Способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы

Способ регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Сееэ Соаетскик

Социалистических

Республик н)878846 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040480 (21) 2906065/29-12 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 0111,81, бюллетень F41 (я)м. к .з

0 21 С 11/06

D 21 С 11/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

{53) УДК 676.11. . 082. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 07,1181

В.С.Соболев, В.Ф.Максимов, A.È.Òîðô, И.В.Воль

Н.Н.Кундо, A-Д.Симонов, A.A.Ãóòîðîâ,.À.Â.Ôèë пов

М.Г.швабский и Н.К.Дерманов 72) Авторы изобретения

Ленинградский технологический институт целлюлознобумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ XMMHKATOB СУЛЬфАТНОГО

ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к способам регенерации химикатов производства сульфатной целлюлозы и может быть использовано в целлюлозно-бу5 мажной промышленности.

Известен способ регенерации скипидара из газовых выбросов при варке целлюлозы путем непрямого конденсирования и декантирования скипидара при 60-93 С с последующим доулавливанием скипидара в насадочном скруббере в результате прямого контакта с водой (1).

Однако этот способ не предусматривает регенерацию серы из отходя- 15 щих газов и решает проблему регене-. рации химикатов лишь частично.

Известен также способ регенерации серы из парогаэовых выбросов, 20 образующихся в процессе сульфатной варки целлюлозы, путем сжигания отходящих газов в содорегенерационных котлоагрегатах или известерегенерационных печах без предварительной конденсации. С целью улавливания серусодержащих газосообразных компо— нентов дымовые газы содо- или иввестерагенерационных агрегатов промывают щелочными растворами (2). 30

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

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

Однако при таком способе высока степень регенерации химикатов иэ

;отходящих газов, а также, загрязненность атмосферы дурнопахнущими выбросами.

Цель изобретения — повышение степени регенерации химикатов и снижение загрязненности атмосферы дурнопахнущими парогазовыми выбросами.

Это достигается тем, что в способе регенерации химикатов сульфатного производства целлюлозы, включающем ступенчатую обработку выдуваевых

878846 при варке парогазов циркулирующей промывной жидкостью, отделение скипидара, сжигание иесконденсированных продуктов ступенчатой обработки и уЛавливЪние серусодержащих продуктов сжигания, на -каждой ступени обработки осуществляют непрерывное охлаждение промывной жидкости до 1040 С, сжигание проводят в присутствии катализатора окисления шпинельной структуры при 360-700 С и объемной скорости 10000-30000 ч..

Ступенчатую обработку предпоч- тительно проводить в струйных газо промывателях.

Способ регенерации химикатов осуществляют следующим образом. . 15

Парогазовые выбросы из варочного котла после терпентинного конденсатора обрабатываются прямым контактным способом охлажденной циркулирующей жидкостью,.например водой или ;ф крепким белым щелоком в две или более ступеней.

Непрерывное охлаждение промывной водой до температуры наиболее низкой, например 10 С способствует мак» симальному удалению иэ газового потока аэрозоля скипидара как вследствие конденсации, так и вследствие увеличения растворимости скипидара в воде с образованием водно-скипидарной эмульсии. Промывка газов охлажденным, например 10-40 С крепким белым щелоком способствует максимальному. улавливанию сернистых соединений характера (метилмекраптана и сероводорода). Насыщенный сернистЫ - З ми соединениями крепкий белый щелок подают на варку, а.газовый поток, содержащий неуловленные сернистые соединения, направляют в реактор, заполненный катализатором окисления 40 шпинельной структуры. В качестве катализатора могут, быть использованы хромит меди, нанесенный на гамма-окись алюминия, или кристаллогидрат молибдата кобальта.

На поверхности катализатора проис" ходит термическое разложение серусодержащих компонентов, фенолов, спиртов и других органических соединений. Продуктами реакции глубокого окисления являются двуокись серы, углекислый газ и вода.

Процесс глубокого окисления органических соединений на катализаторе осуществляют при 360-700 С и .объемных скоростях 10000-30000 ч-". Нижний предел оптимальных температур

360 С соответствует полному деструктивному окислению метилмеркаптана, который имеет наиболее низкое значение предельно допускаемой концентрации сре» фО ди всех компонентов арогазовых выбросов (ПДК метилмеркаптана равна

9 ° 16 мг/м ). Верхний предел температур 700 С 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, раэбавляющего воздуха и катализатора, при котором осуществляется окисление компонентов с учетом изменения их концентраций в парогазовых выбросах. Серусодержащий продукт каталитической реакции глубокого окислейия (сернистый ангидрид улавливают теплой водой, предназначенной для промывки целлюлозы.

На чертеже изображена схема установки регенерации химикатов сульфатного производства, которая имеет четыре ступени : регенерации скипидара, регенерации серы из неочищенного газа, санитарной очистки газа", регенарации серы из продуктов очищенного газа.

