SU1719511A1 - Способ выделени сероводорода из зеленого щелока целлюлозного производства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии выделени  сероводорода из зеленых щелоков целлюлозного производства и позвол ет сократить потери сероводорода и упростить процесс. Зеленый щелок, содержащий карбонат натри  и сульфид натри , подвергают в абсорбере карбонизации топочными газами, содержащими диоксид углерода, с образованием бикарбоната натри  в одну ступень при соотношении рН вход щего и выход щего из абсорбера щелока (1,1-1,2):1 и соотношении бикарбоната натри  и карбоната натри  в выход щем щелоке (0,2- 0,3):1. Затем осуществл ют десорбцию сероводорода из полученной смеси при нагревании. 1 табл. СЛ С

Description

Изобретение может быть использовано в Целлюлозно-бумажной промышленности дл  выделени  сероводорода из зеленого щелока, образующегос  в результате растворени  сульфидно-содового плава при сжигании отработанных сульфатных или сульфитных щелоков.

Известен способ выделени  сероводорода из зеленого щелока, образующегос  при совместном сжигании и регенерации сульфитных и сульфатных щелоков, включающий обработку исходного осветленного щелока в абсорбере газом, содержащим диоксид углерода , последующее выделение из него серы в виде сероводорода в присутствии бикарбоната при повышенной температуре под вакуумом . Выделение сероводорода провод т с использованием пара, причем одновременно зеленый щелок выпаривают до концентрации , при которой происходит образование

кристаллов карбоната натри . Кристаллы отдел ют, раствор ют в воде и полученный раствор обрабатывают газами, содержащими С02, до образовани  кристаллов бикарбоната натри . Кристаллический бикарбонат отдел ют и подают на. стадию выделени  сероводорода.

Недостатком такого способа  вл етс  необходимость дважды выдел ть кристаллы и растворы, что усложн ет аппаратурное оформление процесса и приводит к высоким эксплуатационным затратам.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ выделени  сероводорода из зеленого щелока, согласно которому осветленный зеленый щелок обрабатывают в абсорбере топочными газами, содержащими диоксид углерода (карбонизаци ), процесс идет по реакции

О

сл

2Na2S + H20 + C02 2NaHS + Na2C03. (1) а затем провод т выделение сероводорода (десорбцию) при нагревании

№НЗ + №НСОз №2СОз+Н25т (2)

Дл  проведени  десорбции сероводорода ввод т бикарбонат натри , полученный путем обработки топочными газами смеси обработанного диоксидом углерода зеленого щелока и зеленого щелока после десорбции из него сероводорода, т.е. по реакции

Ыа2СОз + С02 + Н20 2№НСОз (3)

При осуществлении процесса по тако- му способу карбонизаци  проходит в соотношении рН вход щего и выход щего из абсорбера щелока 1,05 и концентраций бикарбоната натри  и карбоната натри  (0.05-0,1): 1.

Газы, содержащие диоксид углерода, используют вначале дл  получени  бикарбоната натри , затем подают в абсорбер на обработку исходного осветленного зеленого щелока и далее выбрасывают в атмосферу .

Однако последовательное использование содержащего диоксид углерода газа дл  получени  бикарбоната и обработки исходного зеленого щелока приводит к тому, что газ, поступающий на обработку зеленого щелока в абсорбер, имеет низкую концентрацию диоксида углерода и содержит примеси сероводорода. В результате общее количество газа, которое необходимо подать на стадию обработки исходного зеленого щелока, чтобы обеспечить его контакт с определ емым стехиометрическими соотношени ми количеством диоксида хлора, существенно возрастает. Соответственно увеличиваетс  и количество газа, выбрасываемого в атмосферу из абсорбера. Поскольку выбрасываемый в атмосферу газ содержит некоторое количество сероводорода , определ емое услови ми химического и фазового равновеси , увеличение количества поступающего в атмосферу газа неизбежно влечет пропорциональное повышение выбросов сероводорода. Дополнительные выбросы сероводорода в атмосферу вызывает также его присутствие в газе, поступающем в абсорбер со стадии получени  бикарбоната.

Кроме того, необходимость получени  бикарбоната натри  по реакции (3) приводит к усложнению технологической схемы и повышению эксплуатационных затрат.

Цель изобретени  состоит в сокращении потерь сероводорода при одновременном упрощении процесса за счет исключени  введени  дополнительного количества бикарбоната.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу выделени  сероводорода из зеленого щелока, включающему карбонизацию щелока в абсорбере топочными газами , содержащими диоксид углерода с образованием гидросульфида натри  и бикарбоната натри , и последующую десорбцию сероводорода из полученной смеси при нагревании паром, карбонизацию зеленого

0 щелока провод т в одну ступень при соотношении рН вход щего и выход щего из абсорбера щелока (1,1-1,2):1 и соотношении концентраций бикарбоната.натри  и карбоната натри  в выход щем щелоке

5 (0,2-0,3): 1.

