專利名稱：從制漿廢液回收化學(xué)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從制漿廢液回收化學(xué)品的方法;同時(shí)利用從該生產(chǎn)過程中釋放出來的能量，將制漿廢液輸進(jìn)一個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，該反應(yīng)器同時(shí)有非燃燒的外部熱能供應(yīng)。
在造紙和制漿工業(yè)中，由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的原因，目的是要再利用生產(chǎn)過程的化學(xué)品和能量。在用于此目的的回收過程為四部過程，即硫還原過程，分離無機(jī)產(chǎn)物過程，氧化有機(jī)物質(zhì)并產(chǎn)生能量的過程和將堿加工成有用形式的過程。這些過程可以作為分部過程進(jìn)行或可將幾個(gè)過程在同一步中完成。在現(xiàn)代的堿回收鍋爐，即Tomlinson鍋爐中是將前三個(gè)過程在一步中進(jìn)行，而堿性的加工是在后的苛化過程中進(jìn)行。
一般來說堿回收鍋爐限制了現(xiàn)存紙漿廠擴(kuò)展或增加產(chǎn)量的可能性。堿回收鍋爐的能力通常受到能夠通過其主氣區(qū)，同時(shí)又不帶進(jìn)太多的固體和顆粒漂浮物的氣體體積所限制。另一個(gè)限制可能是蒸汽部分的熱負(fù)荷。
堿回收鍋爐亦可能受到同時(shí)在化學(xué)品回收和燃燒兩者之間優(yōu)選的困難所限制。這意味著堿和硫?qū)?huì)有一定程度被釋放到氣相中。瑞典專利8302245-0提供解決此問題的一種方法，其中將整個(gè)回收過程分為三步。首先是一個(gè)高溫步驟，其中硫被還原并以熔融的形式取出，堿和有機(jī)物質(zhì)同時(shí)被氣化。在第二步將堿凝結(jié)，同時(shí)轉(zhuǎn)變成所需的形態(tài)，并在最后第三步中將從有機(jī)部分來的氣體燃燒而產(chǎn)生能量。因此上述發(fā)明的目的是要除去后面的堿加工過程。
在瑞典專利7204304-5中描述了從制漿廢液中回收化學(xué)品的另一方法。在此方法中，將熔融物和氣體在預(yù)反應(yīng)器中分離，此方法完全依靠從部分燃燒中放出的能量以獲得足夠高的溫度。在實(shí)踐上這會(huì)有較大的困難。假如部分熱水不充分的溫度將會(huì)太低而不能產(chǎn)生火焰。反之，其部分燃燒過頭的話硫和堿將隨著排出的氣體離去。
由于通過大量的實(shí)驗(yàn)，我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在制漿廢液裝置中，保持溫度在900-1100℃之間，在一定的氧氣分壓下，所有的硫和堿性會(huì)結(jié)合在熔融相中。
根據(jù)本發(fā)明，將回收過程分為三個(gè)分開的步驟。在第一步中，硫被還原并以熔融相和廢母液的無機(jī)部分一起被排出，而有機(jī)部分同時(shí)被氣化。將此步驟進(jìn)行優(yōu)選使得硫和堿基本上全部分離出來。在第二步中將氣體燃燒以產(chǎn)生能量。這可以通過很多種方法來達(dá)到，并可用于多種目的，既然氣體已完全從回收步驟中分離出來所以很容易再進(jìn)一步優(yōu)選處理。第三步是用常規(guī)的方法將堿加工成所需的形態(tài)。
在實(shí)施本發(fā)明的時(shí)候，將制漿廢液輸進(jìn)一個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，同時(shí)亦供給非燃燒的外部熱能。根據(jù)本發(fā)明的方法其特征在于反應(yīng)區(qū)域中的溫度和氧的分壓是分別獨(dú)立地控制的，而含碳物質(zhì)和/或含氫氧體均可能供應(yīng)到使得基本上所有的堿和硫結(jié)合在熔融相中，將熔融相和氣相分離并通過一個(gè)連接到反應(yīng)器的出口排出，同時(shí)將廢液的有機(jī)部分以氣體的形式排去。
可通過在一個(gè)等離子體發(fā)生器中加熱的一種富能氣體的有利形式供給外部能源。
在液體氣化器中溫度最好保持在900°-1100℃。
本方法最好以這樣的方式實(shí)施，即要使排出的熔融物主要含有Na2S，NaOH和Na2CO3;和使液體中所含的95%至100%的硫和堿在上述的溫度范圍和在一個(gè)給定的氧分壓下處于熔融相中。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，正如在瑞典專利SE8302245-9所描述的概念，是利用一種非燃燒的能源，因此使得在較早提出的根據(jù)瑞典專利SE7204304-5的方法中所出現(xiàn)的問題得以消除。
