Способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства Советский патент 1991 года по МПК D21C11/06 

Изобретение относится к технологии регенерации химикатов из промышленных отходов, в частности к извлечению серосодержащих соединений из газовых выбросов при очистке дымовых газов содорегенерационных котлоагрегатов (СРК) сульфатно- целлюлозного производства,

Целью изобретения является повышения степени регенерации сероводорода.

Способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства осуществляют путем обработки предварительно очищенных от пыли газов в две ступени, на первой из которых орошение проводят раствором пылевого уноса, а на второй ступени смесью сульфатного черного щелока, пылевого уноса и таллового масла при их соотношении (1,8- -9,2):(9-10):(0,02-0,10).

Положительный эффект, достигаемый при предлагаемом способе, обусловлен совместным (усиливающим друг друга) действием активных компонентов орошаюи(его раствора: черного сульфатного щелока, пылевого уноса (солей натрия) и таллового масла как в отношении процесса поглощения сероводорода (хемосорбции солями натрия), так и процесса последующего окисления поглощенного сероводорода (в форме гидросульфида натрия) в растворе, скорость и эффективность которого возрастают благодаря растворению в талловом масле ряда органических кислот и альдегидов из черного щелка, являющихся ингибиторами (замедлителями) процесса окисления гидросульфида натрия, предотвращающего выделение сероводорода из раствора. Помимо предотвращения выделения из раствора сероводорода, благодаря наличию в растворе таллового масла, уменьшается пенообразование при смешивании с раствором пылевого уноса черного сульфатного щелока снижается брызгоунос

СО

с

о XI

00 Ю

СА) VI

и, соответственно, увеличивается эффективность регенерации сероводорода.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Дымовые газы, выделяющиеся в про- цессе сжигания черного щелока в содореге- нерационном котлоагрегате 1, после электрофильтра (Э.Ф.) дымососом 2 транспортируют на первую ступень орошения для улавливания пылевых частиц и диоксида серы в скруббере 3. В качестве пылеулавливающего скруббера используют высокоэффективные турбулентные аппараты Вентури или эжекторные скрубберы Вентури (струйные газопромыватели), обеспечивающие эффек- тивность пылеулавливания не менее 80- 85%. Для орошения скруббера используют охлажденный в теплообменнике А циркулирующий раствор уловленных пылевых частиц, подаваемый в скруббер 3 насосом 5 из циркуляционного бака 6, с подпиткой из бака 11 содой или каустиком рН 9,3-9,5. Улавливание пылевых частиц и диоксида серы производят при величине удельного орошения 1,5-42,5 л/м дымовых газов.

Улавливание сероводорода осуществляют на второй ступени орошения в абсорбере 7. В качестве абсорбера используют полый или насадомный скруббер, скруббер с псевдоожиженной насадкой или эжектор- ный скруббер Вентури. Для орошения скруббера используют смесь циркулирующего раствора пылевого уноса, образовавшегося в результате доулавливания пылевых частиц на II ступени орошения, черного суль- фатного щелока и таллового масла, добавляемых в циркуляционный бак 8 соответственно из баков-мерников 9 и 10, орошение указанной смесью проводят в присутствии каустической или кальциниро- ванной соды, добавляемой из бака 11 для поддержания рН в пределах 9,3-9,5.

В абсорбере 7 происходит поглощение сероводорода и окисление образовавшегося гидросульфида натрия под действием кислорода, содержащегося в дымовых газах СРК, и комплекса веществ черного сульфат-4 ного щелока и таллового масла в растворе щелочного агента. Окончательное окисление гидросульфида натрия завершается в объеме циркуляционного бака-аэратора 8, в нижнюю часть которого для окисления гидросульфида натрия через перфорированные трубки подается сжатый воздух, нагнетаемый воздуходувкой 12.

Газожидкостная смесь из абсорбера 7 поступает в каплеуловитель 13 для отделения очищенных газов от отработанного орошающего раствора. Очищенные дымовые газы после каплеуловителя выбрасываются

через дымовую трубу 14 в атмосферу. Отработанный орошающий раствор, содержащий продукты окисления уловленного сероводорода - тиосульфонат натрия и частично элементарную серу, возвращаются в циркуляционный бак-аэратор 8,

При барботировании отработанной орошающей смеси сжатым воздухом благодаря наличию в растворе таллового масла в циркуляционном баке-аэраторе 8 создаются благоприятные условия для флотации образующейся в результате окисления гидросульфида натрия элементарной серы, Благодаря ускорению отвода из раствора элементарной серы, процесс окисления гидросульфида натрия ускоряется. Образовавшуюся в процессе флотации серную пену по специальному желобу отводят в приемник 15 пены, снабженный рубашкой для подачи пара, для плавления пены. Расплавленную водосерную смесь расслаивают во флорентине 16 на слой серы и слой воды и через раздельные штуцеры элементарную серу и воду выводят из системы для последующего использования серы в цикле основного производства.

Основную часть отработанного раствора из циркуляционного бака-аэратора 8 насосом 17 через теплообменник 18 вновь направляют на орошение абсорбера 7, т.е. система работает в режиме циркуляции. Благодаря ускорению окисления гидросульфида натрия в орошающем растворе в абсорбере 7 происходит поглощение сероводорода с высокой эффективностью.

