Изобретение относится к способам выделения сероводорода из зеленого щелока, образующегося в результате растворения сульфидно-содового плава при сжигании сульфатных щелоков, сульфидных щелоков или их смесей.
Известен способ выделения сероводорода из зеленого щелока (патент СССР V , кл. D 21 С 11/06, 1981), включающий предварительную карбонизацию зеленого щелока газом, содержащим диоксид углерода, последующее выделение из полученного раствора сероводорода и карбоната натрия в присутствии водяного пара и бикарбоната натрия при пониженном давлении в несколько стадий, причем первую стадию проводят после предварительной карбонизации с частичным выделением серо- . водорода, а последующие стадии осуществляют путем противоточного контактирования реакционной смеси с паром с последующим возвратом пара, содержащего сероводород на первую стадию, разделение полученного раствора карбоната на части, одну из которых обрабатывают газом, содержащим диоксид углерода, с образованием бикарбоната натрия, который возвращают на стадию выделения сероводорода, а другую обрабатывают двуокисью серы с получением раствора сульфита натрия.
Недостатком способа является низкая эффективность выделения сероводорода, связанная со значительными затратами пара на его выделение, и сложность аппаратурно-технологического оформления процесса выделения сероводорода .
Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения сероводорода из зеленого щелока (патент СССР Г 1228792,кл. D 21 С 11/06, 1978), включающий предварительную карбонизацию зеленого щелока охлажденным газом, содержащим диоксид углерода, по5
(Л
о i
следующее выделение из полученного раствора сероводорода и карбоната натрия в условиях вакуума в присутствии водяного пара и бикарбоната натрия, причем выделение сероводорода (отгонку) проводят при температуре, значение которой на ниже точки росы газа, содержащего диоксид углерода, т.е. при 5-80вС, но не выше 70°С, а для получения пара используют избыточное тепло раствора, применяемого для охлаждения газа, содержащего диоксид углерода, разделение полученного раствора карбоната натрия на две части, одну из которых обрабатывают газом, содержащим диоксид углерода с образованием бикарбоната натрия, который возвращают на стадию выделения сероводорода, а другую направляют на приготовление растворов для варки целлюлозы.
К недостаткам способа относится высокий расход пара на отгонку сероводорода из карбонизированного зеленого щелока.
Цель изобретения состоит в сокращении расхода пара на выделение сероводорода из зеленого щелока.
Поставленная цель достигается тем, что в способе выделения сероводорода из зеленого щелока, который включает обработку зеленого щелока топочными газами, содержащими диоксид углерода (карбонизация) с образованием бикарбоната натрия и бисульфида натрия и отгонку сероводорода из карбонизированного щелока при нагревании в присутствии водяного пара, отгонку водяного пара осуществляют при избыточном давлении и температуре отгонки на 1- 20°С выше температуры кипения карбонизированного щелока.
Предлагаемый способ обеспечивает существенное сокращение расхода тепла на выделение сероводорода из зеленого щелока. Это связано со спецификой химического взаимодействия компонентов зеленого щелока. С ростом температуры равновесие протекающих в зеленом щелоке химических реакций сдвигается в сторону образования молеку- лярно растворенного сероводорода, что приводит к увеличению его содержания в растворе и в парах, выходящих со стадии выделения сероводорода. Последнее обстоятельство позволяет существенно сократить расход водяного пара на выделение сероводорода. Влияние температуры на равновесие химических реакций, протекающих в зеленом щелоке, имеет сложный характер и в достаточной степени не исследована. Максимальный эффект сокращения расхода водяного пара обеспечивается в случае,, когда температура на стадии выделения сероводорода на 1-20°С превышает температуру кипения карбо - низированного зеленого щелока. При значении указанной разности температур менее 19С резко возрастает расход пара на выделение сероводорода. Значение разности температур более 20 С нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшей экономии тепла на выделение сероводорода.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходный зеленый щелок отделяют от взвешенных веществ, охлаждают до С и при этой температуре проводят карбонизацию газом, содержащим диоксид углерода
2Na2S+H70+C02 - ZHaHS+Na CO,
Далее карбонизационный щелок и бикарбонат натрия, получаемый по реакции
- 2NaHCOJt
подают на стадию выделения сероводорода
NaHS+NaHCOj - Na COj+l S t .
Выделение сероводорода проводят при избыточном давлении на 0,1-0,8 ат выше атмосферного. Температура на этой стадии на 1-20°С превышает температуру кипения карбонизированного зеленого щелока. Выделение сероводорода проводят в присутствии водяного пара. Сероводород выделяют в виде па- рогазовой смеси, которую направляют в конденсатор для отделения паров воды. Выходящий из конденсатора сероводород подают на сжигание до диоксида кислорода или получение элементарной серы. Зеленый щелок со стадии выделения сероводорода направляют на приготовление варочных растворов.
Исследования провопят на лабораторной установке непрерывного действия, включающей два насадочных абсорбера, заполненных кольцами Рашига, одно из которых имеет диаметр 100 мм и высоту 1200 мм, другой - диаметр 200 мм и высоту 800 мм. Первый абсорбер используют для карбонизации зеленого щелока, другой - для выделения сероводорода из карбонизированного щелока.
Исходный зеленый щелок имеет следующий состав: общая щелочность 180 г/л в ед. и сульфидность 581 или 5,4 моль/ч и 7,4 моль/ч. Расход подаваемого зеленого щелока на карбони- зацию 4,3 л/ч.
Зеленый щелок указанного состава подают в верхнюю часть первого абсорбера, в нижнюю часть подают диоксид углерода. Карбонизированный щелок из первого абсорбера подают на стадию выделения сероводорода во второй абсорбер, работающий при повышенных температуре и давлении. Параметры осуществления процесса представлены в таблице. Температура кипения карбонизированного щелока составляет .
Выходящую из абсорбера парогазовую смесь, содержащую сероводород, конденсируют .конденсат возвращают на ороше- ние второго абсорбера , а неконденсируемый газ (сероводород) - на сжигание или поглощение щелочью. Параллельно в аналогичных условиях осуществляют выделение сероводорода по известному способу. Количество выделяемого серо- водорода составляет 6,5 моль/ч.
Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода пара на выделение сероводорода до 2,8-3,5 кг/ч против 4,5 кг/ч по прототипу. При значении разности температур ниже 1°С затраты пара на выделение сероводорода увели- чиваются до 4,3 кг/ч. Увеличение разности температур свыше 20°С нецелесообразно, так как не приводит к снижению расхода пара на выделение сероводорода при одинаковом количестве выделяемого сероводорода.
Формула изобретения
Способ выделения сероводорода из зеленого щелока целлюлозного производства, включающий карбонизацию щелока топочными газами, содержащими диоксид углерода, с образованием бикарбоната натрия и бисульфита натрия и отгонку сероводорода из карбонизированного щелока при нагревании в присутствии водяного пара, отличающий - с я тем, что, с целью сокращения расхода пара, отгонку сероводорода осуществляют при избыточном давлении и температуре, превышающей на 1-20 С температуру кипения карбонизированного щелока.
Изобретение относится к технологии выделения сероводорода из зеленых щелоков целлюлозного производства и позволяет сократить расход пара. Зеленый щелок подвергают карбонизации топочными газами, содержащими диоксид углерода, с образованием бикарбоната натрия и бисульфида натрия. Затем из карбонизированного щелока отгоняют сероводород при избыточном давлении и температуре, превышающей на 1-20 С температуру кипения карбонизирующего щелока. 1 табл.
