RU2687986C1 - Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы - Google Patents

Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы Download PDF

Info

Publication number
RU2687986C1
RU2687986C1 RU2018131322A RU2018131322A RU2687986C1 RU 2687986 C1 RU2687986 C1 RU 2687986C1 RU 2018131322 A RU2018131322 A RU 2018131322A RU 2018131322 A RU2018131322 A RU 2018131322A RU 2687986 C1 RU2687986 C1 RU 2687986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
black liquor
production
alkali
potassium
Prior art date
Application number
RU2018131322A
Other languages
English (en)
Inventor
Олеся Вячеславовна Федорова
Владимир Григорьевич Казаков
Павел Владимирович Луканин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна"
Priority to RU2018131322A priority Critical patent/RU2687986C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2687986C1 publication Critical patent/RU2687986C1/ru

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области производства целлюлозы. Достигаемый технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы. Поставленная задача достигается тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксид калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом, подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%. 3 пр.

Description

Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы.
Известен способ кислотно-щелочной переработки черного щелока сульфатного производства целлюлозы /Патент №2617569, МПК D21C 11/00, опубл. 25.04.2017, Казаков В.Г., Луканин П.В., Смирнова О.С./.
Суть способа заключается в том, что сульфатный раствор, полученный после выделения из черного щелока органических соединений в виде лигнина, подкислением раствора серной кислотой, обрабатывают солями щелочных металлов, например, КОН до РН≥7 и выпаривают с кристаллизацией солей до 100-500 г воды на 100 г сухих солей, при этом маточный раствор солей после разделения твердой и жидкой фаз и корректировки раствора, подачу его на абсорбцию сероводорода, направляют на варку технологической щепы, с сульфидностью 30%, а твердый продукт после его отделения и сушки выводят из процесса в качестве товарного продукта. Способ позволяет, при сохранении качества получаемого конечного продукта, упростить аппаратурно-технологическую схему процесса регенерации щелочей из черного щелока, повысить экологическую безопасность процесса переработки черных щелоков, осуществить диверсификацию производства.
К недостаткам описываемого способа следует отнести:
- при введении для нейтрализации каустической натриевой щелочи в результате выпаривания получают твердый сульфат натрия, который необходимо регенерировать для дальнейшего использования, имеющий низкий потребительский спрос;
- введение КОН не сказывается на качестве конечного продукта, но повышает коррозионную активность раствора, а большой расход дорогостоящего реагента и увеличение материальных потоков приводит к большим капитальным и эксплуатационным затратам;
- щелочной раствор, который после корректировки добавляют на варку технологической щепы имеет низкий % сульфидности - 30%, это сказывается на процессе делигнификации и увеличивает время варки до определенной степени провара.
Технической задачей является устранение указанных недостатков, а именно получение дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы.
Поставленная задача достигается тем, что в способе производства целлюлозы, включающий подкисление черного щелока серной кислотой с выделением органических соединений, содержащих лигнин, с последующей нейтрализацией полученного раствора щелочью, выпаривание раствора в две ступени с получением твердой фазы готового продукта, сульфата калия и щелочного раствора, который абсорбируют сероводородом с получением белого щелока, направляемого на варку технологической щепы, отличающейся тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксида калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%.
Существенным отличием заявленного способа является неразрывная совокупность действий, изложенная в формуле изобретения, что позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в получение дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы.
Полученный твердый осадок обрабатывают раствором едкого калия. В результате обменной реакции между сульфатом натрия и раствором калийной щелочи по уравнению:
(NamKn)SO4+mKOH→K2SO4+mNaOH
образуются два продукта: твердый сульфат калия и раствор натриевой щелочи. При переработке твердого осадка путем его конверсии с раствором KOH полученную натриевую щелочь после дополнительной корректировки возвращают в процесс в качестве белого щелока на варку технологической щепы. Твердый продукт является ликвидным и может быть использован в виде удобрения сульфата калия.
Примеры реализации способа:
Пример 1
Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 122 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 500 г воды на 100 г сухих солей. Осадок сульфата натрия отфильтровывают и обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора 50% раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH: KOH 1:4, из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 60%. Время конверсии - 60 мин. Затем раствор фильтруют, в осадок сульфата калия переходит 82% K2SO4 (57% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 2 ступени, температура черного щелока 30°С, концентрация едкой щелочи 45%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 85%, который подают на варку технологической щепы.
