SE447736B - PROCEDURE FOR EXPLOITATION OF MAGNESIUM BISULPHITE FROM SULFUR DIOXIDE containing gases from a liquefaction boiler - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 447 736 2 -_ b) Sura Mg-bisulfit-förfarandet Beståndsdelar (viktprocent) Q Andelar Magnesíumoxid Svavel i ' ' (N30) (S02) ' (S) Fritt, löst ;/. 1,5 0,75 E bundet, som bisulfít 0,95-1,1 3,0-3,5 1,5-1,75 bundet, som sulfat . 0,25 0,4 9,2 re:a1t 1,2-1,35 4,9-5,4 2,45-2,7 Om man betraktar totalkemikalierna framgår, att kemikalie- cirkulationen, som motsvarar innehållet i tornsyran, vid magne- fitförfarandet genomsnittligt är större än vid det sura förfaran- det, nämligen på basis av det sura förfarandet (=100 procent) för - MgO: med cirka 100 procent och - S: med cirka 40 procent. 10 15 20 25 30 447 736 2 -_ b) The acidic Mg bisulfite process Ingredients (weight percent) Q Shares of Magnesium Oxide Sulfur i '' (N30) (SO2) '(S) Free, loose; /. 1.5 0.75 E bound, as bisulfite 0.95-1.1 3.0-3.5 1.5-1.75 bound, as sulfate. 0.25 0.4 9.2 re: a1t 1.2-1.35 4.9-5.4 2.45-2.7 If one looks at the total chemicals, it appears that the chemical the circulation, which corresponds to the content of the tower acid, at the fit procedure is on average larger than in the acid procedure that, namely on the basis of the acidic procedure (= 100%) for - MgO: by about 100 percent and - S: by about 40 percent.

Om man vid de båda förfarandena och vid samma massakvalitet vill uppnå samma råmaterialförbrukning, betyder detta att förlust- kvoten vid magnefitförfarandet måste vara mindre i samma utsträck- ning som den ökade kemikaliecírkulationen. Denna omständighet be- tyder en fördel för det sura förfarandet. Exempelvis gäller: - för Mg0: en återvinningsgrad för det sura förfarandet av 90 ~ procent fordrar en återvinningsgrad för magnefitför- farandet av 95 procent. --för S: en återvinningsgrad för det sura förfarandet av 90 pro- cent fordrar en återvinningsgrad för magnefitförfarandet av 93 procent. " ' Defkända magnesiumbisuïfitförfarandena med kemikalieåtervin- ning kan i bästa fall åstadkomma nästan ren, stökiometrisk bisul- fitsyra ur det uteslutande över tjocklutar återvunna svavlet, men icke något med fritt, såsom S02, löst svavel.If at both procedures and at the same pulp quality want to achieve the same consumption of raw materials, this means that the quota in the magnefit procedure must be smaller to the same extent as the increased circulation of chemicals. This circumstance is indicates an advantage of the acidic process. For example: for the Mg0 recovery rate of the acidic process of 90 ~ percent requires a recycling rate for magnefit 95 percent. --for S: a recovery rate for the acidic process of 90 cents requires a recycling rate for the magnefit procedure of 93 percent. "' The known magnesium bisulfite processes with chemical recovery can at best produce almost pure, stoichiometric bisul- fit acid from the sulfur recovered exclusively over thick liquors, however not something with free, such as SO 2, dissolved sulfur.

Med det kända förfarandet kan råsyror bildas, i vilka, räk- nat på det stökiometriskt bundna bisulfitsvavlet i tornsyran, saknas i det följande angiven procent av svavel: - magnefít: cirka 4-5 procent och vid - det sura förfarandet: cirka 3-4 procent. _- JJ' -Bildningen av den 100-procentíga bisu1fitsyran.resp det fria svavlet i bisulfitšyran från tornsyran sker i s k förstärknings- , nl torn med hjälp av stark S02-gas med åtminstone 15 volymprocent' - S02 från en svavelförbränníngsanläggníng. Denna anläggning be- skickas med den svavelmängd, som motsvarar de totala systemför- 10 15 20 25 30 35 40 3 447 736 lusterna. Detta förlopp med förstärkning kan även genomföras med flytande S02.With the known method crude acids can be formed, in which, on the stoichiometrically bound bisulfite sulfur in the tower acid, missing in the following percentage of sulfur: - magnefit: about 4-5 percent and at - the acidic procedure: about 3-4 percent. _- JJ ' -The formation of the 100% bisu1fitsyran.resp the free The sulfur in the bisulphitic acid from the tower acid takes place in so-called reinforcement , nl tower using strong SO2 gas of at least 15% by volume '- S02 from a sulfur combustion plant. This facility is sent with the amount of sulfur corresponding to the total system 10 15 20 25 30 35 40 3 447 736 lusterna. This process of reinforcement can also be carried out with liquid SO2.