在使用一個(gè)等離子體發(fā)生器的特別實(shí)施方案中，意外地發(fā)現(xiàn)濃黑液的氣化反應(yīng)率極高，因此反應(yīng)器可以特別地設(shè)計(jì)成能夠使熔融相和氣體得到最大限度分離。
根據(jù)本發(fā)明，在蒸煮過程中精確地控制溫度的可能性會(huì)得到該等化返撓嘔ё槌?，而矒Q嵋蛉廴諳嗟娜鄣愫土鞫允夠厥詹街柚諧魷治侍狻 實(shí)例在實(shí)驗(yàn)裝置中將9千克濃黑液輸進(jìn)一個(gè)在等離子體發(fā)生器前的圓筒形反應(yīng)器中，該等離子體發(fā)生器位于圓筒形反應(yīng)器的切成線方向。每小時(shí)通過等離子發(fā)生器輸進(jìn)270標(biāo)米3的空氣。通過另一個(gè)切線方向入口每小時(shí)進(jìn)一步向過程通進(jìn)120標(biāo)米3的空氣。
濃黑液組成如下Na20.5%干料S4.5%干料H23.7%干料O237%干料C34%干料Cl0.3%干料65%干物質(zhì)并且量熱器熱值為13.89兆焦/千克干物質(zhì)反應(yīng)器溫度保持在1000℃。另需要1260千瓦的能量來保持此溫度以部分補(bǔ)充在反應(yīng)器中能量的損失。通過保持渦流數(shù)高于0.6和雷諾數(shù)高于18000，以及選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器尺寸可以達(dá)到基本上將熔融物100%分離。
在整個(gè)試驗(yàn)過程中將熔融物不斷地抽出，其量為每敘述147.5千克。分析結(jié)果如下NaOH2.1%Na2CO364.7%NaCl0.7%Na2S 31.5%得到一種具有如下干氣體組成的氣體CO16.8%Na0.03%CO213.0% NaOH 0.04%H223.5% NaCl 0.02%N246.6%假如為了減少能量的加入而增加空氣的量，Na2S將會(huì)很大程度被氧化-這是要盡量避免的。
權(quán)利要求
1.一種從制漿廢液回收化學(xué)品的方法，同時(shí)利用從該過程中釋放出來的能量，將制漿廢液輸進(jìn)一個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，同時(shí)供給非燃燒的外部熱能，其中在反應(yīng)區(qū)中的溫度和氧分壓分別獨(dú)立地通過控制上述的熱能供應(yīng)來調(diào)節(jié)，其中含碳物質(zhì)和/或含氧氣體的供應(yīng)使得基本上將所有的堿和硫結(jié)合在熔融相中，將熔融相和氣相分離并通過一個(gè)連接到反應(yīng)器的出口而排出；廢液的有機(jī)部分以氣體形式排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中外部能量是通過經(jīng)過一個(gè)等離子體發(fā)生器加熱的富能氣體的形式供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中在液體氣化器中的溫度保持在900°至1100℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4任何一項(xiàng)的方法，其中95至100%的堿和硫被結(jié)合在熔融相中。
全文摘要
為了從制漿廢液中回收化學(xué)品同時(shí)利用過程中釋放出的能量，將廢液輸送至一種反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，同時(shí)供給非燃燒的外部熱能，例如以一種經(jīng)一個(gè)等離子體發(fā)生器加熱的富能氣體的形式，反應(yīng)區(qū)的溫度和氧分壓可分別獨(dú)立地通過控制上述的熱能供應(yīng)來調(diào)節(jié)，也可能供應(yīng)含碳物質(zhì)和或含氧氣體使得基本上所有的堿和硫，即其95至100％結(jié)合在一個(gè)熔融相中，并將該熔融相和氣相分開，并通過一個(gè)連接到反應(yīng)器的出口排去，制漿廢液的有機(jī)部分以氣體的形式排出。
文檔編號D21CGK1030107SQ8810178
公開日1989年1月4日 申請日期1988年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月25日
發(fā)明者斯文·桑頓, 斯文·埃里克森, 拉爾斯·施蒂格桑 申請人:Skf血漿工程有限公司