SU878846A1 - Способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам регенерации химикатов производства сульфатной целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ регенерации скипидара из газовых выбросов при варке целлюлозы путем непр мого конденсировани  и декантировани  скипида- . ра при 60-93с с последукидим доулавливанием скипидара в насадочном скруббере в результате пр мого контакта с водой 1).

Однако этот способ не предусматривает регенерацию серы из отход - «5 щих газов и решает проблему регенерации химикатов лишь частично.

Известен также способ регенерации серы из парогазовых выбросов, 20 образующихс  в процессе сульфатной варки целлюлозы, путем сжигани  отход щих газов в содорегенерационных котлоагрегатах или изведтерегенерационных печах без предварительной конденсации. С целью улавливани  серусодержащих газосообразных компонентов дымовые газы содо- или извбстерагенерационных агрегатов промывают щелочными растворами 2. JO

Однако этот способ, обеспечива  частичную регенерацию серы и одновременное обезвреживание дурнопахнущих газов, не предусматривает регенерации скипидара - ценного химического продукта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу  вл етс  способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы , включающий ступенчатую обработку выдуваемых при варке парогазов циркулирующей промывной жидкостью, отделение скипидара, сжигание нескоиденсйррванных продуктов ступенчатой обработки и улавливание серусодержащих продуктов сжигани  3.

Однако при таком способе высока степень регенерации химикатов из iотход щих газов, а также 1 загр зненность атмосферы дурнопахнущими выбросами .

Цель изобретени  - повышение степени регенерации химикатов и снижение загр зненности атмосферы дурнопахнущими парогазовыми выбросами.

Это достигаетс  тем, что в способе регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы, включающем ступенчатую обработку выдуваемых

при варке парогаэов циркулирующей промывной жидкостью, отделение скипидара , сжигание несконденсированных продуктов ступенчатой обработки и уАавливание серуЪодерж5щих продуктов сжигани , на аждой ступени обработки осуществл ют непрерывное охлаждение промывной жидкости до 1040С , сжигание провод т в присутстви катализатора окислени  шпинельной структуры при ЗбО-700 с и объемной скорости 10000-30000 ч .:

Ступенчатую обработку предпочтительно проводить в струйных газопромывател х .

Способ регенерации химикатов осуществл ют следуквдим образом.

Парогазо вые выбросы из варочного котла после терпентинного конденсатора обрабатываютс  пр мым KOHTBJKTНЕЛМ способом охлажденной циркулирующей жидкостью,.например водой или крепким белым щелоком в две или более ступеней.

Непрерывное охлаждение промывной водой до температуры наиболее низкой , например способствует максимальному удалению из газового потока аэрозол  скипидара как вследствие конденсации, так и вследствие увеличени  растворимости скипидара в воде с образованием водно-скипидарной эмульсии. Промывка raaqB охла)кденным, например 10-40 С крепким белым щелоком способствует максимальному улавливанию сернистых соединений характера (метилмекраптана и сероводорода) . Насыщенный сернисть ми соединени ми крепкий белый щелок подают на варку, а. газовый поток, содержащий неуловленные сернистые соединени , направл ют в реактор, заполненный катализатором окислени  шпинельной структуры. В качестве катализатора могут ,быть использованы хромит меди, нанесенный на гамма-окись алюмини , или кристаллогидрат молибдата кобальта.

На поверхности катализатора происходит термическое разложение серусодержащих компонентов, фенолов, спиртов и других органических соединений . Продуктами реакции глубокого окислени   вл ютс  двуокись серы, углекислый газ и вода.

Процесс глубокого окислени  органических соединений на катализаторе осьЩествл ют при ЗбО-ТОО С и объемных скорост х 10000-30000 ч Нижний предел оптимальных температур соответствует полному деструктивному окислению метилмеркаптана, Который имеет наиболее низкое значение предельно допускаемой концентрации срди всех компонентов парогазовых выбросов (ПДК метилмеркаптана равна Э1(Г мг/м) . Верхний предел температур обусловлен термостойкостью катализатора, т.е. сохранением его

длительной активности при повышенной температуре.

