Способ утилизации натрия и серы из отработанных щелоков Советский патент 1960 года по МПК C01B17/22 

Известен и широко применяется в промышленности способ утилизации натрия и серы из отработанных сульфит- и сульфатцеллюлозных щелоков путем насыщения углекислотой с отгонкой выделившегося сероводорода в две ступени и более.

Предлагаемый способ утилизации серы и натрия из отработанных щелоков, содержащих , а также карбонат и бикарбонат, заклю чается в том, что отогнанный при насыщении щелоков углекислотой газ сжигают в присутствии кислорода необогащенного воздуха, что обес печивает полное сгорание серы в SOg, остаточный газ после выделения SOz возвращается в процесс для насыщения щелоков в карбонизационной колонне, разделенной по меньшей мере на две ступени, причем в первую - со стороны жидкости ступень предварительной карбонизации подается остаточный после отделения SOz разбавленный газ с небольшим содержанием COs в соотнощении СО2: ( + Na2CO3) I.i. л сульфидную серу выделяют в последующих одной или нескольких ступенях отгонки путем насыщения газом с содержанием не менее 90% СО2, полученного путем обменной реакции кристаллического NaHCOs, отбираемого после охлаждения из ступени отгонки, с раствором NaHSOs, выпадающего при промывке выделенного из газа COz, с возвращением в иикл после отделения кристаллов МаНСОз маточника.

№,132138- 2 Ступень предварительной карбонизации тоже может :с,остоять из двух подступеней, из которых только 2-я (со стороны жидкости) заполняется газом,- содержащим С02 и свободным от кислорода.

Пример. 164 м «зеленого щелока, в котором растворено 7,5 т сернистого натрия и 7,1 т Карбоната натрия, подается (см. схему) по трубопроводу 1 в колонну предварительной карбонизации 2. Сюда же по трубопроводу 3 поступает газ следующего состава: 3900 нм СО, 17500 нм NZ, 2950 нм водяного пара.

Содержание углекислоты в газе, применяемом в ступени предварительно й ,карбонизации, составляет 18,2% в пересчете на сухой газ и 16,0% во влажном газе. В данном примере подается на предварительную карбонизацию такое большое количество газа, что отпадает необходимость в дополнительной подаче газа, содержащего углекислоту по трубопроводу 4. В ступени предварительной карбонизации абсорбируется только 70% всей поступающей углекислоты. Остальная углекислота, вместе с инертными компонентами газовой смеси (азот, водяной пар и др.) выводится через трубопровод 5. «Зеленый щелок, прошедщий предварительную карбонизацию и состоящий из Na2S- 1,25 т, МагСОз- 1,70 т, NaHS - 4,40 г, NaHCOs - 14,80 т, поступает в колонну отгонки 6, в которую снизу подводят в пересчете на сухой газ практически 100%-ную углекислоту, насыщенную при температуре от 70 до 85° водяным паром. Колонна отгонки служит также для предварительного подогрева щелока, который стекает в нейтрализатор 7. Горячие газы, содержащие углекислоту, отгоняют из прощедщего предварительную карбонизацию щелока сероуглерод, который по трубопроводу через ловушку 5 поступает на сжигание в камеру 9. Для покрытия недостатка серы в камере сгорания сжигают 2,16 т серы, поступающей из буферного сборника 10. Для регулирования температуры горения в камеру сгорания подают холодный газ с небольшим содержанием углекислоты. Топочные газы подвергаются окончательному сжиганию в дополнительной камере ///после чего их охлаждают в котле-утилизаторе 12 до 300°. Затем газ направляют в прямой водяной холодильник 13, где он охлаждается и промывается водой, циркулирующей при помощи насоса 14. Часть образующегося конденсата отбирается. В отдельных случаях когда это необходимо, можно горячий газ, имеющий после выхода из котла утилизатора 12 температуру около 300°, направить в испарительный холодильник 15, где он под действием воды охлаждается до - 140°. Охлажденйый газ направляют в контактный аппарат 16, где из содержащегося в нем сероводорода путем реакции обменного разложения с избыточным сернистым ангидридом получают элементарную серу; освобожденный от остаточного сероводорода газ поступает в прямой водяной холодильник /S. Затем охлажденный до 65° топочный газ поступает в конечный холодильник 17 и содержит: SOg - 3550 нм, СО-) - 4820 нм, N2 - 21620 НЛ43, НгО - 2310 нм.

Этот газ через воздуходувку IS направляют в двухступенчатую установку по абсорбции сернистого ангидрида, состоящую из промежуточного скруббера 19, противоточного скруббера 20, а также каплеуловителя 21. Основная масса сернистого ангидрида вымывается в промежуточном скруббере 19; образующийся при этом раствор, состоящий главным образом, из бисульфита, насосом 22 частично качается обрагно, а частично по трубопроводу через клапан 23 и теплообменник 24 возвращается в нейтрализатор 7.

Этот раствор бисульфита объемом 160 м содержит 31,5 т INaHSOsH 1,2гЫа28Оз.

В нейтрализаторе 7 псх:тупивший бисульфит в результате реакции

с подаваемым бикарбонатом натрия образует сульфит и практически 100%-ную углекислоту, причем последняя снова поступает обратно в колонну отгонки 6. Раствор сернистого натрия уходит в приемный сборник 25, откуда насосом 26 перекачивается сперва в теплообменник 24, а затем в конечный холодильник 27, после чего охлажденный раствор снова подают в противоточный скруббер 20, откуда вытекающий раствор, в котором часть поступившего сверху сульфита превратилась уже в бисульфит, направляется назад в промежуточный скруббер 19, откуда освобожденный уже от сернистого ангидрида топочный газ переводитсч, в свою очередь, в противоточный скруббер 20. По трубопроводу получают готовый сульфит натрия в количестве 160 ж раствора, содержащего 19,5 т NaaSOs и 0,7 т NaHCOsПредмет изобретения

1.Способ утилизации натрия и серы из отработанных щелоков, содержащих NagS, а также карбонат и бикарбонат, путем насыщения щелоков углекислотой и отгонки сероводорода не менее чем в 2 ступени, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, отогнанный при насыщении газ сжигают в присутствии кислорода необогащенного воздуха, после выделения из него SO2 возвращают в процесс для насыщения щелоков в карбонизационной колонне, разделенной на стороне газа, по меньшей мере, на две раздельных ступени, причем в первую со стороны жидкости ступень предварительной карбонизации подают остаточный после отделения SO2 газ с небольшим содержанием СОа в соотношении СО2: (Na2S + Ыа2СОз) 1 : 1, а сульфидную серу выделяют в последующей одной или нескольких ступенях отгонки путем насыщения газом с содержанием не менее 90% СОа, полученного путем обменной реакции кристаллического NaHCOa, отбираемого после охлаждения из ступени отгонки, и раствора NaHSOs, выпадающего при промывке выделенного из газа СО2, с возвращением в процесс маточника после отделения кристаллов NaHCOs.

2.Видоизменение способа по п. 1, отличающг(§ся тем, что ступень предварительной карбонизации может состоять из двух подступеней, из которых только вторую со стороны жидкости заполняют свободным от кислорода и содержащим СО2 газом.

- 3 -№ 132138