SU1228792A3 - Способ регенерации тепла отход щих газов от сжигани отработанного щелока варки целлюлозы на натриевом основании - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам регенерации тепла отход щих газов, получаемых при сжигании отработанного щелока варки целлюлозы на натриевом основании.

Предлагаемым способом может быть регенерировано тепло от сжигани  отработанных и4елоков, используемых в различных варочных процессах - сульфатном, нейтрально-сульфитном и других.

Цель изобретени  - повышение степени регенерации тепла.

Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом.

Газы сначала промывают раствором, содержащим карбонат натри , затем охлаждают и примен ют дл  карбонизации карбоната натри  в б икарбонат натри . Последний взаимодействует с раствором бисульфида натри , получаемого путем предварительной карбонизации водного раствора плава, получаемого от сжигании отработанного щелока, в карбонат натри  и сероводород , который отгон ют из раствора )При повышенной температуре в услови х вакуума.

Гор чие дымовые газы с температурой 120 - 160°С, содержащие двуокись серы и двуокись углерода, сначала промывают раство ром карбоната натри ,, который нагреваетс , поглоща  двуокись серы из газов, которые одновременно охлаждаютс . Поглощенна  двуокись серы реагирует с карбонатом натри  так, что образуетс  главным образом сульфит натри , который може быть использован дл  варки целлюлозы Ча сть отработанного раствора отвод т обратно на стадию промывки.

Промытые газы, содержащие двуокис углерода, охлаждают водой перед примнением дл  предварительной карбонизации зеленого щелока и карбонизации раствора карбоната натри . Охлаждени газов провод т до 20-40 с.

Раствор бисульфида натри , полученный при предварительной .карбониза ции, и раствор бикарбоната натри , полученный при карбонизации, нагревают и направл ют на стадию отгонки, где образуютс  карбонат натри  и сероводород . Последний отгон ют из расвора при повышенной температуре в услови х вакуума.

Согласно изобретению тепло, содержащеес  в дымовых газах, примен етс  дл  нагрева подлежащего отгонке раст1

2287922

вора при температуре отгонки, котора  устанавливаетс  с помощью вакуума ниже точки росы дымовых газов. Передача тепла в отгон емый, раствор осуществл етс  путем циркул ции жидкости, примен емой дл  промывки дымовых газов , причем температура раствора, подлежащего отгонке, ниже, чем прежде , предпочтительно ниже 70 с.

Вследствие этого нет необходимости вводить пар на стадии отгонки. Кроме того, значительно улучшаетс  экономичность процесса. Охлаждение промытых дымовых газов до температуры 20- 40 С, необходимое дл  предварительной карбонизации и карбонизации, не требует большого расхода тепла, так как дьЕмовые газы эффективно охлаждаютс  уже на стадии промывки и сброс тепла уменьшаетс .

Более низка  температура на стадии отгонки (на 5-40°С ниже температуры точки росы) замедл ет реакцию перехода бикарбоната натри  в карбонат натри , что обеспечивает достаточное количество бикарбоната натри  на стадии отгонки дл  реагировани  с бисульфидом натри , следовательно, увеличиваетс  выход сероводорода.

На чертеже показано устройство дл  реализации предлагаемого способа.

В результате сжигани  густого щелока получаетс  плав, который раствор ют в воде дл  получени  зеленого щелока. Сухие твердые вещества удал ютс  из зелёного щелока осветлением. Осветленный зеленый щелок 1 перека- чивают в предварительный карбониза- тор 2, где обрабатывают противоточно дымовыми газами.

Сульфид натри  зеленого щелока реагирует с двуокисью углерода дымовых газов и частично или полностью карбонизируетс  в бисульфит натри 

и зеленьй щелок подаетс  на отгонку , где обрабатываетс  бикарбонатом натри  3. Освободившийс  сероводород 4 переводитс  из жидкой фазы в газовую и выводитс  из колонны паром, получаемым путем циркул ции через теплообменник 5, устанавлива  рабочее давление вакуум-насосом 6 так, чтобы рабочее давление в отделителе Н S 7 было на 5-40 С ниже точки росы дымо вых газов, поступающих в охладитель 8 дымовых газов. Отделенный сероводород 4 направл ют в печь дл  сжигани  серы.

Раствор 9 из отделител  7 направл ют в отделитель 10 кристаллов, из-которого кристаллы соды 11 перевод т в карбопизатор 12, и маточный раствор 13 сбрасывают.

Дымовые газы 14 и 15, необходимые дл  предварительного карбонизатора 2 и карбонизатора 12, промываютс  и охлаждаютс  на первой стадии путем циркул ции циркул ционной жидкости 16 через теплообменник 5 отделител  HjS обратно по линии 17 в охладитель 8 дымовых газов, который также служит как промывочна  стади  дымовых газов.

Дымовые газы охлаждаютс  водой 18 на вторичной стадии охлаждени  19 до температуры 20-40 с, требуемой процессом .

Если нет необходимости кристаллизовать соду, то теплообменник может быть заменен оборудованием дл  расширени , парова  сторона которого соедин етс  с паровым пространством отделител  HjS 7, из которого циркулирующа  жидкость 1-6 возвращаетс  после расши- рени  по линии 17 в охладитель 8.