Достигаемый эффект - получение раствора белого щелока с сульфидностью 85%. Получение сульфата калия 57% по К2О, что отвечает высоким требованиям к сульфату калия как удобрению. Таким образом, помимо реализации замкнутой системы переработки черного щелока, так же осуществляется диверсификация производства с получением дополнительных товарных продуктов.
Пример 2
Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 183 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 300 г воды на 100 г сухих солей, после этого раствор фильтруют и твердый осадок сульфата натрия обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора (50%) раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH:KOH 1:4 из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 60%. Время конверсии - 43 мин. Затем раствор фильтруют. В осадок сульфата калия переходит 82% K2SO4 (54% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 1 ступени, температура черного щелока 10°С, концентрация едкой щелочи 45%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 80%о, который подают на варку технологической щепы.
Достигаемый эффект - Получение раствора белого щелока с сульфидностью 80%. Получение сульфата калия 54% по К2О, что отвечает требованиям к сульфату калия как удобрению высокого качества.
При этом сокращается время конверсии и увеличивается производительность фильтрации в сравнении с условиями примера 1. Также сокращается количество ступеней абсорбера.
Пример 3
Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 146 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 500 г воды на 100 г сухих солей, после этого раствор фильтруют, и твердый осадок сульфата натрия обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора 50% раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH:KOH 1:4 из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 43%. Время конверсии - 60 мин. Затем раствор фильтруют, в осадок сульфата калия переходит 79% K2SO4 (55% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 2 ступени, концентрация едкой щелочи 40%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 55%, который подают на варку технологической щепы.
Достигаемый эффект - получение раствора белого щелока с сульфидностью 55%. Получение сульфата калия (55%) по К2О, что отвечает требованиям к сульфату калия как удобрению. Дальнейшее уменьшение молярной доли калийной щелочи в суспензии приводит к существенному уменьшению выхода сульфата калия по К2О и перестает удовлетворять требованиям к сульфату калия как удобрению.
Таким образом, совокупность действий позволяет увеличить сульфидность белого щелока, что является положительной характеристикой процесса варки сульфатной целлюлозы, так как уменьшает продолжительность варки до определенной степени провара, облегчает процесс делигнификации, а также выход целлюлозы, а также позволяет сделать цикл замкнутым и осуществить деверсификацию производства. Реализация предлагаемого способа позволяет:
- регенерировать натриевую щелочь путем перевода в твердый осадок сульфата натрия с последующей его обработкой раствором сульфата калия.
При этом получают натриевую оборотную щелочь и дополнительно удобрительный сульфат калия. Такая диверсификация технологического процесса позволит существенно снизить себестоимость получения целлюлозы.
- технологический процесс выпаривания вести без ввода в него коррозионно - активной добавки в раствор в виде калийной щелочи, что позволяет изготавливать выпарные аппараты из обычной углеродистой стали;
- регенерация натриевой щелочи осуществляют в гидрохимическом процессе при низких капитальных и энергетических затратах. В предлагаемом процессе нет необходимости в содорегенерационных котлах, где процесс получения натриевой щелочи связан с получением плава щелочей и последующими технологическими переделами получения из него зеленого щелока, его переработки с использованием вращающихся печей и ввода в процесс извести. Кроме того, эти технологические переделы энергозатратны, характеризуются высокими капитальными вложениями и экологической опасностью производства.

Claims (1)

  1. Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы, включающий подкисление черного щелока серной кислотой с выделением органических соединений, содержащих лигнин, с последующей нейтрализацией полученного раствора щелочью, выпаривание раствора в две ступени с получением твердой фазы готового продукта, сульфата калия и щелочного раствора, который абсорбируют сероводородом с получением белого щелока, направляемого на варку технологической щепы, отличающийся тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксид калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом, подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%.
RU2018131322A 2018-08-30 2018-08-30 Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы RU2687986C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131322A RU2687986C1 (ru) 2018-08-30 2018-08-30 Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131322A RU2687986C1 (ru) 2018-08-30 2018-08-30 Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687986C1 true RU2687986C1 (ru) 2019-05-17

