Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы

Изобретение относится к области производства целлюлозы. Достигаемый технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы. Поставленная задача достигается тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксид калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом, подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%. 3 пр.

 

Изобретение относится к области производства целлюлозы и может быть использовано для регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы.

Известен способ кислотно-щелочной переработки черного щелока сульфатного производства целлюлозы /Патент №2617569, МПК D21C 11/00, опубл. 25.04.2017, Казаков В.Г., Луканин П.В., Смирнова О.С./.

Суть способа заключается в том, что сульфатный раствор, полученный после выделения из черного щелока органических соединений в виде лигнина, подкислением раствора серной кислотой, обрабатывают солями щелочных металлов, например, КОН до РН≥7 и выпаривают с кристаллизацией солей до 100-500 г воды на 100 г сухих солей, при этом маточный раствор солей после разделения твердой и жидкой фаз и корректировки раствора, подачу его на абсорбцию сероводорода, направляют на варку технологической щепы, с сульфидностью 30%, а твердый продукт после его отделения и сушки выводят из процесса в качестве товарного продукта. Способ позволяет, при сохранении качества получаемого конечного продукта, упростить аппаратурно-технологическую схему процесса регенерации щелочей из черного щелока, повысить экологическую безопасность процесса переработки черных щелоков, осуществить диверсификацию производства.

К недостаткам описываемого способа следует отнести:

- при введении для нейтрализации каустической натриевой щелочи в результате выпаривания получают твердый сульфат натрия, который необходимо регенерировать для дальнейшего использования, имеющий низкий потребительский спрос;

- введение КОН не сказывается на качестве конечного продукта, но повышает коррозионную активность раствора, а большой расход дорогостоящего реагента и увеличение материальных потоков приводит к большим капитальным и эксплуатационным затратам;

- щелочной раствор, который после корректировки добавляют на варку технологической щепы имеет низкий % сульфидности - 30%, это сказывается на процессе делигнификации и увеличивает время варки до определенной степени провара.

Технической задачей является устранение указанных недостатков, а именно получение дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства целлюлозы, включающий подкисление черного щелока серной кислотой с выделением органических соединений, содержащих лигнин, с последующей нейтрализацией полученного раствора щелочью, выпаривание раствора в две ступени с получением твердой фазы готового продукта, сульфата калия и щелочного раствора, который абсорбируют сероводородом с получением белого щелока, направляемого на варку технологической щепы, отличающейся тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксида калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%.

Существенным отличием заявленного способа является неразрывная совокупность действий, изложенная в формуле изобретения, что позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в получение дополнительного продукта (сульфата калия) при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85%, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы.

Полученный твердый осадок обрабатывают раствором едкого калия. В результате обменной реакции между сульфатом натрия и раствором калийной щелочи по уравнению:

(NamKn)SO4+mKOH→K2SO4+mNaOH

образуются два продукта: твердый сульфат калия и раствор натриевой щелочи. При переработке твердого осадка путем его конверсии с раствором KOH полученную натриевую щелочь после дополнительной корректировки возвращают в процесс в качестве белого щелока на варку технологической щепы. Твердый продукт является ликвидным и может быть использован в виде удобрения сульфата калия.

Примеры реализации способа:

Пример 1

Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 122 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 500 г воды на 100 г сухих солей. Осадок сульфата натрия отфильтровывают и обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора 50% раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH: KOH 1:4, из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 60%. Время конверсии - 60 мин. Затем раствор фильтруют, в осадок сульфата калия переходит 82% K2SO4 (57% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 2 ступени, температура черного щелока 30°С, концентрация едкой щелочи 45%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 85%, который подают на варку технологической щепы.

Достигаемый эффект - получение раствора белого щелока с сульфидностью 85%. Получение сульфата калия 57% по К2О, что отвечает высоким требованиям к сульфату калия как удобрению. Таким образом, помимо реализации замкнутой системы переработки черного щелока, так же осуществляется диверсификация производства с получением дополнительных товарных продуктов.

Пример 2

Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 183 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 300 г воды на 100 г сухих солей, после этого раствор фильтруют и твердый осадок сульфата натрия обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора (50%) раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH:KOH 1:4 из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 60%. Время конверсии - 43 мин. Затем раствор фильтруют. В осадок сульфата калия переходит 82% K2SO4 (54% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 1 ступени, температура черного щелока 10°С, концентрация едкой щелочи 45%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 80%о, который подают на варку технологической щепы.