Выдуваемые из варочного котла парогазовые выбросы после охлаждения в терпентинном конденсаторе направляют по линии 1 на ступень регенерации скипидара, основными элементами которой являются струйный газопромыватель 2, емкость-аккумулятор

3, в которую по линии 4 поступает холодная вода, насос 5, линия 6 огвода скипидара в отстойник, регулятор 7 прямого действия с датчиком

8 уровня и теплообменник 9.

Ступень регенерации скипидара работает следующим образом.

Распыляемая в струйном газопромывателе вода при 10-20 С охлаждает парогазовую смесь, в результате чего происходит конденсация паров воды и скипидара. Одновременно происходит; улавливание аэроэольных частиц скипидара и их растворение в воде с образованием водно-скипидарной эмульсии. Конденсат собирают в емкости-аккумуляторе

3, откуда насосом 5 подают частично по линии б в отстойник. Другую часть конденсата направляют в линию циркуляции и после охлаждения до 1020 С в теплообменнике 9 подают в струйный газопромыватель 2. Охлаждающей жидкостью в теплообменнике служит вода, поступающая в него по линии 10. Кратность циркуляции в линии оборотного орошения поддерживают постоянной при помощи регулятора 7 прямого действия, управляемого сигналами от датчика 8 уровня, установленного в емкости-аккумуляторе 3 с конденсатом.

Парогаэовая смесь, из которой удалено основное количество паров воды и скипидара, направляют по линии 11 на ступень регенерации серы из неочищенного газа. Основными узлами сту.пени являются струйный гаэопромыватель 12 емкость-аккумулятор 13, в которую по линии 14 поступает горячий крепкий белый щелок, насос 15, 878846 линия 16 отвода крепкого белого щелока на варку, регулятор 17 прямого действия с датчиком 18 уровня, теплообменник 19. Как и в предыдущем случае иа этой ступени применяют схему оборотного орошения. Крепкий белий целок, имеющий температуру 30-40 С за счет охлаждения в тепообменнике 19 (температура щелока при поступлении по линии 14 в емкость-аккумулятор

13 80-90oC), подают насосом 15 в струйный газопромыватель 12. Крепкий белый целок улавливает основные количества метилмекраптана и сероводорода и незначительное количество диметилсульфида и дийетилдисульфида. Насыщенный сернистыми !5 соединениями крепкий белый щелок подают частично по линии 15 на варку целлюлозы. Остальную часть щелока направляют в линию циркуляции.

Расход щелока в системе оборотного 70 орошения регулируют вентилем 17, который управляется посредством сигналов от датчика 18 уровня, помеценного в емкость-аккумулятор 13.

Далее гаэ направляют на ступень санитарной очистки газов, состоящей иэ реактора 20, подконтактного теплообменника 21 и электрокалорифера 22.

Ступень санитарной очистки газов работает следующим образом.

По линии 23 в электрокалорифер 22 .поступает воздух, в качестве которого могут служить вентиляционные выбросы общеобменной вентиляции.

Нагретый до температуры зажигания (280 С ) воздух смешивают с газом поступающим на очистку после ступени регенерации серы из неочищенного гаэа и по линии 24 подают в реактор 20, пропуская предварительно через подконтактный теплообменник 21. В ре- 40 эультате окисления горючих органических веществ на поверхности катализатора температура газов повышается до 500-700 С. Отходящий из реактора газ направляют в подконтактный тепообменник, где он отдает свое тепло газовоздушной смеси, подаваемой на окисление, и нагревается до

;.280 C. Поэтому электрокалорифер после выхода установки на рабочий режим выключают. При значительном уменьшении концентраций. горючих-комкомпонентов на входе в реактор температура газовоздушной смеси Может опуститься ниже 280оС. В этом случае по сигналу от термодатчика (термопары) 5

25 включается электрообогрев калорифера 22 и температура газа на входе в реактор поднимается до 280 С.

При значительном увеличении концентрации горючих компонентов Hà 6д входе в реактор температура отходящих окислений газов может превысить

700 С. В этом случае по сигналу от о термодатчика (термопары) 26 открыва-. ется электромагнитный вентиль 27 и

6 газовоздушная смесь частично проходит по байпасной линии 28 без предварительного подогрева в подконтактном теплообменнике. Температура газа на выходе из реактора падает до нормы (ниже 700 С).

После ступени санитарной очистки газа продукты реакции глубокого окисления органических соединений SO, СО1 и Н О 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 теплая вода насыщенная сернистым ангидридом, по линии 32 сливается в емкостьаккумулятор 33. Из емкости-аккумулятора 33 насосом 34 подкисленную воду подают на последнюю ступень промывки по линии 35, а часть этой воды направляют в линию оборотного орошения через теплообменник 36.

Кратность циркуляции в линии оборотного орошения поддерживают постоянной с помощью регулятора 37 прямого действия, который соединен с датчиком 38 уровня, помещенным в емкостьаккумулятор 33. Для восполнения в системе оборотного орошения части жидкости, выводимой из цикла циркуляции по линии 35, служит теплая вода подаваемая в емкость- аккумулятор 33 по линии 39. Холодную воду в теплообменник 36 подают по линии

40.

