SU696082A1 - Способ регенерации отработанных сульфитных щелоков на магниевом основании производства целлюлозы - Google Patents

Description

сжигают, а другую часть активируют химическим способом или вод ным паром с получением активного угл  и SO, В фильтрат с остаточным содержани органических веществ в единицах ХПК г/л добавл ют гидроокись кальци  до рН 10,6 4 10,9. При этом выпадает в осадок гидроокись, магни . Ее отфильтровывают . Объем фильтрата увели чиваетс , а его ХПК составл ет 4,8 г/л. Фильтрат обрабатывают полученным активным углем, что снижает ХПК до 2,8 г/л, Далее в фильтрат добавл ют Новую порцию гидроокиси каль ци  и с помощью этой операции выдел ют еще часть гидроокиси магни . Из полученных гидроокиси и SOj го тов т раствор бисульфита, при этом остаточна  часть гидрата окиси кальци  переводитс  в сульфит кальци  и выпадает в осадок. Степень регенерации -окиси магни  по этому способу 75% 4 . Недостатками этого способа  вл ют с  низка  степень регенерации химика тов, высокий уровень загр знени  остаточной воды, наличие многих операций фильтровани , нербходимость использовани  дополнительных химикатов и их регенерации, низкое качест во активного угл , необходимость обрабатывать под давлением при повышенной температуре большие объемы щелока. Ближайшим аналогом насто щего изобретени   вл етс  способ, соглас которому Щелок в тонкораспыленном состо нии сжигают, из полученных то; пЬчйБк газов удал ют золу, содержащую МдО. Золу промывают и обрабатывают водой. Полученную при этом сус пензию Мд(ОН) и охлажденный топочный газ подают в адсорбционную уста новку дЛ  приготовлени  бисульфитны варочных растворов 15. . Недостатками этого способа  вл юте   уничтожение органических вещес щелока,: необходимость гидратации твердой фазы (окиси магни ) от сжиг ни  щелока, повышенное содержание сульфат-ионов в регенерированном растворе бисульфита магни , а также необходимость очень точного регулир вани  подачивоздуха в реактор дл  сжигани  щелока и его распределени  в зоне горени , необходимость контр л  за образованием осадков на повер ност х адсорбционного оборудовани . Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса за счет увеличени  степени регенерации химикатов, утилизации органических веществ щелока и упрощени  процесса ре-генерации. Указанна  цель ftocTHraeTc  тем, -что в способе регенерации, включаю .щем термическую обработку {делока пр бОО-ЮСО С с образованием твердой фазы и. последующую обработку твердои фазы водным раствором сернистой кислоты с получением раствора бисульфита магни , согласно изобретению термическую обработку ведут в услови х пиролиза до образованй  твердой фазы в виде углеродного остатка, содержащего окись магни .. Углеродный остат.ок после обработки раствором сернистой кислоты дополнительно активируют. Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом. Отработанный, сульфитный щелок на магниевом основании упаривают до конентрации твердых веществ 40-70%. Упаренный щелок подвергают пиролизу с образованием твердой фазы, представл ющей . собой углеродный остаток .вномернО распределенной по объему окисью магни . Пиролиз может проводитьс  какпри недостатке кислорода, дл  полного сжигани  органических веществ, так., и без доступа окислител  в зону пи- . ролиза. В процессе пиролиза сера из щелока переходит в газовую .фазу в виде S02, и других соединений. Этот газ дожигают, при этом из образуетс  SOg. Из углеродного остатка готов т водную суспензию или , суспензию в растворе сернистой кислоты .с содержанием в ней твердой 3-15%. Этой суспензией адсорбируют газообразную SOgЛ полученную, например, на стадии пиролиза.щелока. Температура..суспензии 10-65с, Через 30-120 Мин суспензию раздел ют на жидкую и твердую фазы.- Получают ка .чественный раствор бисульфита магни , пригодный дл  варки целлюлозы, и активный уголь, пригодный дл  очистки сточных вод, содержащих различные загр знени . . Обработку углеродного остатка в виде гранул размером, например, 0,5-0 ,8 мм можно проводить в колонке, в которой через насадку1из этих гранул пропускаетс  раствор сернистой кислоты . Расход SO при получений раствора бисульфита магни  составл ет 1-2 ,5 г на 1 г углеродного остатка. Углеродный материал после стадии обработки твердой фазы раствором сернистой кислоты можно дополнительно активировать, например, каким-либо известнь л способом. Пример 1, Отработанный сульфитный щелок на магниевом основании упарили до 55%-ной концентрации твердых веществ. Его пиролизовали при 640°С без доступа кислорода. Получили углеродный остаток с общей зольностью 37% и содержанием МдО 28%.ВыхОд пиролизного углеродного остатка составил 42% по отношению к весу сухих веществ исходного щелока.Из 5 г углеродного остатка с размером частиц 2,0-3,0 мм приготовили 100 мл водной суспензии. Через суспензию при перемешивании в течение 60 мин пропускали газообразную SO2 со скорое- 5 тью 32 . Температура суспензии . Получили около 100 мл раствора бисульфита магни  со следующими характеристиками: содержание общей серы(в единицах; SO) - 6,85 г,суль- Q фатнойсеры - 0,22 г, тиосульфатной серы - 0,015 г, основани  в пересчете на МдО - 1,32 г. Переглло в раствор МдО - 95%.

