SE407700B - Forfarande vid atervinning av kokkemikalier pa magnesiumbas - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 731465?-3 2 i saltvatten, och det har visat sig att vedflisen innehåller à natriumklorid. Under efterföljande behandling av avluten bildas olika former av klorföreningar, som har en stor korrosiv verkan på kemikalieåtervinningsanläggningen. vägande närvarande i förbrânningsgaserna, som lämnar förbrännings- Klor har visat sig vara över- ïugnen, i form av gasformig HCl (väteklorid) med en mindre mängd fri klor. I systemet såsom natriumklorid infört natrium bindes med- svavel i förbränningsugnen under bildning av partikelformigt natrium- sulfat, som är ldftburet tillsammans med partikelformig magnesium- r oxid i rökgasernå, som lämnar ugnen.

Föreliggande förfarande kännetecknas därav, att rökgaserna, innan de bringas att passera till svaveldioxidabsorptionszonen, f tvättas för avlägsnande av väteklorid genom absorption i en magne- siumkloridhaltig vätska, att en del av vätskan återföres och att den mängd magnesiumkloridhaltig vätska; som ledes till avlopp från tvättningssteget, anpassas för reglering av den återförda vätskans pH för förbättring av vätekloridabsorptionen och minskning av S02-L absorptionen i tvättningssteget. _ _ Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar ett flytschema av massakokning pá magne- siumbas och kemikalieâtervinningssystem, innefattande en klorborttag- ningsanordning anordnad enligt föreliggande uppfinning, och fig 2 i förstoradskala schematiskt visar en förbättrad klorborttagningsanord- f _ ning enligt fig. 1. _ Vid vanlig massakokning på magnesiumbas och kemikalieåter- vinning, såsom i fig. 1, bringas vedflis i kontakt med kokvätska un- der en vald tid vid önskad temperatur och önskat tryck i en kokare t 10, varvid massan avgives till en blåstank 11 och därefter bringas att passera genom en tvätt 12. Den tvättade massan passerar till en förvaringsbehàllare 13 för efterföljande behandling, medan avluten bringas att passera genom ett rör 14 till en flereffektsindunstare I 15 för lämplig koncentrering. _ _ t Ä Vanligen koncentreras avluten slutligen i en direktkontakt- indunstare, som symboliskt visas vid 16, innan den transporteras till en brännare eller flera brännare 17 för införande 1 en ugn 18. Av- luten brännes i ugnen 18, varvid värmet partiellt användes för gene- rering av ånga i en ángpanna 20 och de partiellt kylda gaserna ytter- ligare kyles genom avdrivning av fukt från och ytterligare koncent- rering av avluten i indunstaren 16. f i 100 15. 20. 25. 30. 35. 40. 7z146s7~z 3 Det är välkänt, att de gasformiga förbränningsprodukter, som lämnar ugnen, innehåller svaveloxider och att gaserna även medför partikelformig magnesiumoxid. Det partikelformiga materialet, inklu- sive natriumsulfat, avskiljes från bärargaserna i en separator 21, varvid den avskilda fasta substansen passerar genom ett utmatningsrör =29 till ett reningssystem för avlägsnande av föroreningar och en släckningsbehállare 19, varvid den erhållna magnesiumoxidhaltiga upp- slamningen efteråt användes för S02-absorption i ett system, som kom- mer att beskrivas. i f I den visade utföringsformen åskádliggöres separatorn 21 så- som en separator av mekanisk typ och den är typisk för anläggningar som utnyttjar kokvätska av magnesiumbas och har kemikalieâtervinnings- system. En sådan separator har en partikelavlägsningseffektivitet av cirka 85 % och det kloravlägsningssystem, som kommer att beskrivas, grundas på användningen av mekaniska dammseparatorer. Föreliggande anordning kan sålunda anbringas i beskrivna kemikalieåtervinnings- system utan större förändringar i förefintlig utrustning.

Rökgaserna från separatorn 21 och direktkontaktindunstaren 16 passerar genom en ledning 22, en tvättanordning och kloravlägsnings- anordning 23 och därefter genom en ledning 2Ä till ett kyltorn 25 med direktkontakt. Anordningen 23 visas i detalj i fig. 2.- Från tornet 25 passerar de kylda gaserna genom en ledning 26 och en SO2-absorp- tionsanordning, symboliskt visad vid 27, innan de utsläppes i atmosfären genom en ledning 28. Ett sådant S02-absorptionssystem be- skrives i den amerikanska patentskriften 3 273 961. I detta system kyles gaserna först till önskvärd temperatur i ett torn 25 och däref- ter bringas gaserna, som innehåller S02, 1 kontakt med en dusch av magnesiumhaltig vätska. I tornet 25 cirkuleras kylvätska från botten av tornet genom ett rör 30, kyles genom en inre värmeväxlare, medan vätskan förflyttas, och utsprutas i tornets överdel. Kompletterings- vatten tillsättes genom ett rör 31 och en del av utloppet från tornet 25 bringas att passera till S02-absorptionsanordningen,27 genom ett rör 32. I absorptionsanordningen 27 tillsättes en MgO-uppslamning genom ett rör 33 från behållaren 19 och bringas att passera genom ett rör 34 och en pump 35 tillsammans med annan vätska för absorption av S02 från rökgaserna. Såsom beskrivas i den amerikanska patentskrif- ten 3 273 961 innefattar absorptionsanordningen 27 vanligen två eller flera absorptionsenheter, såsom venturitvättanordningar eller liknan- de, anordnade i serie, varvid vätska, som innehåller absorberad S02, passerar genom ett rör 36 till ett förstärkningstorn 37, där kok- 5. 1ol 15: 20. 525. . 30. 55. 40. ef7z14ss7-3 4 vätskan framställes för användning i kokaren 10; -Kokvätskan bringas alltefter behov att passera från förstärkningstornet 57 genom ett rör 38 11111 kokaren 1o.

