Способ регенерации извести при производстве сульфатной целлюлозы Российский патент 2021 года по МПК D21C11/00 

Предлагаемое изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации извести при производстве сульфатной целлюлозы.

Известен способ переработки черного щелока сульфатного производства целлюлозы [Ю.Н. Непенин. Производство сульфатной целлюлозы Том II 2-е издание. - 1990 г. - С. 511].

Черный щелок - это раствор, полученный после варки целлюлозы, являющийся смесью органических 60-70% и минеральных 30-40% веществ.

Суть способа заключается в том, что в качестве топлива для обжига шлама в известерегенерационной печи (ИРП) используют древесные отходы влажностью около 55%, которые непосредственно примешивают к шламу известняка.

Способ позволяет использовать древесные отходы, которые образуются на целлюлозно-бумажных заводах. Кроме того, происходит частичная, на 75-80%, замена мазута на экологически чистое топливо. При этом производительность печи не снижается и качество обожженной извести не ухудшается.

К недостаткам описываемого способа следует отнести:

- использование сырых древесных отходов, которые имеют низкую калорийность, высокую влажность и наличие, в том числе твердого мусора;

- необходимость дополнительной сортировки и подготовки к использованию древесных отходов.

Технической задачей является устранение указанных недостатков, а именно, повышение производительности регенерации извести за счет дополнительной переработки черного щелока, образованного в процессе варки целлюлозы, путем обработки дымовыми газами ИРП с получением лигно-углеводного комплекса (ЛУК), использованного в качестве биотоплива для повышения калорийности топлива в ИРП при одновременном сокращении мазута и утилизации отходов производства.

Поставленная задача достигается тем, что в способе регенерации извести при получении сульфатной целлюлозы, включающий варку целлюлозы, сжигание черного щелока, растворение плава с образованием зеленого щелока, гашение извести, причем не более 20% черного щелока, полученного после варки целлюлозы, осаждают дымовыми газами под давлением 3-7 атм от известерегенерационной печи до рН 7-8 при температуре 20-40°С, полученный лигноуглеводный комплекс, состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, смешивают со шламом, влажность 50-55%, при соотношении 2:1 перед подачей в известерегенерационную печь, а также смешивают полученный лигноуглеводный комплекс с измельченными древесными опилками перед их переработкой в древесные и древесноугольные брикеты, подающиеся в известерегенерационную печь в качестве топлива для замены мазута на 75-80%.

Существенным отличием заявленного способа является неразрывная совокупность действий, изложенная в формуле изобретения, что позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в дополнительной переработке черного щелока, образованного в процессе варки целлюлозы, путем обработки дымовыми газами ИРП с получением ЛУКа, использованного в качестве биотоплива для повышения калорийности топлива в ИРП при одновременном сокращении мазута и утилизации отходов производства.

Примеры реализации способа:

Пример 1

После варки 1 т целлюлозы, полученный черного щелок 1,085 т частично, 90%, сжигают, получают растворенный плав с образованием зеленого щелока, и отправляют его на гашение извести, а частично, 10%, осаждают лигноуглеводный комплекс дымовыми газами от ИРП при давлении 3-7 атм, которые отсасывают дымососом из загрузочного конца при температуре 100°С, с последующим сжатием и охлаждением до 20-40°С. Полученный ЛУК, состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, с рН 7-8 смешивают со шламом, при соотношении 2:1 (4 т ЛУК: 2 т шлама), перед подачей в ИРП, для обезвоживания и промывки. Полученный шлам с влажностью 50-55% подают винтовым конвейером. По мере движения полученного шлама в ИРП он разогревается и при температуре 200°С воспламеняется, и регенерированная известь в виде окатышей выходит после ИРП из разгрузочного конца и питателем дозированно ее подают в холодильный барабан. С холодного конца печи через форсунку подают мазут для горения и измельченные до пылевидного состояния древесноугольные брикеты.

Достигаемый эффект – высокая эффективность процесса, переход на возобновляемые источники энергии, улучшение экологической безопасности производства. Обеспечение ИРП хорошо обезвоженным шламом с содержанием оксида натрия менее 1%, за счет использования ЛУКа, который осаждают дымовыми газами от ИРП до рН 7-8. Это, в свою очередь, уменьшает образование колец на стенках ИРП. При этом получают хорошо гранулированный шлам, что способствует равномерному обжигу с небольшим содержанием пыли. Применение ЛУК и измельченного древесноугольного брикета позволяет заменить мазут на 75-80%.

Пример 2

После варки 1 т целлюлозы, из полученного черного щелока 1,085 т частично, 85%, сжигают, получают растворенный плав с образованием зеленого щелока, и отправляют его на гашение извести, а частично, частично, 15%, осаждают лигноуглеводный комплекс дымовыми газами от ИРП, при давлении 3-7 атм, которые отсасывают дымососом из загрузочного конца при температуре 100°С, с последующим сжатием и охлаждением до 20-40°С. Полученный ЛУК состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, с рН 7-8 смешивают со шламом, при соотношении 2:1 (4 т ЛУК: 2 т шлама), перед подачей в ИРП, для обезвоживания и промывки. Полученный шлам с влажностью 50-55% подают винтовым конвейером. По мере движения полученного шлам в ИРП он разогревается и при температуре 200°С воспламеняется, и регенерированная известь в виде окатышей выходит после ИРП из разгрузочного конца и питателем дозированно ее подают в холодильный барабан. С противоположного конца печи через форсунку подают мазут для горения и измельченный до пылевидного состояния древесноугольные брикеты.