Характеристики угл : зольность - , 10%, сорбционна  активность по метиленовому голубому - 20%, по йоду 58% , по фенолу при адсорбции в течение 1 ч из водного раствора с содерэсанием фенола 1 г/л - 18 мг/г угл . Степень регенерации серы составл ет 20 8-99%. Дополнительна  активаци  приводит к резкому повышению качества угл ..

Пример 2., Углеродный остаток получили пиролизом щелока по -25 примеру 1 при 950°С без доступа кислорода . Характеристики его практически соответствовали характеристикам остатка по примеру 1, Приготовили 100 мл водной суспензии с концент- 30 рацией твердой фазы 10%. Через суспензию при перемешивании пропускали в течение 60 мин газообразную SO. со скоростью 30 см /мин.

Характеристики раствора:. рН -4,0 35 содержание общей серы - 4,73 г, сульфатной серы - 0,22 г, тиосульфатной серы - 0,018 г, МдО -1,57 г, степень перевода .МдО в раствор - 56%,

Пример 3. Углеродный оста- л тои получили при . Суспензию (100 мл) приготовили из 5 г остатка с размером частиц 2,0-3,00 мм. Температура суспензии 20С. Врем  обработки 60 мин. В суспензию с равной . скоростью подавались SOj и воздух. Всего подано в суспензию 2500 . Характеристики полученного раствора: рН - 3,5, общее содержание серы - 3,42 г, содержание сульфатной серы - 0,112 г, тиосульфатной се- 50 ры - 0,07 г, МдО - 1,24 г. Степень перевода МдО:в раствор - 88%.

Пример 4. Углеродный остаток получили при 75О с. Суспензию (100 мл) приготовили из 5 г частиц 55 углеродного остатка с размером частиц 2,0-3,0 мм. Температура суспензии 22с. Скорость подачи SOj около 30 CMVMHH. После 60 мин получен раствор со следук цими характеристи- 60 ками: рН - 2,2, общее содержание серы (в единицах S02) - 4,8 г, содержание сульфатной серы - 0,12 , МдО - 1,3-2 г. Затем в этот раствор добавили 2 г углеродного остатка, 65

а подачу SO. прекратили. Суспензи  в замкнутом объеме перемешиваласьв течение 30 мин. Характеристика полученного раствора: рН - 3,3, общее содержание серы (в единицах SO;j) 5 ,216 г (количество серы увеличило за счет поглощени  из газойого объема реактора) , содержание сульфатно серы - 0,224 , МдО 1,725 г.

Таким образом, использование прелагаемого способа регенерации отработанно17р сульфитного щелока на магниевом основании обеспечивает по сравнению с существукнцйми способами следующие преимущества:

а)позвол ет увеличить степень регенерации химикатов в виде раствора бисульфита магни  по сере до 98 и окиси магни  до 95%,

б)Создает возможность утилизирова ,ть органические вещества щелока в виде активного угл . При выходе активного угл , равном 22-15% по отношению к массе органических веществ щелока, активность составл ет по йоду 85-110%, по метиленовому голубому - 60-100%.

