SU1707117A1

SU1707117A1 - Methods of liberation of hydrogen sulfide

Info

Publication number: SU1707117A1
Application number: SU904781567A
Authority: SU
Inventors: Леонид Владимирович Коган; Михаил Давидович Цигельман; Лазарь Ошерович Иоффе; Елена Федоровна Козловская
Original assignee: Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к технологии выделени сероводорода из зеленых щелоков целлюлозного производства и позвол ет сократить расход пара. Зеленый щелок подвергают карбонизации топочными газами, содержащими диоксид углерода, с образованием бикарбоната натри и бисульфида натри . Затем из карбонизированного щелока отгон ют сероводород при избыточном давлении и температуре, превышающей на 1-20 С температуру кипени карбонизирующего щелока. 1 табл.This invention relates to a process for the separation of hydrogen sulphide from green liquors of pulp production and reduces the consumption of steam. Green liquor is carbonized by flue gases containing carbon dioxide to form sodium bicarbonate and sodium bisulfide. Then, hydrogen sulfide is distilled off from the carbonated liquor at an overpressure and a temperature that exceeds the boiling point of the carbonizing liquor by 1–20 ° C. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к способам выделени сероводорода из зеленого щелока, образующегос в результате растворени сульфидно-содового плава при сжигании сульфатных щелоков, сульфидных щелоков или их смесей.The invention relates to methods for separating hydrogen sulphide from green liquor resulting from the dissolution of sulphide-soda melt when burning sulphate liquors, sulphide liquors or mixtures thereof.

Известен способ выделени сероводорода из зеленого щелока (патент СССР V , кл. D 21 С 11/06, 1981), включающий предварительную карбонизацию зеленого щелока газом, содержащим диоксид углерода, последующее выделение из полученного раствора сероводорода и карбоната натри в присутствии вод ного пара и бикарбоната натри при пониженном давлении в несколько стадий, причем первую стадию провод т после предварительной карбонизации с частичным выделением серо- . водорода, а последующие стадии осуществл ют путем противоточного контактировани реакционной смеси с паром с последующим возвратом пара, содержащего сероводород на первую стадию, разделение полученного раствора карбоната на части, одну из которых обрабатывают газом, содержащим диоксид углерода, с образованием бикарбоната натри , который возвращают на стадию выделени сероводорода, а другую обрабатывают двуокисью серы с получением раствора сульфита натри .A method is known for separating hydrogen sulphide from green liquor (USSR patent V, cl. D 21 C 11/06, 1981), which includes precarbonation of green liquor with carbon dioxide gas, subsequent separation of hydrogen sulphide and sodium carbonate from the resulting solution in the presence of water vapor and sodium bicarbonate under reduced pressure in several stages, with the first stage being carried out after preliminary carbonization with partial release of sulfur. hydrogen, and the subsequent steps are carried out by countercurrent contacting the reaction mixture with steam followed by returning the steam containing hydrogen sulfide to the first stage, dividing the resulting carbonate solution into parts, one of which is treated with carbon dioxide-containing gas to form sodium bicarbonate, which is returned to a hydrogen sulphide recovery step, and the other is treated with sulfur dioxide to produce a sodium sulphite solution.

Недостатком способа вл етс низка эффективность выделени сероводорода , св занна со значительными затратами пара на его выделение, и сложность аппаратурно-технологического оформлени процесса выделени сероводорода .The disadvantage of this method is the low efficiency of hydrogen sulfide release, which is associated with significant steam consumption for its separation, and the complexity of the hardware and technological design of the hydrogen sulfide recovery process.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ выделени сероводорода из зеленого щелока (патент СССР Г 1228792,кл. D 21 С 11/06, 1978), включающий предварительную карбонизацию зеленого щелока охлажденным газом , содержащим диоксид углерода, по5The closest to the present invention is a method for separating hydrogen sulphide from green liquor (USSR patent G 1228792, class D 21 C 11/06, 1978), which includes the preliminary carbonization of green liquor with cooled gas containing carbon dioxide, 5

(Л(L

о i about i

следующее выделение из полученного раствора сероводорода и карбоната натри в услови х вакуума в присутствии вод ного пара и бикарбоната натри , причем выделение сероводорода (отгонку ) провод т при температуре, значение которой на ниже точки росы газа, содержащего диоксид углерода , т.е. при 5-80вС, но не выше 70°С, а дл получени пара используют избыточное тепло раствора, примен емого дл охлаждени газа, содержащего диоксид углерода, разделение полученного раствора карбоната натри на две части, одну из которых обрабатывают газом, содержащим диоксид углерода с образованием бикарбоната натри , который возвращают на стадию выделени сероводорода, а другую направл ют на приготовление растворов дл варки целлюлозы .The following separation from the resulting solution of hydrogen sulfide and sodium carbonate under vacuum in the presence of water vapor and sodium bicarbonate, the hydrogen sulfide liberation (distillation) is carried out at a temperature that is lower than the dew point of the gas containing carbon dioxide, i.e. at 5–80 ° C, but not higher than 70 ° C, and to obtain steam, the excess heat of the solution used to cool the gas containing carbon dioxide is used; the resulting sodium carbonate solution is divided into two parts, one of which is treated with carbon dioxide containing gas the formation of sodium bicarbonate, which is returned to the stage of hydrogen sulfide release, and the other is sent to the preparation of solutions for pulping.