Часть отработанного раствора (порядка 5%) отделяют от контура циркуляции и насосом 17 направляют в бак черного щелока или смеситель 19 сульфата для последующего использования при приготовлении варочного щелока.

Пример. Дымовые газы, образующиеся при сжигании черного щелока в СРК, а количестве 8000 нм3 сухого газа иг. 1 т целлюлозы, содержащие после электрофильтра 1,0 r/нм сухого газа пылевых частиц (преимущественно сульфата натрия), 0,1-1,0 г/нм3 сухого газа сероводорода, 1,0 г/нм3 сухого газа диоксида серы, 66 г/нм3 сухого газа кислорода (4,6 об.%) и 297 г/нм3 сухого газа (15 об. %) диоксида углерода при 130-150°С подают на предварительную обработку на I ступень орошения в скруббер 3, где происходит улавливание пылевых частиц, диоксида серы и частично сероводорода с эффективностью соответственно 85, 70 и 25%. Основную часть подскрубберного раствора через теплообменник вновь подают на орошение скруббера. Часть отработанного подскрубберного раствора из придонной области циркуляционного бака в виде пульпы, содержащей 8,2 кг на 1 т целлюлозы сульфата натрия, направляют в смеситель сульфата для последующего использования для приготовления варочного щелока.

Обеспыленные и охлажденные дымовые газы при 70°С подают на II ступень орошения и обрабатывают в полом абсорбере циркулирующим орошающим раствором, содержащим смесь пылевого уноса, уловленного из дымовых газов на II ступени очистки, черного сульфатного щелока и таллового масла в соотношении (9-10):(1,8- 9,2):(0,02-0,1) при величине удельного орошения 3,5-5,0 л/м дымовых газов. В результате непрерывной подпитки циркулирующего орошающего раствора свежим раствором содопродуктов (раствором соды или каустика с рН 12,5-14) величину рН циркулирующего раствора поддерживают на уровне 3,3-9,8.

Сероводород поглощают в абсорбере 7 орошающим раствором и одновременно окисляют до 80-85% в объеме абсорбера и более глубоко до 98-99% в объеме аэратора при продувке его сжатым воздухом, количество которого 2-4% от расхода дымовых газов. В результате совместного протекания процесса абсорбции и окисления достигается эффективность извлечения сероводорода из дымовых газов, равная 90%.

Газожидкостную смесь после абсорбера направляют в комбинированный гравитационно-инерционный каплеуловитель, откуда очищенные газы, содержащие не более 0,005-0,05 г/нм3 сухого газа сероводорода и 0.05 г/нм3 диоксида серы, через дымовую трубу выбрасывают в атмосферу.

Отработанный орошающий раствор в количестве 32,4 м на 1 т целлюлозы вновь подают на орошение скруббера. Часть отработанного раствора щелочного агента в количестве 1,7 м на 1 т целлюлозы подают в

0

5

0

5

смеситель сульфата, куда подают также 80- 100 кг на 1 т целлюлозы свежего сульфата натрия, а также 8,2 кг на 1 т целлюлозы сульфата натрия, уловленного с пылевым уносом на I ступени очистки, либо в бак черного щелока для последующего использования при приготовлении варочного щелока.

Результаты экспериментов по предлагаемому способу при различных соотношениях активных компонентов в орошающем растворе, а также по известному способу (опыт 22) приведены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить эффективность регенерации сероводорода из дымовых газов по сравнению с известным способом в среднем на 15%.

Раздельное введение черного сульфатного щелока и таллового масла приводит к снижению степени регенерации сероводорода (контрольные опыты 1-4).

Выход за пределы указанного соотношения приводит либо к снижению эффективности регенерации сероводорода, либо к неоправданному расходу реагентов без увеличения эффективности регенерации (контрольные опыты 5,6,8,11,16,17,19 и 21).

Формула изобретения Способ регенерации химикатов из дымовых газов сульфатно-целлюлозного производства путем орошения предварительно очищенных от пыли газов в две ступени с

использованием сульфатного черного щелока и раствора пылевого уноса, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации сероводорода, на первой ступени орошение проводят раствором

пылевого уноса, а на второй ступени смесью сульфатного черного щелока, раствора пылевого уноса и таллового масла в соотношении (1,8-9,2):(9-10):(0,02-0,10).

Продолжение таблицы

Изобретение относится к технологии регенерации химикатов из дымовых газов содорегенерационных котлов сульфатно- целлюлозного производства и позволяет повысить степень регенерации сероводорода. Предварительно очищенные от пыли газы подвергают орошению в 2 ступени, на первой из которых орошение проводят раствором пылевого уноса, а на второй - смесью сульфатного серного щелока, раствора пылевого уноса и таллового масла при их соотношении соответственно

Примечание. На первой ступени известного способа (опыт 22) используют чистый сульфатный щелок, перерасчет проведен исходя из сухого остатка неупаренного черного щелока, составляющего 18,0 мас.%.

Л

79 6 V

8