Границы интервалов объемных скоростей 10000-30000 ч соответствуют такому соотношению расходов очищаемого газа, разбавл ющего воздуха и катализатора, при котором осуществл етс  окисление компонентов с учетом изменени  их концентраций в парогазовых выбросах. Серусодержащий продукт каталитической реакции глубокого окислени  (сернистый ангидрид: улавливают теплой водой, предназначенной дл  промывки целлюлозы.

на чертеже изображена схема установки регенерации химикатов сульфатного производства, котора  имеет четыре ступени ; регенерации скипи ,дара j регенерации серы из неочищенного газа , санитарной очистки газа регенарации серы из продуктов очищенного газа.

Выдуваемые из варочного котла парогазовые выбросы после охлаждени  в терпентинном конденсаторе направл ют по линии 1 на ступень регенерации скипидара, основными элементами которой  вл ютс  струйный газопромыватель 2, емкость-аккумул тор 3, в которую по линии 4 поступает холодна  вода, насос 5, лини  6 отвода скипидара в отстойник, регул тор 7 пр мого действи  с датчиком 8 уровн  и теплообменник 9.

Ступень регенерации скипидара работает.следующим образом.

Распыл ема  в струйном газопромывателе вода при 10-20°С охлаждает парогазовую смесь, в результате чего происходит конденсаци  паров воды

и скипидара.Одновременно происходит: улавливание аэрозольных частиц скипидра и их растворение в воде с образование , водно-скипидарной эмульсии. Конденсат собиранзт в емкости-аккумул торе 3, откуда насосом 5 подают частично по линии б в отстойник. Другую часть конденсата направл ют в линию циркул ции и после охлаждени  до 1020 С в теплообменнике 9 подают в струйный газопромыватель 2. Охлаждающей жидкостью в теплообменнике служит вода, поступающа  в него по линии 10, Кратность циркул ции в линии оборотного орошени  поддерживают посто нной при помощи регул тора 7 пр мого действи , управл емого сигналами от датчика 8 уровн , установленного в емкости-аккумул торе 3 с конденсатом.