в)По насто щему изобретению процесс регенерации  вл етс  более простым при получений бисульфитного раствора высокого качества с заданными характеристиками: рН, содержанием общей и св занной серы, основани ../ .

Регулирование этих параметров в широком диапазоне в непрерывном .. процессе получени  раствора можно легко осуществл ть путем изменени  скорости подачи SOj, углеродного остатка, свежей воды;. времени обработки остатка при обеспечении достаточно высокой степени извлечени  окиси магни  из твердой фазы (до 90-95%),

Важным обсто тельством  вл етс  также то, что при термической обработке щелока в услови х недостатка кислорода дл  полного сжигани  и особенно без доступа кислорода можно получить концентрированный по SOj газ (пиролизный газ дожигаетс , причем степень.перевода серы из щелока в газовую фазу составл ет 98%), по существу не с-одерокащий кислорода и других вредных примесей.

Кроме того, существенным  вл етс  то, что при пиролизе щелока значителrio снижаетс  содержание сульфата магни  в твердой фазе. Это упрощает процесс абсорбции S02 из газовой фазы, дает возможность значительно уменьшить размеры абсорбционного оборудовани .

Claims (5)

1. Процесс регенерации по данному способу упрощаетс  также за счет того, что в нем исключена операци  гидратации полученной при тёрШческой обработке твердой фазы. Дл.  сопоставлени  ниже приведены некоторые данные по термическому способу регенерации, основанному на прлном сжигании органических веществ щелока. Раствор бисульфита магни , при- готовленный из регенерированной окиси магни  содержит: серы обшей 3 ,5-5,0% при рН 4,7-5,0 сульфатной серы (в единицах SOj) - 0,4-0,6%, тиосульфатной серы - . Эти результаты получены при содержании кислорода в гаэге, поступающем на абсорбцию 4-6%. При концентрации кислорода в газе, содержащем 8,0-9,0 %, содержание сульфатной серы в растворе достигает 0,9-1,0%. При содержании кислорода 2,0-3,0 содёржаниё сульфатной серн Снижаетс  дО 0,2-0,3%, однако количество тиосуль фатной серы возрастает до 0,2% и вследствие присутстви  в газо вой фазе сероводорода, образующегос в зоне сзшганий щелока, если избыто кислорода сверх теоретически необхо димого Дл  norifJdro сжиганй  щелока ниже определе иного Йр1едела. Стёпе нь улавливани  серы составл ет 92-95%, окиси магни  90-95i, однако в эти цифры входатталжё количество серы и окиси магни . Содержащиес  в , представл гацём .собой балласт в раст воре бисульфита Магни . Количество SO., св занной ;в сульфате магни , составл ет 4-5% от общего количества SO-, содержащейс  в поступающем на регенерацию щелоке. Дополнительна  активаци  выщелач го углеродного материала приводит к начительному повышению активности гл . . Формула изобретени  1. Способ регенерации отработанных сульфитных щелоков на магниевом основании производства целлюлозы, . ключающий термическую обработку щеока при 600-1000 С С образованием твердой фаз и последующую обработку твердой фазы водным раствором сернистой кИслотьа с получением раствора бисульфита магни , отличающ и и.с тем, что, с целью, повышени  эффективности процесса за счет увёличени  степени регенерации химикатов , утилизации органических веществ щелока и упрощени  процесса регенерацИй , тёрйй ёскую обработку вёду;т услови х пиролиза до образовани  твердой вйДе углеродного остатка , содержащего окись магни . 2. Способ по. П.1, о т л и ч а ю - . щи и с   тем, что углеродный остаток , после Обработки раствором сернистой кислоты активируют. Источники информации, прин тые, йо внима;ние при экспертизе 1.Патент. США № 3595806, кл. 252-421, опублик. 1971.
2. 2.Ж.Рг2ед1аа Papierniczy , р.26, № 10, 1970, с.336 .
3. 3. Ж.ЗуепзХ pappers tidning, т. 66, № 4, 1963, с..125-132.
4. 4.Патент Великобритании № 1346039, кл. С 01 Г 5/42, С 01 В 31/08, . опублик.. 1974,.
5. 5.Патент США 2285876, кл. 162-Зё, опублик 1945 (прототип).