К недостаткам способа относитс высокий расход пара на отгонку сероводорода из карбонизированного зеленого щелока.The disadvantages of the method are the high consumption of steam for the distillation of hydrogen sulphide from carbonated green liquor.

Цель изобретени состоит в сокращении расхода пара на выделение сероводорода из зеленого щелока.The purpose of the invention is to reduce steam consumption for the release of hydrogen sulfide from green liquor.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе выделени сероводорода из зеленого щелока, который включает обработку зеленого щелока топочными газами, содержащими диоксид углерода (карбонизаци ) с образованием бикарбоната натри и бисульфида натри и отгонку сероводорода из карбонизированного щелока при нагревании в присутствии вод ного пара, отгонку вод ного пара осуществл ют при избыточном давлении и температуре отгонки на 1- 20°С выше температуры кипени карбонизированного щелока.The goal is achieved by the fact that in the process of separating hydrogen sulfide from green liquor, which involves treating green liquor with flue gases containing carbon dioxide (carbonization) to form sodium bicarbonate and sodium bisulfide and distilling hydrogen sulfide from carbonated liquor when heated in the presence of water vapor, stripping water vapor is carried out at an overpressure and at a distillation temperature of 1-20 ° C above the boiling point of carbonated liquor.

Предлагаемый способ обеспечивает существенное сокращение расхода тепла на выделение сероводорода из зеленого щелока. Это св зано со спецификой химического взаимодействи компонентов зеленого щелока. С ростом температуры равновесие протекающих в зеленом щелоке химических реакций сдвигаетс в сторону образовани молеку- л рно растворенного сероводорода, что приводит к увеличению его содержани в растворе и в парах, выход щих со стадии выделени сероводорода. Последнее обсто тельство позвол ет существенно сократить расход вод ного пара на выделение сероводорода. Вли ние температуры на равновесие химических реакций, протекающих в зеленом щелоке, имеет сложный характер и в достаточной степени не исследована . Максимальный эффект сокращени расхода вод ного пара обеспечиваетс в случае,, когда температура на стадии выделени сероводорода на 1-20°С превышает температуру кипени карбо - низированного зеленого щелока. При значении указанной разности температур менее 19С резко возрастает расход пара на выделение сероводорода. Значение разности температур более 20 С нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшей экономии тепла на выделение сероводорода.The proposed method provides a significant reduction in heat consumption for the release of hydrogen sulfide from green liquor. This is due to the specificity of the chemical interaction of the components of green liquor. With increasing temperature, the equilibrium of chemical reactions occurring in green liquor shifts towards the formation of molecularly dissolved hydrogen sulfide, which leads to an increase in its content in solution and in the vapors leaving the stage of hydrogen sulfide release. The latter circumstance makes it possible to significantly reduce the consumption of water vapor for the release of hydrogen sulfide. The effect of temperature on the equilibrium of chemical reactions occurring in green liquor is complex and not sufficiently investigated. The maximum effect of reducing the consumption of water vapor is provided in the case when the temperature at the stage of hydrogen sulfide release is 1–20 ° C higher than the boiling point of carbonated green liquor. When the value of the specified temperature difference is less than 19C, the steam consumption for hydrogen sulfide release increases sharply. The value of the temperature difference of more than 20 ° C is impractical because it does not lead to further heat savings on the release of hydrogen sulfide.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Исходный зеленый щелок отдел ют от взвешенных веществ, охлаждают до С и при этой температуре провод т карбонизацию газом, содержащим диоксид углеродаThe original green liquor is separated from suspended solids, cooled to C, and carbonization containing carbon dioxide is carried out at this temperature.

2Na2S+H70+C02 - ZHaHS+Na CO,2Na2S + H70 + C02 - ZHaHS + Na CO,

Далее карбонизационный щелок и бикарбонат натри , получаемый по реакцииNext, the carbonation liquor and sodium bicarbonate obtained by the reaction

- 2NaHCOJt - 2NaHCOJt

подают на стадию выделени сероводородаserved on the stage of release of hydrogen sulfide

NaHS+NaHCOj - Na COj+l S t .NaHS + NaHCOj - Na COj + l S t.