Detta förfarandetekniskt betingade syrabildningstvång åstad- kommer, att för vart och ett.av de båda förfarandena minimisva- velförluster är nödvändiga för framställning av den erforderliga syran. Dessa minimiförluster är: för magnefit: 3,5-4,5 % av totalsvavlet i tornsyran och för det sura förfarandet: 28-30 procent av totalsvavlet i torn- syran (vid 100-procentig verkningsgrad för förstärkning).This process-induced acid-forming constraint will, for each of the two procedures, the minimum well-being losses are necessary for the production of the required syran. These minimum losses are: for magnefit: 3.5-4.5% of the total sulfur in the tower acid and for the acidic process: 28-30% of the total sulfur in the acid (at 100% reinforcement efficiency).

Enligt bestämmelser, som nu finnes och som väntas, är dessa míljöbelastníngar otillåtna, speciellt för det sura förfarandet, till och med cirka 30 procent av dessa förluster lämnar anlägg- ningarna sâsom gasformig S02.According to regulations, which now exist and which are expected, these are environmental impacts, in particular for the acidic process, up to about 30% of these losses leave the such as gaseous SO2.

Föreliggande uppfinning har till uppgift att vid fullstän- digt sluten kemikaliecirkulation förse kokeriet med en koksyra, _vars andel av fysikaliskt löst S02 är fritt valbart.The object of the present invention is to, when completed, closed chemical circulation supply the cooker with a coke acid, _which's share of physically dissolved S02 is freely selectable.

Uppfinningen kännetecknas därav, att mer magnesiummonosul- fit àstadkommes vid absorptionen än som erfordras för bisulfít- framställningen och att den i överskott bildade mängden, som mot- svarar skillnaden mellan svavelmängden i tjockluten och det to- talt såsom sulfit och såsom sulfat bundna svavlet i tornsyran, avledes frân magnesiumbisulfitkretsen i form av magnesiummono- sulfit. Speciellt föredrages det bortförda magnesiummonosulfitet såsom grundmaterial för svavelsyraframställning. Företrädesvis spjälkas det bortförda magnesiummonosulfitet under inverkan av värme i svaveldioxíd och magnesiumoxid och den bildade svaveldi- oxiden löses i den renade bisulfitlösningen, medan magnesiumoxi- den exempelvis återföres till monosulfitsteget. Speciellt spjäl- kas det bortförda magnesiummonosulfitet ensamt genom termisk spjälkning utan tíllsatsämnen i temperaturintervallet 500-900°C, varvid spjälkningen av magnesiummonosulfitet företrädesvis sker med hjälp av en del av det värme, som frigöres i lutförbrännings- pannan. Enligt ett ytterligare kännetecken spjälkas magnesium- monosulfítet till magnesiumoxid och svaveldioxid och svaveldioxif den bríngas i flytande form. Speciellt torkas magneiummonosnlfi- tet före spjälkningen och sker spjälkningen av magnesiummonosul- fítet genom indirekt uppvärmning, företrädesvis i en gasström, som väsentligen består av svaveldioxid. Enligt ett ytterligare. kännetecken bringas en delström av den bildade svaveldioxíden i en venturi-formig fallkanal i_finblåsig form i kontakt med den 10 15 20 25 30 35 40 447 736 g 4 i ett absorptionssteg bildade magnesiumbisulfitlösningen,-vari- genom upplösning av svaveldioxiden sker. Företrädesvis införes svaveldioxiden genom fina kanaler, speciellt fina urborrningar i i den venturi-formiga fallkanalens trängsta tvärsnitt.The invention is characterized in that more magnesium monosul- fit is achieved at absorption than is required for bisulfite production and that the excess amount formed, which corresponds to the difference between the amount of sulfur in the thick liquor and the total as sulphite and as sulphate bound sulfur in the tartaric acid, derived from the magnesium bisulfite circuit in the form of magnesium mono- sulphite. Particularly preferred is the removed magnesium monosulfity as a base material for sulfuric acid production. Preferably decomposes the removed magnesium monosulfite under the influence of heat in sulfur dioxide and magnesium oxide and the sulfur dioxide formed the oxide is dissolved in the purified bisulfite solution, while the magnesium oxide for example, it is returned to the monosulfite step. Especially slatted the removed magnesium monosulfity alone by thermal cleavage without additives in the temperature range 500-900 ° C, wherein the cleavage of magnesium monosulfity preferably takes place by means of some of the heat released in the liquor combustion pannan. According to a further feature, magnesium the monosulfite to magnesium oxide and sulfur dioxide and sulfur dioxide it is brought in liquid form. In particular, the magnesium monosine fiber is dried. before cleavage and the cleavage of magnesium monosul- fit by indirect heating, preferably in a gas stream, which consists essentially of sulfur dioxide. According to a further. characteristics, a partial stream of the sulfur dioxide formed is introduced into a venturi-shaped fall channel in_blown form in contact with it 10 15 20 25 30 35 40 447 736 g 4 in an absorption step formed the magnesium bisulfite solution, by dissolving the sulfur dioxide. Preferably introduced the sulfur dioxide through fine channels, especially fine boreholes in in the narrowest cross-section of the venturi-shaped fall channel.