Парогазова  смесь, из которой удалено основное количество паров воды и скипидара, направл ют по линии 11 на ступень регенерации серы из неочищенного газа. Основными узлами ступени гвл ютс  струйный газопромыватель 12, емкость-аккумул тор 13, в которую по линии 14 поступает гор чий крепкий белый щелок, насос 15, ЛИНИЯ 16 отвода крепкого белого щел ка на варку, регул тор 17 пр мого действи  с датчиком 18 уровн , тепл обменник 19. Как и в предьадущем слу чае на этой ступени примен ют схему оборотного орошени . Крепкий белый щелок, имеющий температуру 30-4О С счет охлаждени  в тепообменнике 19 (температура щелока при поступлении по линии 14 в емкость-аккумул тор 13 80-90С) , подают насосом 15 в струйный газопромыватель 12. Крепкий белый щелок улавливает основные количества метилмекраптана и сероводорода и незначительное количество диметилсульфида и диА1етилдисульфида . Насыщенный сернистыми соединени ми крепкий белый щелок подают частично по линии 15 на варку целлюлозы. Остальную часть щелока направл ют в линию циркул ции. Расход щелока в системе оборотного орошени  регулируют вентилем 17, который управл етс  посредством сигналов от датчика 18 уровн , поме щенного в емкость-аккумул тор 13. Далее газ направл ют на ступень санитарной очистки газов, состо щей из реактора 20, подконтактного тепл обменника 21 и электрокалорифера 2 Ступень санитарной очистки газов работает следующим образом. По линии 23 в электрокалорифер 2 поступает воздух, в качестве которого могут служить вентил ционные выбросы общеобмённой вентил ции. Нагретый до температуры зажигани  (280°с ) воздух смешивают с газом поступающим на очистку после ступен регенерации серы из неочищенного га за и по линии 24 подают в реактор 2 пропуска  предварительно через подконтактный теплообменник 21. в результате окислени  горючих органических веществ на поверхности катализатора температура газов повышает с  до 500-700 0. Отход щий из реактора газ направл ют в подконтактный тепообменник, где он отдает свое тепло газовоздушной смеси, подаваемой на окисление, и нагреваетс  до ;. 280с. Поэтому электрокалорифер пос ле выхода установки на рабочий режим выключают. При значительном уменьшении концентраций.горючих-ком компонентов на входе в реактор температура газовоздушной смеси может опуститьс  ниже . В этом случае по сигналу от термодатчика (термопар 25 включаетс  электрообогрев кгшорифера 22 и температура газа на входе в реактор поднимаетс  до . При значительном увеличении концентрации горючих компонентов на входе в реактор температура отход щих окислений газов может превысить 7.00°С. В этом случае по сигналу от термодатчика (термопары) 26 открываетс  электромагнитный вентиль 27 и газовоздушна  частич1 о проходит по байпасной линии 28 без предварительного подогрева в подконтактном теплообменнике. Температура газа на выходе из реактора падает до нормы (ниже 700с) . После ступени санитарной очистки газа продукты реакции глубокого окислени  органических соединений SO, COi и по линии 29 подают на ступень регенерации серы из продуктов очищенного газа, а именно в насадочный скруббер 30, орошаемый водой , которую подают в него по линии 31. Из насадочного скруббера тепла  вода насыщенна  сернистым ангидридом , по линии 32 сливаетс  в емкостьаккумул тор 33. Из емкости-аккумул тора 33 насосом 34 подкисленную воду подают на последнюю ступень промывки по- линии 35, а часть этой воды направл ют в линию оборотного орошени  через теплообменник 36. Кратность циркул ции в линии оборотного орошени  поддерживают посто нной с помощью регул тора 37 пр мого действи , который соединен с датчиком 38 уровн , помещенным в емкостьаккумул тор 33. Дл  восполнени  в системе оборотного орошени  части жидкости, выводимой из цикла циркул ции по линии 35, служит тепла  вода подаваема  в емкость- аккумул тор 33 по линии 39. Холодную воду в теплообменник 36 подают по линии 40. После ступени регенерации серы из продукта очищенного газа отход щую газовоздушную смесь, содержащую в основном углекислый газ и воду, из линии 41 вентил тором 42 выбрасывают в атмосферу. В цел х обеспечени  техники безопасности при работе установки на линии подачи газовоздушной смеси в реактор установлен предохранительный клапан 43. Пример 1. Парогазовые выбросы , выдуваемые при варке сульфатной целлюлозы-, содержащие 55 г/тц скипидара, 65 г/тц сероводорода, 233 г/тц метилмеркаптана, 180 г/тц диметилсульфида, 29 г/тц диметилдисульфида , 25 г/тц метанола, последовательно обрабатывают в двух струйных газопромывател х, орошаемых (по ходу движени  газа) водой, охлажденной до , и крепким белым щелоком, охлажденным до 25с. Степень улавливани  сернистых соединений составл ет 54%. Обработку газов в.. струйных газопромывател х провод т при удельном расходе циркулирующей орошающей жидкости 10 л/м . После обработки в струйных газопромывател х газы направл ют на сжигание в реактор, заполненный катализаторе окислени  шпиндельной , структуры - хромитом меди, нанесенным на гамма-окись алюмини  (ИК-12-2) Сжигание провод т при и объем ной скорости 20000 ч. Степень прев . решени  серусрдержащих соединений , доставл ет 100% Улавливание п: одукта серусодержащих газов (сернистого ангидрида) осуществл ют в Насадочном скруббере, орошаемом производст венной водой, предназначенной дй  /1РОМЫВКИ целлюлозы, при плотности орошени  20 М7М. Очищенные газы, не содержащие . следов соединений восстановленной серы (СВ,ММ,дас,дадс) и скипидара, выбрасываютс  в атмосферу. Обца  степень регенерации по сумме сернис тых соединений (с учетом эффективности улавливани  сернистого ангидрида в насадочном скруббере) состав  лет 91%. П р и м е р 2. Парогазовые выбросы , внщуваешле при варке целлюлозы , обрабатывают в струйных газопро мывател х согласно примеру 1 при температуре орошающей жидкости 40C Степень улавливани  сернистых Со динений составл ет 45%, После обработки в струйных газопромывател х провод т сжигание неул ленных серусодержащих газов в каталическом реакторе, заполненном ката лизатором марки ИК-12-2, при объемной скорости 30000 Степень превращени  серусодержащих соединений составл ет 100%. Улавливание продуктов сгорани  серусодержащих соединений провод т согласно примеру 1. Обща  степень регенерации по сум сернистых, соединений (с учетом эффе тивности улавливани  сернистого ангидрида в насадочном скруббере) с тавл ет 91%. Пример 3. Парогазовые выбро выдуваемые при варке целлюлойы обра Параметры