Выделение сероводорода провод т при избыточном давлении на 0,1-0,8 ат выше атмосферного. Температура на этой стадии на 1-20°С превышает температуру кипени карбонизированного зеленого щелока. Выделение сероводорода провод т в присутствии вод ного пара. Сероводород выдел ют в виде па- рогазовой смеси, которую направл ют в конденсатор дл отделени паров воды . Выход щий из конденсатора сероводород подают на сжигание до диоксида кислорода или получение элементарной серы. Зеленый щелок со стадии выделени сероводорода направл ют на приготовление варочных растворов.The separation of hydrogen sulfide is carried out at an excess pressure of 0.1-0.8 atm above atmospheric. The temperature at this stage is 1–20 ° C higher than the boiling point of carbonated green liquor. The separation of hydrogen sulfide is carried out in the presence of water vapor. Hydrogen sulfide is isolated in the form of a vapor-gas mixture, which is sent to a condenser to separate the water vapor. The hydrogen sulfide leaving the condenser is fed for combustion to oxygen dioxide or to obtain elemental sulfur. The green liquor from the hydrogen sulphide release stage is directed to the preparation of cooking solutions.

Исследовани провоп т на лабораторной установке непрерывного действи , включающей два насадочных абсорбера, заполненных кольцами Рашига, одно из которых имеет диаметр 100 мм и высоту 1200 мм, другой - диаметр 200 мм и высоту 800 мм. Первый абсорбер используют дл карбонизации зеленого щелока, другой - дл выделени сероводорода из карбонизированного щелока .The investigations were carried out on a laboratory laboratory unit of continuous action, including two packed absorbers filled with Raschig rings, one of which has a diameter of 100 mm and a height of 1200 mm, the other is a diameter of 200 mm and a height of 800 mm. The first absorber is used to carbonize the green liquor, the other to separate the hydrogen sulphide from the carbonated liquor.

Исходный зеленый щелок имеет следующий состав: обща щелочность 180 г/л в ед. и сульфидность 581 или 5,4 моль/ч и 7,4 моль/ч. Расход подаваемого зеленого щелока на карбони- зацию 4,3 л/ч.The original green liquor has the following composition: total alkalinity 180 g / l in units. and sulphidity of 581 or 5.4 mol / h and 7.4 mol / h. The consumption of green liquor supplied for carbonization is 4.3 l / h.

Зеленый щелок указанного состава подают в верхнюю часть первого абсорбера , в нижнюю часть подают диоксид углерода. Карбонизированный щелок из первого абсорбера подают на стадию выделени сероводорода во второй абсорбер , работающий при повышенных температуре и давлении. Параметры осуществлени процесса представлены в таблице. Температура кипени карбонизированного щелока составл ет .Green liquor of this composition is fed to the upper part of the first absorber, carbon dioxide is fed to the lower part. The carbonated liquor from the first absorber is fed to the stage of hydrogen sulfide release to the second absorber operating at elevated temperature and pressure. The process parameters are presented in the table. The boiling point of carbonated liquor is.

Выход щую из абсорбера парогазовую смесь, содержащую сероводород, конденсируют .конденсат возвращают на ороше- ние второго абсорбера , а неконденсируемый газ (сероводород) - на сжигание или поглощение щелочью. Параллельно в аналогичных услови х осуществл ют выделение сероводорода по известному способу. Количество выдел емого серо- водорода составл ет 6,5 моль/ч.The vapor-gas mixture containing hydrogen sulfide from the absorber is condensed. The condensate is returned to the second absorber for irrigation, and the non-condensable gas (hydrogen sulfide) is burned or absorbed by alkali. In parallel, under similar conditions, hydrogen sulfide is released by a known method. The amount of hydrogen sulfide released is 6.5 mol / h.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода пара на выделение сероводорода до 2,8-3,5 кг/ч против 4,5 кг/ч по прототипу. При значении разности температур ниже 1°С затраты пара на выделение сероводорода увели- чиваютс до 4,3 кг/ч. Увеличение разности температур свыше 20°С нецелесообразно , так как не приводит к снижению расхода пара на выделение сероводорода при одинаковом количестве выдел емого сероводорода.From the table it follows that the proposed method reduces the consumption of steam for the release of hydrogen sulfide to 2.8-3.5 kg / h versus 4.5 kg / h of the prototype. When the temperature difference is below 1 ° C, the steam consumption for hydrogen sulfide emissions increases to 4.3 kg / h. An increase in the temperature difference above 20 ° C is inexpedient, since it does not lead to a decrease in steam consumption for hydrogen sulfide release with the same amount of hydrogen sulfide released.

Claims

Invention Formula

A method for separating hydrogen sulphide from green liquor from cellulosic production, including carbonation of liquor by flue gases containing carbon dioxide, to form sodium bicarbonate and sodium bisulfite and distilling hydrogen sulphide from carbonated liquor when heated in the presence of water vapor, which is steam consumption, the removal of hydrogen sulfide is carried out at an overpressure and a temperature that exceeds by 1-20 ° C the boiling point of carbonated liquor.