Uppfinningen åskàdliggöres såsom exempel och schematiskt 'U/ i fig 1 och 2, varvid fig 1 visar förfarandeschema för en mono- sulfitspjälkningsanläggníng och fíg 2 visar en termisk kopplings- _ bild för en liknande anläggning.The invention is illustrated by way of example and schematically 'U / in Figs. 1 and 2, Fig. 1 showing the process diagram of a mono- Sulphite splitting plant and Fig. 2 show a thermal coupling image for a similar facility.

Enligt fig 1 ledes den vattenhaltiga magnesiumsulfitsuspen- sionen från magnesiumbisulfitåtervinningsanläggníngen till en centrifug 1 och förtjockas till en torrhalt av mer än 70 procent samt transporteras genom en skruvtransportör 2 till en stçömnings- tork 3. Det i centrifugen 1 avskilda vattnet flyter genom en led- ning 13 tillbaka till magnesiumbisulfítåtervínníngsanläggningen.According to Fig. 1, the aqueous magnesium sulfite suspension is passed from the magnesium bisulfite recycling plant to a centrifuge 1 and thickens to a dry content of more than 70 percent and transported by a screw conveyor 2 to a discharge dryer 3. The water separated in the centrifuge 1 flows through a 13 back to the magnesium bisulfite recovery plant.

Det torkade, kristallina magnesiummonosulfitet avskiljes i en stoftavskiljare (med krokig väg) 4, som är kopplad efter ström- torken 3, från torkluften och faller ned i en behållare 5. Av- luften från torken införes från stoftavskiljaren in i magnesium- bísulfitanläggningen. Magnesiummonosulfitet ledes genom en stjärn- hjulsluss 6 och en transportskruv 7 till en termisk sulfitspjälk- níngsanläggníng 8, som drives i temperaturintervallet från före- trädesvis 500-900°C. I detta temperaturíntervall spjälkas mag- nesiummonosulfitet till magnesiumoxid och svaveldioxid. Svavel- díoxiden tryckes genom en fläkt 9 in i en gaskylare 10, kyles därvid till cirka 6S°C och ledes till förstärkningstornet för bildning av fritt löst svavel i form av S02 i magnesiumbisulfít- lösningen. Svaveldioxiden kan emellertid även bringas i flytande form. Magnesiumoxiden lämnar spjälkningsanläggningen 8 genom en falltratt och en stjärnhjulsluss 11 och införes i en hydratise- ríngsbehållare 12, där den uppslammas med vatten och i form av löst magnesiumhydroxid pumpas till magnesiumbisulfítåtervinnings- ' anläggningen såsom absorptionsmedel för svaveldioxíden.The dried crystalline magnesium monosulfite is separated in one dust collector (with crooked path) 4, which is connected to the dryer 3, from the drying air and falls into a container 5. the air from the dryer is introduced from the dust collector into the magnesium the bisulfite plant. Magnesium monosulfite is passed through a star wheel lock 6 and a transport screw 7 for a thermal sulphite split plant 8, which is operated in the temperature range of the approximately 500-900 ° C. In this temperature range, the stomach is magnesium monosulfite to magnesium oxide and sulfur dioxide. Sulfur- the dioxide is forced through a fan 9 into a gas cooler 10, cooled then to about 6S ° C and led to the reinforcement tower for formation of free dissolved sulfur in the form of SO2 in magnesium bisulfite solution. However, the sulfur dioxide can also be liquefied form. The magnesium oxide leaves the digestion plant 8 through a funnel and a star wheel lock 11 and inserted into a hydrated container 12, where it is slurried with water and in the form of dissolved magnesium hydroxide is pumped to magnesium bisulfite recovery the plant as an absorbent for the sulfur dioxide.