Процесс протекает по следующим реакци м:

№25 + С02 + Н20 №НЗ + №НСОз; (4) №2СОз+.С02 + Н20 2№НСОз. (5)

0 Сероводород выдел ют в десорбере при реакции (2) в виде парогазовой смеси, которую направл ют в конденсатор дл  отделени  паров воды. Выход щий из конден- . сатора сероводород направл ют на сжигание

5 до диоксида серы или элементарной серы. Из нижней части десорбера отвод т освобожденный от избытка серы зеленый щелок.

Исследовани  показали, что незначительное изменение значений указанных соот0 ношений существенно вли ет на достижение поставленной цели.

При изменении рН на 1 концентраци  ионов водорода или гйдроксила мен етс  в 10 раз. При начальном рН зеленого щелока

5 13 и соотношении рН на входе и выходе с карбонизации 1,05 (способ-прототип) рН выход щего щелока равно 12.4, а при соотношении 1,1 равно 11,8. Разница в рН выход щего щелока составл ет 0,6 (12,4-11,8), а

0 в концентрации ионов водорода- в 4 раза. Такое различие в концентрации ионов водорода значительно измен ет услови  химического равновеси  в системе и ход процесса в целом.

5 Соотношение бикарбоната к карбонату в выход щем со стадии предкарбонизации щелоке равно по предлагаемому способу (0,2 - 0,3): 1. По прототипу это соотношение не превышает 0,1, а обычно находитс  на

0 уровне 0.05. При этом бикарбоната, образовавшегос  на предкарбонизации, не хватает дл  последующего выделени  из зеленого щелока по реакции (2), и необходимо получать его специально по реакции (3),

5 что усложн ет весь процесс.

При обработке исходного зеленого щелока по предлагаемому способу газами, содержащими диоксид углерода, в нем образуетс  количество бикарбоната, достаточное дл  последующего выделени  сероводорода . При этом расход газа, подаваемого в абсорбер, и содержание сероводорода в выход щем из абсорбера газе, а следовательно , и количество выбросов сероводорода в атмосферу, наход тс  на минимально возможном уровне. Приведенные значени  признаков наиболее полно учитывают специфику химического взаимодействи  зеленого щелока с содержащим диоксид углерода газом. Равновесие и кинетические закономерности протекающих в зеленом щелоке химических реакций очень сложны, мало изучены и не прогнозируютс  известными теоретическими методами. Численные значени  параметров процесса найдены экспериментальным путем.

Пример. Способ осуществл ют на установке непрерывного действи , включающей насадочный абсорбер диаметром 100 мм и высотой 1200 мм и насадочный десорбер диаметром 200 мм и высотой 800 мм. Абсорбер и десорбер заполнены кольцами Рашига 5x5 мм. Исходный зеленый щелок термоста- тируют и подают в верхнюю часть абсорбера насосом-дозатором. Зеленый щелок имеет следующие характеристики: содержание общей щелочи 120,70 ед.; сульфидность 40,3%.

Приготавливают газовую смесь диоксида углерода и азота из баллонов с содержанием диоксида углерода 12% и затем подают в нижнюю часть абсорбера. Карбонизацию осуществл ют в одну ступень, измер ют рН вход щего и выход щего из абсорбера зеленого щелока и поддерживают это соотношение в пределах (1,1 - 1,2): 1, а также соотношение концентраций бикарбоната натри  и карбоната натри  в выход щем потоке (0,2 - 0,3): 1.

Указанные соотношени  поддерживают изменением расхода подаваемого газа, содержащего диоксид углерода, и температуры зеленого щелока, значени  которых представлены в таблице.

Полученную смесь из нижней части абсорбера с использованием гидрозатвора и

регулирующей арматуры подают в верхнюю часть десорбера, работающего под вакуумом . В десорбер также подают пар и выдел ют сероводород в виде парогазовой

смеси, которую затем направл ют в компенсатор дл  отделени  воды.

В процессе опытов определ ют общее количество образовавщегос  сероводорода и количество выбрасываемого в атмосферу

сероводорода, рассчитывают их процентное соотношение. Провод т опыт № 9 по способу-прототипу, моделиру  услови  процесса , описанные в опыте № 2. После проведени  карбонизации жидкость раздел ют

на два потока в соотношении 1:3, одну часть вновь подают на стадию карбонизации, а остальное - на выделение сероводорода. При этом соотношение рН вход щего и выход щего из абсорбера зеленого щелока составл ет 1,05, а соотношение концентраций бикарбоната натри  и карбоната натри  в выход щем щелоке 0,1.

Результаты опытов, представленные в таблице, показывают, что отклонение параметров процесса приводит к увеличению выбросов сероводорода в атмосферу и усложн ет процесс.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ выделени  сероводорода из зеленого щелока целлюлозного производства путем карбонизации щелока, содержащего карбонат натри  и сульфид натри , топочными газами, содержащими диоксид углерода , с образованием бикарбоната натри  и последующей десорбции сероводорода из полученной смеси при нагревании, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  потерь сероводорода при одновременном

   упрощении процесса, карбонизацию провод т в одну ступень при соотношении рН вход щего и выход щего щелока (1,1 - 1,2): 1 и соотношении концентраций бикарбоната натри  и карбоната натри  в выход щем

   щелоке (0,2-0,3): 1.