Klorborttagningsanordningen 23 visas i fig. 1 för åskådlig- görande av dess läge i hela kemikalieàtervinningssystemet och visas _ .i detalj i fig. 2. I fíg. 2 innehåller rökgasen, som inkommer i klor- borttagningsanordningen 23 genom ledningen 22, viss mängd Mg0-partik- lar (på grund av användningen av en mekanisk separator), gasformig S02 och gasformig HCl samt de vanliga förbränningsprodukterna, t.ex.

S02 och N2. Beroende på gastemperaturbetingelserna kan ibland fri klor även vara närvarande, men eftersom endast spårmängder inbegri- pes, kan man bortse från dem. Gaserna, som lämnar ledningen 22, in- kommer i ett venturirör 40, där de vid medström bringas i kontakt med en vätskedusch, som insprutas genom ett munstycke 41. Väsent- ligen all Mg0, som finnes i rökgaserna, kommer att avlägsnas i gas- -vätskekontaktanordningen eller venturiröret 40 och kommer att bin- das med någon mängd av S02 för bildning av en lösning av magnesiumbi- sulfit och kommer även att bindas vid klor för bildning av en lös- ning av magnesiumklorid. I det vanliga, beskrivna kemikalieåtervin- ningssystemet kommer mängden 1 venturiröret 40 tillgänglig Mg0 att överföra en betydande mängd H01 till MgCl2 och överskott Mg0 kommer att bindas med tillgänglig S02 för bildning av Mg(HS05)2.

Efter att ha lämnat venturiröret 40 vänder gaserna i en stor behållare 42, där centrifugalkrafter och den förstorade tvärsektions- ytan för strömning åstadkommer att en stor procentuell andel av med- ryckt fast substans och vätskedroppar avsättes i behållarens 42 bot- ten, och gaserna passerar uppåt in i ledningen 24. Det i behållarens botten ansamlade materialet bqrtdrages genom ett rör 42 och en pump 44 med en reglerad hastighet, varvid utmatningen från pumpen passerar genom ett rör 45, som är försett med två ventilreglerade grenled- ningar 46 och 47. Röret 46 leder till ett rör 48, som leder till mun- stycken 41, och röret 47 leder till ett reaktionskärl 50.

Reaktionskärlet 50 mottar en ringa del av vätskan, som passe- rar genom pumpen 44, och mottar även en reglerad strömning av magne-' siumhydrcxiduppslamning [Mg(0H)2] genom röret 51. Kärlet 50 är för- sett med en blandningsanordning 52, så att lösningen av magnesiumklo- rid_(MgCl2) och magnesiumbisulfit [Mg(H-S03)2] kommer att intimt blan- das för utfällning av kristaller av magnesiumsulfit (MgS03) enligt reaktionsformeln: f Mg(oH)2 +“1~1g(nso3)2 + 11 H20 __; 2 Mgso -5 H20 5. 100 15: 20. 25. 30; 35. hol 7314657-3 s Den erhållna blandningen pumpas därefter genom ett rör 55 till ett vakuumtrumfilter 54, där magnesiumsulfitkristallerna tvättas och skil- Jes från vätskelösningen. 'Kristallerna transporteras därefter till_ en uppslamningsbehållare 55, ur vilken kristallerna bringas att pas- sera till S02-återvinningsanordningen, som visas i fig. 1. 5 Den avskilda vätskan bortdrages från filtret 54 och bringas att passera genom en pump 56 och rören 57, varvid en ringa del av vätskan passerar genom röret 58 till avlopp. Eftersom vätskan, som passerade genom pumpen 56, till större delen är en lösning av magne- siumklorid (MgCl2), kan materialet avledas till havet utan förore- ning. Huvuddelen av vätskan, som avdrages från filtret SÄ, kommer att passera genom röret 60 för blandning med vätska från röret Ä6 och kompletteringsvatten från röret 61 för matning till munstyckena 41. Med den beskrivna kretsen kan magnesiumkloridkoncentrationen i återföringsvätskeströmmen till absorptionsanordningen 25 regleras för ökning av borttagningen av klor från rökgaserna.