I fig 2 visas närmare den termiska spjälkningen i spjälk- ningsreaktorn 8, varvid spjälkningsreaktorn indirekt uppvärmes genom brännkammaren 14 genom uppvärmningsgas, som uppvärmtsvtill cirka 900°C. Den från spjälkningsreaktorn 8 utkommande, till cirka 80D°C kylda uppvärmningsgasen avkyles i en värmeväxlare 15 till cirka 600°C och_1edes'till en tork 16 för magnesiummono- s a sulfit; Gasen lämnar denna tork vid cirka 400°C och ledes slut- ligen till en ytterligare värmeväklare 17, i vilken den kyles 10 15 20 25 30 5 447 736 till cirka 300°C, dvs ungefär lntförbränningspannans 26 avgas- temperatur, och införes i dess rökgasledning 18 före absorptions- anläggningen 27. I _ Från absorptionsanläggníngen 27 avdrages en delström av det bildade, fuktiga magnesiummonosulfitet och ledes till torken 16.Fig. 2 shows in more detail the thermal cleavage in cleavage. reactor 8, the cleavage reactor being indirectly heated through the combustion chamber 14 by heating gas, which heats up about 900 ° C. The one coming from the cleavage reactor 8, to about 80D ° C cooled heating gas is cooled in a heat exchanger To about 600 ° C and then to a dryer 16 for magnesium monos a sulphite; The gas leaves this dryer at about 400 ° C and is finally to an additional heat exchanger 17, in which it is cooled 10 15 20 25 30 5,447,736 to about 300 ° C, i.e. about the exhaust gas of the combustion boiler 26 temperature, and is introduced into its flue gas line 18 before absorption the plant 27. I _ A partial current is subtracted from it from the absorption plant 27 formed, moist magnesium monosulfite and passed to the dryer 16.

Det torkade magnesiummonosulfitet införes genom en sluss 19 i sulfitspjälkningsanläggningen 8, i vilken upprätthålles en spjälk- ningstemperatur av cirka 800°C. Sulfítspjälkningsanläggningen 8 genomströmmas av en varm, svaveldioxidhaltig gasblandning, som vid sitt utträde innehåller vattenånga och MgO-stoft och som ef- ter sitt utträde ur sulfitspjälkningsanläggningen avkyles till cirka 200°C i en regenerativ värmeväxlare 20, i en värmeväxlar- cyklon 21 samt en värmeväxlare 23, innan den partiellt genom en kylare 25 med hjälp av en fläkt 22 ledes till en förstärkare 24. I värmeväxlarcyklonen 21 avskiljes MgO-stoftet, som bildats vid spjälkníngen, och tíllföres åter absorptionsanläggningen 27.The dried magnesium monosulfite is introduced through a sluice 19 in the sulphite splitting plant 8, in which a splitting plant is maintained. temperature of about 800 ° C. Sulphite digestion plant 8 is permeated by a hot, sulfur dioxide-containing gas mixture, which at its exit contains water vapor and MgO dust and which after exiting the sulphite digestion plant is cooled to about 200 ° C in a regenerative heat exchanger 20, in a heat exchanger cyclone 21 and a heat exchanger 23, before partially passing through a cooler 25 by means of a fan 22 is led to an amplifier 24. In the heat exchanger cyclone 21, the MgO dust formed is separated at the cleavage, and is returned to the absorption plant 27.

Efter fläkten 22 återföres övervägande del av S02-gasblandningen till sulfitspjälkningsanläggningen såsom bärargas genom värme- växlarna 20 och 15, varvid den i värmeväxlarna 20 och 15 åter uppvärmes till i närheten av spjälkníngstemperatur.After the fan 22, most of the SO 2 gas mixture is returned to the sulphite cleavage plant as carrier gas by heating the gears 20 and 15, the one in the heat exchangers 20 and 15 again heated to near cleavage temperature.

För bättre utnyttjande förvärmes bränsle och/eller förbrän- ningsluft i värmeväxlarcyklonen 21 resp i värmeväxlaren 17. För- stärkaren 24 består väsentligen av ett i ett slutet kärl anord- nat venturi-rör, vid vars trängsta ställe svaveldioxid tillföres och löses i den i cirkulation lätta råsyran.For better utilization, fuel and / or combustion are preheated in the heat exchanger cyclone 21 and in the heat exchanger 17, respectively. the amplifier 24 essentially consists of an in a closed vessel nat venturi pipes, at the narrowest point of which sulfur dioxide is supplied and dissolved in the circulating light acid.