Достигаемый эффект – высокая эффективность процесса, переход на возобновляемые источники энергии, возможность уменьшить количества подаваемого мазут в ИРП, так как подаваемый со шламом ЛУК способен разогревать шлам до 1200°С, что приводит к улучшение экологической безопасности производства. Применение ЛУК и измельченного древесноугольного брикета позволяет заменить мазут на 75-80%.

Пример 3

После варки 1 т целлюлозы, из полученного черного щелока 1,085 т частично, 80%, сжигают, получают растворенный плав с образованием зеленого щелока, и отправляют его на гашение извести, а частично, 20%, осаждают лигноуглеводный комплекс дымовыми газами от ИРП, под давлением 3-7 атм, которые отсасывают дымососом из загрузочного конца при температуре 100°С, с последующим сжатием и охлаждением до 20-40°С. Полученный ЛУК состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, с рН 7-8 смешивают со шламом, при соотношении 2:1 (4 т ЛУК: 2 т шлама), перед подачей в ИРП, для обезвоживания и промывки. Полученный шлам с влажностью 50- 55% подают винтовым конвейером. По мере движения полученного шлам в ИРП он разогревается и при температуре 200°С воспламеняется, и регенерированная известь в виде окатышей выходит после ИРП из разгрузочного конца и питателем дозированно ее подают в холодильный барабан. С противоположного конца печи через форсунку подают мазут для горения и измельченный до пылевидного состояния древесноугольные брикеты.

Достигаемый эффект – высокая эффективность процесса, переход на возобновляемые источники энергии, улучшение экологической безопасности производства. Обеспечение ИРП хорошо обезвоженным шламом с содержанием оксида натрия менее 1%, за счет использования ЛУКа, который осаждают дымовыми газами от ИРП до рН 7-8. Это, в свою очередь, уменьшает образование колец на стенках ИРП. При этом получается хорошо гранулированный шлам, что способствует равномерному обжигу с небольшим содержанием пыли.

Таким образом, совокупность действий позволяет повысить эффект регенерации извести за счет увеличения теплотворной способности процесса, использование избытка черного щелока в качестве замены ископаемого топлива. Смешивание ЛУКа со шламом в соотношении 2:1 обеспечивает возможность замены мазута на измельченные древесноугольные брикеты, теплота сгорания которых 34-35 МДж/кг. Теплота сгорания при этом не понижается, она составляет 40 МДж/кг, тогда как теплота сгорания ЛУКа 25-27 МДж/кг, а мазута 39-41 МДж/кг.

Реализация предлагаемого способа позволяет:

- уменьшить отходы производства, за счет использования ЛУКа в качестве биотоплива и упрощение аппаратурно-технологической схемы, при осаждении ЛУК дымовыми газами от ИРП;

- уменьшить «карбоновый след» от производства за счет частичной замены ископаемого топлива на биотопливо;

- сделать замкнутое производство, так как отходящие газы можно использовать для осаждения ЛУКа.

Предлагаемое изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации извести при производстве сульфатной целлюлозы. Достигаемый технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении производительности регенерации извести за счет дополнительной переработки черного щелока, образованного в процессе варки целлюлозы, путем обработки дымовыми газами ИРП с получением лигноуглеводного комплекса (ЛУК), использованного в качестве биотоплива для повышения калорийности топлива в ИРП при одновременном сокращении мазута и утилизации отходов производства. Поставленная задача достигается тем, что в способе регенерации извести при получении сульфатной целлюлозы, включающем варку целлюлозы, сжигание черного щелока, растворение плава с образованием зеленого щелока, гашение извести и промывание шлама, влажностью 50-55%, отличающемся тем, что не более 20% черного щелока, полученного после варки целлюлозы, осаждают дымовыми газами под давлением 3-7 атм от известерегенерационной печи до рН 7-8 при температуре 20-40°С, полученный лигноуглеводный комплекс, состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, смешивают со шламом, влажность 50-55%, при соотношении 2:1 перед подачей в известерегенерационную печь, а также смешивают полученный лигноуглеводный комплекс с измельченными древесными опилками перед их переработкой в древесные и древесноугольные брикеты, подающиеся в известерегенерационную печь в качестве топлива для замены мазута на 75-80%. 3 пр.

Способ регенерации извести при получении сульфатной целлюлозы, включающий варку целлюлозы, сжигание черного щелока, растворение плава с образованием зеленого щелока, гашение извести, отличающийся тем, что не более 20% черного щелока, полученного после варки целлюлозы, осаждают дымовыми газами под давлением 3-7 атм от известерегенерационной печи до рН 7-8 при температуре 20-40°С, полученный лигноуглеводный комплекс, состоящий из смеси органических веществ фенольной природы с зольностью 1-1,5%, смешивают со шламом, влажность 50-55%, при соотношении 2:1 перед подачей в известерегенерационную печь, а также смешивают полученный лигноуглеводный комплекс с измельченными древесными опилками перед их переработкой в древесные и древесноугольные брикеты, подающиеся в известерегенерационную печь в качестве топлива для замены мазута на 75-80%.