Alternativt kan separatorn 21 enligt fig. 1 vara en elektro-' statisk separator med hög verkningsgrad i stället för den i samband med fig. 2 beskrivna mekaniska separatorn. Under dessa betingelser för stoftuppsamlingen skulle en verkningsgrad av 98-98,4 % lämna till- räcklig mängd magnesiumoxíd medryckt med gaserna, som inkommer i tvätt- ningsanordningen, såsom visas vid 40 i fig¿ 2, för bildning av magne- siumklorid i vätskan som avdrages genom pumpen Äü. Ringa mängd, om ens någon, magnesiumbisulfit skulle bildas genom gas-vätskekontakten under sådana betingelser. vätskan, som avdrages genom det ventilför- sedda röret 47, kan sålunda ledas till avlopp utan väsentlig förlust av vare sig svavel eller magnesium. Den genom det ventilförsedda rö- ret 47 avledda mängden skulle regleras för återföring av vätskan ge- nom röret 48, varvid endast kompletteringsvatten tillsättes genom rö- ret 61, och sålunda till sprutmunstyckena 41. För ökning av HCl-upp- tagningen och minskning av S02-absorptionen skulle den genom mun- styckena 41 sprutade vätskan hållas vid ett pH av cirka 2, såsom regleras genom mängden vätska, som bortledes genom röret 47.

Vid vanlig massakokning och kemikalieåtervinning under använd- ning av kokningsvätska på magnesiumbas skulle det ekonomiska med att använda en elektrostatisk separator med hög verkningsgrad icke vara gynnsam på grund av den höga investeringen och de höga driftkostna- derna. Under vissa betingelser, t.ex. när kompletteringskemikalie- kostnaderna är ovanligt höga, skulle emellertid en sådan investe- ring kunna vara berättigad. 10 - 6 _Det i samband med fig; 1 visade kyltornet 25 skulle icke erfordras vid en anordning, som använder en elektrostatisk separator med hög verkningsgrad, eftersøm i det senare fallet volymen till munstyckena H1 återförd vätska skulle vara tillräcklig för kylning av gaserna till effektiva S02-absorptionsbetingelser i tvättanord- Éningen 27. Detta kyltorn kan även vara utelämnat, när det är önsk- :värt att driva S02~absprptionssystemet vid en temperatur nära den -adiabatiska mättningstemperaturen. ' Det beskrivna klorborttagningssystemet_kommer att begränsa klorhalten.i kokvätskan till ett värde av 300-500 ppm, vilket kom- mer att vara tillräckligt för minskning av korrosionen i rör och förvaringsanordningar av rostfritt-stål till ett minimum.

Claims (2)

731h657-3 7 Patentkrav

1. Förfarande vid ett kemikalieåtervinningssystem, vid vil- -ket cellulosahaltiga material som innehåller natriumklorid, beredes till massa i en kokvätska på magnesiumbas och avluten från koknings- processen innehåller natriumklorid från det cellulosahaltiga mate- rialet, varvid avluten koncentreras genom indunstning och brännes för bildning av varma rökgaser, som innehåller svaveldioxid och l väteklorid samt medryckt, fast substans, inkluderande natriumsulfat och magnesiumoxid, varvid medryckt fast substans avlägsnas från gaserna och behandlas för bildning av en magnesiumoxiduppslamning och varvid natriumsulfat ledes till avlopp, varvid rökgaserna bring-' as att passera genom en svaveldioxidabsorptionszon i kontakt med en magnesiumoxidhaltig uppslamning för bildning av magnesium-svavel- föreningar, k ä n n e t e c k n a t därav, att rökgaserna, innan de bringas att passera till svaveldioxidabsorptionszonen, tvättas för avlägsnande av väteklorid genom absorption i en magnesiumklorid- haltig vätska, att en del av vätskan återföres och att den mängd magnesiumkloridhaltig vätska, som ledes till avlopp från tvättnings- steget, anpassas för reglering av den återförda vätskans pH för förbättring av vätekloridabsorptionen och minskning av SO2-absorp- tionen i tvättningssteget.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att den magnesiumkloridhaltiga vätskan bildas därigenom, att någon mängd av den medryckta fasta magnesiumoxiden bríngas att passera med rökgaserna till vätekloridtvättningssteget och kombineras med tvättvätskan, och att någon mängd av de gasformiga svaveloxiderna bindes för bildning av en lösning av magnesiumbisulfit i vätskan, att en huvuddel av vätskan äterföres till tvättningssteget för ab- sorption uv vätekloríd, att on del av vätskan ledes till avlopp, att kompletteríngsvatten tillsättes för reglering av magnesiumklo- rid- och magnesiumbisulfitkoncentrationen i den återförda vätskan under pH-reglering, att någon mängd av vätskan från tvättningsste- get avlägsnas för reaktion med magnesiumhydroxid och för utfällning av magnesiumsulfit, att den reagerade vätskan avskiljes från fäll- ningen, varvid vätskan återföres till tvättningssteget, och att det- utfällda fasta magnesiumsulfítet användes vid svaveldioxidabsorp- tionssteget för bildning av kokvätskan. ANFÜRDA PUBLIKATIONER: Sverige 212 670 (D21C 11/06) '