Det är inom uppfinningens ram möjligt att genomföra upp- värmningen av spjälkningsanläggningen direkt eller indirekt i lutförbränníngspannans 26 rökgasström. Det är vidare möjligt, att när ett minskat behov av syra erfordras i bisulfitlösníngen, ut- slussa en del MgSO3, som bildats i absorptionsanläggningen, från kemikaliecirkulationen och exempelvis vidarebearbeta det till svavelsyra.It is possible within the scope of the invention to carry out the heating of the digestion plant directly or indirectly in the flue gas boiler 26 flue gas stream. It is further possible, that when a reduced need for acid is required in the bisulfite solution, sluice some MgSO3, formed in the absorption plant, from the chemical circulation and, for example, further process it into sulfuric acid.

Claims (7)

447 736 -- Eategtkrav447 736 - Eategtkrav 1. Förfarande för utvinning av magnesiumbisulfit fran X svaveldioxidhaltiga avgaser från en lutförbränningspanna och ; magnesiumoxid, vid vilket förfarande absorptionen av svavel- NL dioxiden sker i åtminstone ett magnesiummonosulfitsteg och . atminstone ett magnesiumbisulfitsteg, vilka är kopplade efter varandra, varvid den svaveldioxidrika avgasen först ledes genom magnesiumbisulfitsteget och därefter genom magnesium- monosulfiteteget och varvid magnesiumoxiden i reglerade 'mängder omvandlas till magnesiumbisulfit via magnesiumsulfit, k ä n n e t e c k n a t därav, att den i överskott bildade mängden magnesiummonosulfit, som icke erfordras för magäësium- bisulfitframställningen, åtminstone delvis spjälkas till svaveldioxid och magnesiumoxid under inverkan av värme och att den bildade svaveldioxidsn löses i magnesiumbisulfitlösningen, medan erhallen magnesiumoxid eventuellt aterföres.till magnesiummonosulfitsteget.A process for extracting magnesium bisulphite from X sulfur dioxide-containing exhaust gases from an alkali incinerator and; magnesium oxide, in which process the absorption of the sulfur NL dioxide takes place in at least one magnesium monosulphite step and. at least one magnesium bisulfite stage, which are connected one after the other, the sulfur dioxide-rich exhaust gas first being passed through the magnesium bisulfite stage and then through the magnesium monosulfite stage and wherein the magnesium oxide is converted to magnesium bisulfite via magnesium sulphite, characterized in that the excess monosulfite formed which is not required for the magnesium bisulfite production, is at least partially decomposed into sulfur dioxide and magnesium oxide under the influence of heat and the sulfur dioxide formed is dissolved in the magnesium bisulfite solution, while the obtained magnesium oxide is optionally returned to the magnesium monosulfite step. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att det avdragna magnesiummonosulfitet utan tillsats ensamt spjälkas genom termisk spjälkning i temperatur- ~ intervallet mellan 500 och 900°C.2. A process according to claim 1, characterized in that the stripped magnesium monosulfity without addition alone is decomposed by thermal decomposition in the temperature range between 500 and 900 ° C. 3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att spjälkningen av monosulfitet sker med hjälp av en del av det värme, som frigöras i lutförbränningspannan.3. A method according to claim 2, characterized in that the cleavage of monosulfity takes place by means of a part of the heat which is released in the lye combustion boiler. 4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t s c k n a t därav, att magnesiummonosulfitet torkas före sin epjälkning,4. A process according to claim 2, characterized in that magnesium monosulfite is dried before its epilation, 5. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att spjälkningen av magneieummonosulfitet sker genom indirekt uppvärmning.Process according to Claim 2, characterized in that the cleavage of magnesium monosulfite takes place by indirect heating. 6. Förfarands enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att spjälkningen av magnesiummonoeulfitet sker i en gasström, som väsentligen består av svaveldioxid.6. A process according to claim 2, characterized in that the cleavage of magnesium monoeulfite takes place in a gas stream which consists essentially of sulfur dioxide. 7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n s t därav, att en delström av den bildade svaveldioxiden införas genom fina kanaler, speciellt fina urborrningar, i det _ v r trängsta tvärçnittet av en venturi-formad fallkanal och i I denna fallkanal bringas i kontakt med den i ett absorptions- 'f/ steg bildade magnesiumbisulfitlösningen, varigenom en upplös- ning eker av svaveldioxiden. ._____-.__-_-_____..7. A method according to claim 1, characterized in that a partial stream of the formed sulfur dioxide is introduced through fine channels, especially fine bores, in the narrowest cross-section of a venturi-shaped fall channel and in this fall channel is brought into contact with the in an absorption step formed the magnesium bisulfite solution, whereby a solution of the sulfur dioxide spoke. ._____-.__-_-_____ ..