Family

ID=66578715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131322A RU2687986C1 (ru) 2018-08-30 2018-08-30 Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687986C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024061890A1 (en) * 2022-09-19 2024-03-28 Umicore Finland Oy A method for treating waste sodium sulphate obtained from an industrial process, use of waste sodium sulphate obtained from an industrial process and an industrial processing plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3806403A (en) * 1972-03-27 1974-04-23 Nyanza Inc Process for treating black liquor to precipitate organic materials therefrom
SU588776A1 (ru) * 1972-10-04 1981-03-30 Украинский Научно-Исследовательский Институтцеллюлозно-Бумажной Промышленности Способ переработки черного щелока
RU2032011C1 (ru) * 1991-09-16 1995-03-27 Научно-технический центр "Прогресс" Способ переработки черных щелоков производства сульфатной целлюлозы
RU2617569C2 (ru) * 2014-03-05 2017-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров" Способ кислотно-щелочной переработки черного щелока сульфатного производства целлюлозы

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3806403A (en) * 1972-03-27 1974-04-23 Nyanza Inc Process for treating black liquor to precipitate organic materials therefrom
SU588776A1 (ru) * 1972-10-04 1981-03-30 Украинский Научно-Исследовательский Институтцеллюлозно-Бумажной Промышленности Способ переработки черного щелока
RU2032011C1 (ru) * 1991-09-16 1995-03-27 Научно-технический центр "Прогресс" Способ переработки черных щелоков производства сульфатной целлюлозы
RU2617569C2 (ru) * 2014-03-05 2017-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров" Способ кислотно-щелочной переработки черного щелока сульфатного производства целлюлозы

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024061890A1 (en) * 2022-09-19 2024-03-28 Umicore Finland Oy A method for treating waste sodium sulphate obtained from an industrial process, use of waste sodium sulphate obtained from an industrial process and an industrial processing plant
WO2024061893A1 (en) * 2022-09-19 2024-03-28 Umicore Finland Oy A method for treating waste sodium sulphate obtained from an industrial process of battery industry, use of waste sodium sulphate obtained from an industrial process of battery industry and an industrial processing plant of battery industry

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8246779B2 (en) Maintenance of sulfur concentration in Kraft pulp processes
CN109179845B (zh) 一种硫酸盐法木浆黑液的资源化处置方法
US11725341B2 (en) Method of treating fly ash of a recovery boiler
US3366535A (en) Process for regenerating waste liquor for reuse in kraft pulping operation
FI75613B (fi) Foerfarande och arrangemang foer att minska maengden ineffektiva kemikaler i kokluten.
US2238456A (en) Purification of magnesium base liquors
RU2687986C1 (ru) Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы
US20090099354A1 (en) Method for separating polymeric pentose from a liquid/slurry
CN114988380A (zh) 利用饲料级磷酸氢钙生产食品级磷酸二氢钾联产高纯石膏的方法
US2711430A (en) Method of improving the yield of methyl sulfide obtained by heating waste liquors fro cellulose manufacture by adding inorganic sulfides
FI62363C (fi) Foerfarande foer aotervinning av natriumklorid fraon cellulosafabrikens processer
CN105013317A (zh) 一种氧化镁烟气脱硫回收高纯度亚硫酸镁的工艺流程
CN109734106B (zh) 一种利用工业废弃物制备高浓度亚硫酸氢钠溶液的方法
RU2696636C1 (ru) Приготовление белого щелока производства сульфатной целлюлозы
US3986923A (en) Removal of dissolved salts from sulphide liquors
US5507912A (en) Kraft pulping process wherein sulphide-rich and sulphide-lean white liquors are generated
US5976321A (en) Process for making sulfur enhanced undigested cellulosic fiber material and pulp
GB813072A (en) Sulphite pulping process
CN109809582A (zh) 一种硫酸钾废水回收利用方法
CN109748310A (zh) 一种硫酸钡和碳酸钾混合溶液的分离方法
JP2004156154A (ja) クラフトパルプの製造方法
US2727028A (en) Treatment of waste sulphite liquor and products thereof
JP2023537805A (ja) クラフトプロセス回収サイクルを処理して、クラフトプロセスにおける金属レベルを低減する方法
US2738270A (en) Process for utilizing the dry content of sulphite waste liquor
US2611682A (en) Methods of recovering hydrogen sulfide from sulfide containing soda liquors obtainedin cellulose production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200831

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220415