Пример 1. Из содового бойлера при температуре 150°С вывод т 29000 нм влажных газов/ч, которые содержат двуокись серы (0,31% сухих газов, что соответствует 1,8 кмоль/ч) а также двуокись углерода (19,4% сухих газов, что соответствует 110 кмоль/ч). Топочные газы подают к промывке топочных газов, где соз- даетс  температура 85°С (точка росы) Дл  промывки топочных газов направл етс  избыточное количество, полученное от отделени  сероводорода, которое содержит 11,7 кмоль Ыа2СОз/ч и 2,2 кмоль NaHCOj/ч. Во врем  промывки расходуетс  карбонат натри  в соответствии с реакцией

Эг,

, Na SO,+СО,

в количестве, эквивалентном сероводороду , т.е. 1,8 кмоль/ч. Со стадии промывки вытекает раствор, содержащий , кмоль/ч: , 9,9; На,80э 1,8 и NaHCO 2,2.

4,5 т пара/ч, требуемого дл  отделени  сероводорода, создаетс  посредством расширени  циркулирующей жидкости со стадии промывки топочных газов. Дл  расширени  направл етс  250 циркулирующей жидкости при температуре 73 С. 1Диркулирующа  жидкость расшир етс  до создани  давлени  отделенной части сероводорода , 63°С,

соответствующего температуре т.е. на 22 С ниже температуры точки росы. Дл  расширени  при используетс  4,5 т пара/ч дл  отде- левш  сероводорода, и 245,5 возвращаетс  на стадию промывки при температуре 63°С. Циркулирующа  жидкость на стадии промывки, станов сь теплее, охлаждает топочные газы от температуры точки росы (85 С) до 82°С.

Топочные газы охлаждают водой на стадии отделени  еще ниже до температуры 20-40 С, требуемой дл  карбо- низau и и бикарбонизации.

Из содового бойлера выводитс 

4. водного раствора (сырой раствор, концентраци  Na.O 180 г с сернистостью 58%, соответствующей

5.4кмоль/ч и 7,4 кмоль/ч

Na: S. Дл  предварительной карбонизации сырого раствора расходуетс  0,5х х7,4 кмоль 3,7 кмоль двуокиси углерода/ч по реакции

S+H 0+CO,,.;C03 +2NaHS.

Требуетс  610 нм топочных газов/ч , когда скорость абсорбции двуокиси углерода 70%.

Необходимый бикарбонат дл  отделени  сероводорода получаетс  с помощь основного потока топочных газов на стадии карбонизации в соответствии с реакцией

Na.jCO,+CQ.. 2NaHCO, .

При карбонизации со скоростью абсорбции 6% абсорбируетс  6,3 кмоль СОг/ч, что соответствует (2x6,3 кмоль) 12,6 кмоль бикарбоната/ч. Дл  карбонизации направл етс  со стадии отгонки 11,7 кмоль Na COj/ч и 2,2 кмоль NaHCO /ч,. благодар  чему дл  отделени  сероводорода направл етс 

14,8

кмоль /ч.

NaHCO,/ч и 5,4 кмоль

Дл  отделени  сероводорода при- Тонке в соответствии с реакцией

NaHS+NaHC03- Na,2 СО, +Е,, S необходимо по крайней мере такое количество бикарбоната натри , которое равно количеству бисульфида натри , т.е. 7,4 кмоль/ч. Используетс  избыточное количество бикарбоната, Однако дл  того, чтобы заставить бисульфид реагировать до сероводорода как можно более полно, при отделении сероводорода бикарбонат вдобавок к сероводороду , полученному по основной ре5 12287926

, расходуетс  в побочной реакцииП р н м е р 2. Процесс рсччмгерации

2NaHCO - Na2COa+C02- -H,,0,тепла осуще.стпл ют аркплогично соответствующей количеству бикарбона-РУ 1, но температура точки росы то- та 4,4 кмоль/ч. Отделение сероводоро-почных газов составл ет , а от- да осуществл етс  при 63°С путемj гонку ведут при 31°С, т.е. на 40 С ни- установлени  соответствующего пони-«е температуры точки росы, женного давлени  на стадии отгонки.Пример 3. Процесс регенерации благодар  чему необходимый дл  отде-тепла осуществл ;от аналогично приме- лени  сероводорода пар в количествеРУ 1, но температура точки росы то- 4,5 т/ч получаетс  посредством расши-to;почных газов составл ет 68 С, отгон- рени  циркулирующей жидкости со ста-ку ведут при 63°С, т.е. на ниже дии промывки.температуры точки росы.

Claims (1)

1. (5.4) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ СЖИГАНИЯ ОТРАБОТАННОГО ЩЕЛОКА ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА НАТРИЕВОМ ОСНОВАНИИ, включающий промывку газов раствором, содержащим карбонат натрия, охлаждение их, от вод отработанного раствора, карбонизацию карбоната натрия с образованием раствора бикарбоната натрия, взаимодействие последнего с бисульфидом натрия, нагревание полученного раствора и отгонку сероводорода при повышенной температуре в условиях вакуума, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации тепла, нагревание раствора бикарбоната натрия и бисульфида натрия осуществляют отработанным раствором от промывки газов, содержащим карбонат натрия, а отгонку проводят при температуре, значение которой на

   5-40°С ниже температуры точки росы отходящих газов.