СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЧЕРНОГО ЩЁЛОКА Советский патент 1974 года по МПК D21C11/04 D21C11/12 

1

Изобретение относится к способам сжигания преимущественно черного щелока и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при регенерации химикатов сульфат-целлюлозного производства.

Известен способ сжигания черного щелока в процессе его регенерации путем предварительной сушки исходного черного щелока и его газ1,ф11ыац1И (во время газификации происходит восстановление сульфата натрия в сульфид) с получением жидкого плава, который растворяют, и газообразных продуктов, которые сжигают. Такой способ не позволяет достигнуть высокой степени восстановления сульфата натрия до сульфида вследствие того, что кислород дутьевого воздуха, подаваемого в слой, неизбежно окисляет конечный продукт - сульфид - до сульфата. Кроме того, известный способ не предусматривает очистку газовых продуктов от взвешанных частиц.

С целью улучшения процесса предложено газообразные продукты перед сжиганием подвергать при температуре до 1000°С контактированию с жидким плавом.

Дополнительное контактирование при температуре до 1000°С газообразных продуктов и жидкого плава, полученных в результате предварительной газификации черного щелока, обеспечивает довосстановление сульфата

натрия до сульфида, получение полисульфида и очистку газа от взвешанных частиц.

Процесс проводят следующим образом. Упаренный и подогретый черный щелок в виде

брызг подают в газификациониый аппарат. Капли щелока подают на дно его и, соприкасаясь на пути со встречным потоком горячих газов, теряет влагу. В нижней части аппарата образуется пористый углеродно-солевой

слой, в который нагнетают снизу подогретый воздух или кислород с расходом, позволяющим за счет неполного сгорания углерода обеспечить приток тепла на сушку щелока, пиролиз органической массы, плавление минеральных солей, восстановление сульфата натрия и газификацию горючей массы щелока. Из протекающих здесь реакций существенное значение имеют следующие:

С + О, СО,

+ 0,5O2-f СОа - Ка.,СОз+0,552 (газ) Na,S -f 1,50 + СО : , + SO,

2С + 2SO, - 200 + Sa (газ) -f 2SOa :: + S (газ) + 0,50 + 0,5S, (газ).

Углерод горит в месте подвода воздуха к слою огарка. Выделяющиеся горючие газы иоступают в верхние зоны слоя огарка, а в восстановительную газоконтактную камеру сливается горячий жидкий плав.

Кислород воздуха расходуется полностью в очагах горения на дне газификационного аппарата, поэтому в верхней части слоя огарка поддерживается восстановительная газовая среда и протекают, в основном, следующие химические реакции:

COj + С 2СО

+ СО СОа + На

Na-jSO, + 2С NajS + 200.,

+ 4СО -- Na,S + 400

Na.SO + 4H., z Na,S + 4H,O

Na,S + HjO + CO., , + H,S.

Таким образом, газ, выходящий из газификационного аппарата и поступающий в восстановительную газоконтактную камеру, состоит главным образом из окиси углерода, водорода, сернистого ангидрида, углекислого газа, сероводорода, водяного пара и азота. Вследствие того, что окись углерода и водород являются активными восстановителями, при контакте газов с плавом и восстановительной газоконтактной камере оставшийся сульфат натрия превращается в сульфид по реакциям:

NajSO4+4CO Na,S + 4СО, NagSO + 4Hj ::: + 4Н.,О.

Кроме того, в результате взаимодействия газообразной серы с плавом образуются полисульфиды:

Na,S + , Na,S„.

Одновременно с восстановлением сульфата и образованием полисульфидов натрия за счет контакта газов с плавом происходит и очистка их от унесенных из газифицированного аппарата твердых частиц. Ведение процессов газификации и восстановления в отдельных аппаратах позволяет поддерживать температуру в них на уровне не более 1000°С, чтобы не допустить сублимацию солей. Горючие газы, образовавшиеся при газификации и

пропущенные сквозь плав, сжигают в специальной топке, приспособленной для газообразного топлива. С целью снижения потерь серы с дымовыми газами и уменьшения выброса в атмосферу ядовитых дурнопахнущих газов применяют рециркуляцию дымовых газов - часть их, содержащая и дурнопахнущие газы, после парового котлоагрегата возвращ ается в слой огарка в газификационном аппарате и смешиваются с газообразными продуктами газификации, а дурнопахнущие газы разлагаются, выделяя серу, которая возвращается в плав, образуя полисульфиды натрия, когда газовая смесь поступает в восстановительную газоконтактную камеру. Неразложившаяся часть дурнопахнущих газов сгорает в топке котла вместе с продуктами газификации.

Выделение серы из дурнопахнущих газов происходит по следующим реакциям:

2С + 2SO,, 2СОа + Sz (газ) NajS + 280 - NajSO + S, (газ) + 0,5О, HjO + 0,582 (газ).

ВозвраЩается сера в плав по следующей реакции:

Na,8 + S,:z.Na,8«.

Таким образом, предложенный способ, предусматривающий использование дополнительной обработки жидкого плава газообразными продуктами газификации, позволяет наиболее полно восстанавливать сульфат натрия в сульфид, извлекать газообразную серу образованием полисульфидов с одновременной очисткой газообразных продуктов газификации от механических примесей.

Предмет изобретения

Способ сжигания черного щелока в процессе его регенерации путем предварительной сушки исходного черного щелока, его газификации с получением жидкого плава, который

5 растворяют, и газообразных продуктов, которые сжигают, отличающийся тем, что, с целью улучшения процесса, газообразные продукты перед сжиганием подвергают при температуре до 1000°С контактированию с жидКИМ плавом.