2,1-2,6 т/т целлюлозы, общий съем ара 2,4-3,1 т/т целлюлозы. Пример 3. Способ осуществл т аналогично примеру 1.-Регенерации одвергают щелок от на.тронной варки еллюлозы лиственной и хвойной дреесины с добавкой антрахинона с выодом 45-55%. Щелок с выпарной стании с концентрацией сухих веществ

55% концентрируют в концентраторе паром низкого давлени  до содержани  сухих веществ 90%. Основные технологические параметры процесса регенерации такие же, как в примере 1,кроме паросъема с котла-утилизатора. В св зи с тем, что на сжигание поступает более концентрированный черный щелок, увеличиваетс  теплотехнический КПД установки с 0,7 до 0,8. Соответственно , мен етс  паросъем с котлаутилизатора: съем пара низкого давлени  1 Ша и температурой перегрева составл ет 0,65-0,36 т/т целлюлозы, а высокого давлени  (4 МПа) и температурой перегреза 450°С 5,5-4,7 т/т целлюлозы, общий съем .пара составл ет 6,7-5,1 т/т целлюлозы.

П р и м е р 4. Способ осуществл ют аналогично примеру 2, Регенерации подвергают щелок от натронной варки полуцеллюлозы лиственной и хвойной древесины с добавкой антрахшюна с выходом 60-75%. Щелок после выпарной станции с концентрацией сухих вещест 55% концентрируют в концентраторе паром низкого давлени  до содержани  сухих веществ 90%. Основные технологические параметры процесса регенерации такие же, как и примере 2, кроме паросъема с котла-утилизатора.Поскольку на сжигание поступает черный щелок с концентрацией сухих веществ 90%, увеличиваетс  и теплотехнический КГЩ установки с 0,7 до 0,8. Соответственно , мен етс  и паросъем с котла-уТилизатора: съем пара низкого давлени  0,7-0,4 т/т целлюхюзы, съем пара высокого давлени  3,02 ,7 т/т целлюлозы, общий съем пара 3,7-3,1 т/т целлюлозы.

Таким образом, из пршзеде1П1ых примеров видно, что увеличение содержа ,ки  Сухих веществ в черном щелоке, поступающем на сжигание, увеличивает теплотехнически КПД установки, соответственно , увеличиваетс  и сЪем пара с котла-утилизатора Уменьшение содержани  сухих веществ в черном щелоке ниже 80% значительно уменьшает съем пара, увеличение содержани  Сухих веществ в черном Е(елоке выше 90% по предлагаемому способу достичь затруднительно, так как дл  сушки используют вод ной пар.

Белый щелок концентрацией 60 г/л в eд.Na| J OПредназначаетс  дл  варки

целлюлозы. В случае варки полуцеллюлозы из свежесрубленной древесины при обычном гидромодуле в варочном аппарате 3,0-3,5 при понижении концентрации ниже указанной невозможно обеспечить необходимьй расход активной щелочи на варку.

Бельш щелок концентрацией 100 г/л в ед. предназначаетс  дл  варки целлюлозы. Повышение его концентрации выше указанного значени  не имеет смысла, так как при обычном гидромодуле в варочном аппарате будет обеспечиватьс  необходимьй расход активной щелочи на варку целлюлозы даже при варке свежесрубленной древесины .

Концентраци  слабого белого.щелок за.висит от степени сгущени  осадка оксида железа при его обезвоживании как в процессе отделени  крепкого белого щелока, так и после промьшки а также от концентрации крепкого белого щелока и расхода оксида железа на регенерацию (регенерированного и свежего с гематитовым концентратом ) .