Степень улавливани  скипидара,%

, Степень превращени  серусодержащих соединений (до SO)%

Обща  степень регене:- рации по сумме сернистых соединений,%

Claims (3)

1. Способ регенерации химикатов, сульфатного производства целлюлозы, включающий ступенчатую обработку выдуваемых при варке парогазов циркулирующей промывкой жидкостью, отделение скипидара, сжигание несконденсированных продуктов ступенчатой обра99 ,8

100

91

ботки и улавливание серусодержащих продуктов сжигани , отличающийс  тем, что, с целью повыше 0 ни  степени регенерации химикатов и

снижени  загр зненности атмосферы дурнопахн1Ш1ими парогазовыми выбросами , на каждой ступени обработки осуществл ют непрерывное охлаждение

65 промывочной жидкости до 10-40с, ъатывают в струйных газопромывател х согласно примеру 1 при температуре орошающей жидкости . Степень улавливани  сернистых оединений составл ет 65%. После обработки в струйных газоромывател х провод т сжигание неуловенных серусодержащих газов в каталиическом реакторе согласно примеру 2 при 360° и объемной скорости 10000 ч . тепень превращени  серусодержащих соединений составл ет 100%. Улавливание продуктов сгорани  серусодержащих соединений провод т согласно примеру 1. Обща  степень регенерации по сумме сернистых соединений (с учетом эффективности .улавливайи  сернистого ангидрида в насадочном скруббере) составл ет 91%. П р и м е р 4. Парогазовые выбросы , выдуваемые при варке целлюлозы Обрабатывают в струйных газопромывател х согласно примеру 1.. После обработки в струйных гаэопроМЬ вател х провод т сжигание неуловленных серусодержащих газов согласно примеру 3, использу  в качестве окислительного катализатора .кристаллогидрат молибдена кобальта (СоМоОд- HijO) . Процесс сжигани  провод т при 400С (вследс гвие меньшей активности молибдатй-кобальта по сравнению с хромитом меди). Усредненные параметры,. характеризующие эффективность предлагаемого способа, приведены в таблице. Использрвание изобретени  позволит повысить степень регенерации химикатов и соответственно снизить загр зненность атмосферы дурнопахнущиМи парогазовыми выбросами. Пр едла г а емый б по способ ипу

сжигание провод т в присутствии катализатора окислени  шпиндельной структуры при 360-700 0 и объемной скорости 10000-30000 ч.

2. Способ по П.1, отличающийс  тем, что ступенчатую обработку провод т в струйных газопромывател х .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе ;

1.Патент США 3607617, кл. 162-15, опублик. 1971.

2.Патент США 3520772, кл. 162-51, опублик, 1970.

3.ПатентСША 3753851,

кл. 162-15, опублик. 1973 (прототип)