После ступени регенерации серы из продукта очищенного газа отходящую газовоздушную смесь, содержащую в основном углекислый газ и воду, из линии 41 вентилятором 42 выбрасывают в атмосферу..В целях обеспечения 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 газопромивателях, орошаемых (по ходу движения газа) водой, охлажденной до 25 С, и крепким белым щелоком, охлажденным до 25 С. Степень о улавливания сернистых соединений составляет 54%. Обработку газов в . струйных газопромывателях проводят при удельном расходе циркулирующей орошающей жидкости 10 л/м

Ъ

После обработки в струйных газопромывателях газы направляют на сжигание в реактор, заполненный катализатором окисления шпиндельной структуры — хромитом меди, нанесенным на гамма-окись алюминия (ИК-12-2) 878846

Сжигание проводят при 500 С и объем- ной скорости 20000 ч . Степень превращения серусодержащих соединений ,доставляет 100%»

Улавливание щэодукта сжи ания серусодержащих газов (сернистого 5 ангидрида) осуществляют в насадочном скруббере, орошаемом производств ен ной водой, предна з начен ной дЛя ,йромывки целлюлозы, при плотности орошения 20 мам . . o

Очищенные газы, не содержавшие . следов соединений восстановленной.. серы (СВ,ММ,ДИС,ДМДС) и скипидара, выбрасываются в атмосферу. Общая степень РегенеРации по сумме сернистых соединений (с учетом эффективности улавливания сернистого ангидрида в насадочном скруббере) составялет 91%.

Пример 2. Парогазовые выбросы, выдуваемые при варке целлюлозы, обрабатывают в струйных газопромывателях согласно примеру 1 при температуре орошающей жидкости 40 С, Степень улавливания сернистых соединений составляет 45%, 25

После обработки в струйных газопромывателях проводят сжигание неуловленных серусодержащих газон в каталическом реакторе, заполненном катализатором марки ИК-12-2, при 700 С и объемной скорости 30000 ч ". Степень превращения серусодержащих соединений составляет 100%.

Улавливание продуктов сгорания серусодержащих соединений проводят согласно примеру 1 °

Общая степень регенерации по сумме сернистых соединений (с учетом эффективности улавливания сернистого ангидрида в насадочном скруббере) сос> тавляет 91%, 40

Пример 3. Парогазовые вЫбросы выдуваемые при варке целлюлозы обра-, 3$ Усредненные параметры,. характеризующие эффективность предлагаемого способа, приведены в таблице.

Спосо прото

Параметры

Степень улавливания скипидара,В

99,8

50, Степень превращения серусодержащих соединений (po S0 )%

100

91 ботки и улавливание серусодержащих продуктов сжигания, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше® ния степени регенерации химикатов и снижения загрязненности атмосферы дурнопахнущими парогазовыми выбросами, на каждой ступени обработки осуществляют непрерывное охлаждение

65 промывочной жидкости до 10-40 С, Общая степень регене;рации по сумме сер" ннстых соединений,%

Формула изобретения

1. Способ регенерации химикатов. сульфатного производства целлюлозы, включающий ступенчатую обработку выдуваемых при варке парогазов циркулирующей промывкой жидкостью, отделение скнпидара, сжигание несконденсированных продуктов ступенчатой обрабатывают в струйных газопромывателях согласно примеру 1 при температуре орошающей жидкости 10 С.

Степень улавливания сернистых соединений составляет 65%.

После обработки в струйных газопромывателях проводят сжигание неуловленных серусодержащих газов в каталитическом реакторе согласно примеру 2 при 360 и объемной скорости 10000 ч.

Степень превращения серусодержащих соединений составляет 100%.

Улавливание продуктов сгорания серусодержащих соединений проводят согласно примеру 1.

Общая степень регенерации по сумме сернистых соединений (с учетом эффективности .Улавливайия сернистого ангидрида в насадочном скруббере) составляет 91%.

Пример 4. Парогазовые выбросы, выдуваемые при варке целлюлозы

Обрабатывают в струйных газопромывателях согласно примеру 1..

После обработки в струйных газопромывателях проводят сжигание йеуловленных серусодержащих газов согласно примеру 3, используя в качестве окислительного катализатора,кристаллогидрат молибдена кобальта (CoMo04 Н 10), Процесс сжигания проводят при 400 С (вследствие меньшей активности молибдата кобальта по сравнению с хромитом меди).

Использование изобретения позволит повысить степень регенерации химикатов и соответственно снизить заг рязненность атмосферы дурнонахнущиМи парогазовыми выбросами. б по Предлагаемый типу способ

878846.сжигание проводят в присутствии катализатора окисления шпиндельной структуры при 360-700 С и объемной скорости 10000-30000 ч .

2. Способ по п.l, о т л и ч а юц и и с я тем, что ступенчатую обработку проводят в струйных газопромывателях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШй 9 3607617, кл. 162-15, опублик. 1971.

2. Патент СшА Р 3520772, кл. 162-51, опублик, 1970.

3. Патент CLR 9 3753851, кл. 162-15, опублик. 1973 (прототип).

ВНИКНИ Заказ 9196/34

Тираж 410 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4