При концентрации осадка оксида железа после обезвоживани  60% сухого вещества и при концентрации крепкого белого щелока 100 г/л в ед. концентраци  слабого белого щелока может колебатьс  в пределах, указанных в примере 1, т.е. 20-25 г/ . В случае сгущени  осадка до |более высокой концентрации сухого вещества концентраци  слабого белого щелока при прочих равных услови х понижаетс . При этом более низкое значение (20 г/л) относитс  к случаю варки целлюлозы с выходом 45%. Более низка  концентраци  слабого белого щелока, указанна  в примере 2 (7-10 г/л Na О), относитс  к случаю , варки полуцеллюлозы.

Как видно из представленных примеров , предлагаемьй способ регенерации отработанного щелока от натрон ной варки целлюлозы позвол ет достичь высокую степень каустизации белого щелока (97%), регенерации щелочи (97%) и регенерации оксида железа (99%), т.е. способ значительно эффективнее, чем известньй,где степень каустизации белого щелока 94%, а степень регенерации оксида железа 95%. Кроме того, в св зи с тем, что в известном способе сжигаетс  щелок с низким содержанием сухих веществ (55%), теплотехнический КПД парового котла значительно ниже и даже при утилизации тепла паросъем с котла-утилизатора будет.низким. Использование предлагаемого способа регенерации отработанного щело ка от натронной варки целлюлозы обес печивает по сравнению с известными выпарку концентрированного отработан ного щелока до содержани  сухих веществ 80-90% острым перегретьм паром низкого давлени , полученного в паро вом котле за счет утилизации тепла отход щих дымовых газов от сжигани  черного щелока в кип щем слое. Сжигание черного щелока со сверхвысокой концентрацией увеличивает теплотехнический КПД установки и, следовательно , увеличивает съем пара с котла-утилизатора .Причем обеспечиваютс  полна  утилизаци  тепла отход щих дымовых г.азов от сжигани . чёрного щелока в печи кип щего сло , при этом, кроме пара низкого давлени , вырабатьшаетс  пар дл  энергетических нужд и подогреваетс  питательна  вода дл  котла-утилизатора, сушка регенерированного оксида железа в кип щем слое дымовыми газами от сжигани  черного щелока, прошедшими паровой котел-утилизатор, высока  степень каутизации белого щелока (97%), регенерации щелочи в кругообо роте (97%) и регенерации оксида железа (99%).

Расход активной щелочи на варку, кг Na,0/T

Концентраци  активной щелочи в белом щелоке, г/л

Степень каустизации, %

Концентраци  щелока после выпар , ной станции,%

140-200

60

97

55 ормула изобретени  Способ регенерации отработанного щелока от натронной варки целлюлозы, включающий упаривание отработанного щелока, смешение упаренного щелока С оксидом железа, сжигание полученной смеси в кип щем слое с образованием феррита натри , гидролиз феррита наткри ,разделение продукта гидролиза на оксид железа и гидроксид натри  и возврат оксида железа на смешение с упаренным щелоком, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  степени регенерации тепла и химикafoв , перед смешением с оксидом железа упаренный щелок концентрируют. острым перегретым паром до содержани  сухих веществ 80-90%, после сжигани  тепло образовавшихс  дымовых газов подвергают теплообмену с получением пара низкого и высокого давлени , после чего пар низкого давлени  подают на стадию концентрировани  упаренного щелока, а разделение продукта гидролиза провод т в две ступени, первую из которых осуществл ют до концентрации гидроксида натри  60-100 г/л в ед. На„0 и степени каустизации 97% с удалением гидроксида натри  указанной концентрации, а вторую - до концентрации гидроксида натри  7-25 г/л в ед. , после чего гидроксид натри  подают на гидролиз феррита натри , а оксид железа подвергают сушке в кип щем слое дымовыми газами от сжигани  упаренного щелока.

Концентраци  щелока после концентратора ,%

Количество сухих веществ в черном

щелоке, поступающем на слсиганиеуКГ/т

Количество Na О в суком остатке

черного щелока, кг/т

Степень регенерации щелочи в

кругообороте,%

Количество Na О со свежей водой,

добавл емой дл  возмещени  потерь

щелочи и кругообороте, кг/т

Количество , , поступйюа его на реакцию автокаустизации (при мол рном соотношении ° 0,58:1), кг/т .

Степень регенерации ,

Количество со с}зежим гёматитовым концентратом, добавл емым дл 

восполнени  потерь, кг/т

Концентраци  слабого белого щелока

поступающего в гидролизатор, г/л Na

Съем перегретого пара давлением 1 Ш

и температурой перегрева 220Cs т/т

Съем перегретого пара давлением 4 Ш

и температурой перегрева 450°С5т/т

Общий съем пара, т/т

Теплотехнический КГЩ парового

котла

1278372

10 Продолжение таблицы

80

460-820

135-195

97

4-6

600-850 . 99

6-9 7-10 0,5-0,3

2,6-2,1

3,1-2,4

0,7

Claims (1)

1. Формула изобретения Способ регенерации отработанного щелока от натронной варки целлюлозы, включающий упаривание отработанного щелока, смешение упаренного щелока С оксидом железа, сжигание полученной смеси в кипящем слое с образованием феррита натрия, гидролиз феррита натрия, разделение продукта гидролиза на ’оксид железа и гидроксид натрия и возврат оксида железа на смешение с упаренным щелоком, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации тепла и химикатов, перед смешением с оксидом железа упаренный щелок концентрируют острым перегретым паром до содержания сухих веществ 80-90%, после сжигания тепло образовавшихся дымовых газов подвергают теплообмену с получением пара низкого и высокого давления, после чего пар низкого давления подают на стадию концентрирования упаренного щелока, а разделение продукта гидролиза проводят в две ступени, первую из которых осуществляют до концентрации гидроксида натрия 60-100 г/л в ед. Na/) и степени каустизации 97% с удалением гидроксида натрия указанной концентрации, а вторую - до концентрации гидроксида натрия 7-25 г/л в ед. Na_tO, после чего гидроксид натрия подают на гидролиз феррита натрия, а оксид железа подвергают сушке в кипящем слое дымовыми газами от сжигания упаренного щелока.

   Основные τεχΗοποΓΗπβςκΗβ параметры процесса регенерации (данные приведены в расчете на 1 т воздушносухой целлюлозы) Пример 1 Пример 2 1 г 3

   Расход активной щелочи на варку, кг Na^O/τ 240-390 140-200 Концентрация активной щелочи в белом щелоке, г/л Na^O 100 60 Степень каустизации, % 97 97 Концентрация щелока после выпар.ной станции,% 55 55

   Продолжение таблицы

   1 2 3 Концентрация щелока после концентратора, % 80 80 Количество сухих веществ в черном щелоке, поступающем на сжигание,кг/т 1000-1500 460-820 Количество Na^O в сухом остатке черного щелока, кг/т 230-370 135-195 Степень регенерации щелочи в кругообороте,% 97 97 Количество Na^O со свежей водой, добавляемой для возмещения потерь щелочи й кругообороте, кг/т 10-15 4-6 Количество Fe.^0₃ , поступающего на реакцию автокаустизации (при молярном соотношении Na₂0:Fe₂0 =· = 0,58:1), кг/т 1000-1900 600-850 Степень регенерации Fe₂0₃,% 99 . 99 Количество Fe₂0₃ со свежим гематитовым концентратом, добавляемым для восполнения потерь, кг/т 10-20 6-9 Концентрация слабого белого щелока;, поступающего в гидролизатор, г/л Na^C 20-25 7-10 Съем пере1’ретого пара давлением 1 МПа и температурой перегрева 220°С, т/т 1,0-0,7 0,5-0,3 Съем перегретого пара давлением 4 МПа и температурой перегрева 450°С,'т/т 5,0-4,9 2,6-2,1 Общий съем пара, т/т 6,0-5,6 3,1-2,4 Теплотехнический КПД парового котла 0,7 0,7