Достигаемый эффект - Получение раствора белого щелока с сульфидностью 80%. Получение сульфата калия 54% по К2О, что отвечает требованиям к сульфату калия как удобрению высокого качества.

При этом сокращается время конверсии и увеличивается производительность фильтрации в сравнении с условиями примера 1. Также сокращается количество ступеней абсорбера.

Пример 3

Маточный раствор лигнина после подкисления серной кислотой и нейтрализации гидроксидом натрия 146 г/дм3 упаривают до весового соотношения суспензии 500 г воды на 100 г сухих солей, после этого раствор фильтруют, и твердый осадок сульфата натрия обрабатывают в непрерывном режиме при помощи автодозатора 50% раствором гидроксида калия, в соотношении NaOH:KOH 1:4 из условия получения молярной доли калийной щелочи в суспензии 43%. Время конверсии - 60 мин. Затем раствор фильтруют, в осадок сульфата калия переходит 79% K2SO4 (55% К2О). Фильтрат, представляющий собой раствор едкой щелочи, подают на абсорбер, в который поступает сероводород со стадии подкисления черного щелока серной кислотой. Абсорбция осуществляется в 2 ступени, концентрация едкой щелочи 40%, в результате чего получается раствор белого щелока с сульфидностью 55%, который подают на варку технологической щепы.

Достигаемый эффект - получение раствора белого щелока с сульфидностью 55%. Получение сульфата калия (55%) по К2О, что отвечает требованиям к сульфату калия как удобрению. Дальнейшее уменьшение молярной доли калийной щелочи в суспензии приводит к существенному уменьшению выхода сульфата калия по К2О и перестает удовлетворять требованиям к сульфату калия как удобрению.

Таким образом, совокупность действий позволяет увеличить сульфидность белого щелока, что является положительной характеристикой процесса варки сульфатной целлюлозы, так как уменьшает продолжительность варки до определенной степени провара, облегчает процесс делигнификации, а также выход целлюлозы, а также позволяет сделать цикл замкнутым и осуществить деверсификацию производства. Реализация предлагаемого способа позволяет:

- регенерировать натриевую щелочь путем перевода в твердый осадок сульфата натрия с последующей его обработкой раствором сульфата калия.

При этом получают натриевую оборотную щелочь и дополнительно удобрительный сульфат калия. Такая диверсификация технологического процесса позволит существенно снизить себестоимость получения целлюлозы.

- технологический процесс выпаривания вести без ввода в него коррозионно - активной добавки в раствор в виде калийной щелочи, что позволяет изготавливать выпарные аппараты из обычной углеродистой стали;

- регенерация натриевой щелочи осуществляют в гидрохимическом процессе при низких капитальных и энергетических затратах. В предлагаемом процессе нет необходимости в содорегенерационных котлах, где процесс получения натриевой щелочи связан с получением плава щелочей и последующими технологическими переделами получения из него зеленого щелока, его переработки с использованием вращающихся печей и ввода в процесс извести. Кроме того, эти технологические переделы энергозатратны, характеризуются высокими капитальными вложениями и экологической опасностью производства.

Способ регенерации натриевых солей из раствора черного щелока при производстве сульфатной целлюлозы, включающий подкисление черного щелока серной кислотой с выделением органических соединений, содержащих лигнин, с последующей нейтрализацией полученного раствора щелочью, выпаривание раствора в две ступени с получением твердой фазы готового продукта, сульфата калия и щелочного раствора, который абсорбируют сероводородом с получением белого щелока, направляемого на варку технологической щепы, отличающийся тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксид калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом, подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85%.



 

Похожие патенты:

Химический регенерационный котел, включает в себя топку, содержащую переднюю стенку, заднюю стенку, содержащую пережим, по меньшей мере один пароперегреватель, расположенный в верхней части топки, причем химический регенерационный котел дополнительно включает в себя систему экранных труб, содержащую наклонно расположенную секцию экранных труб, размещенную перед/под по меньшей мере одним пароперегревателем в топке, причем наклонно расположенная секция экранных труб содержит экранные трубы, поднимающиеся: либо от передней стенки к задней стенке и выполненных с возможностью поворота назад на повороте от задней стенки и прохождения наклонно вверх от задней стенки, либо от задней стенки к передней стенке и выполненные с возможностью поворота назад на повороте от передней стенки и прохождения наклонно вверх от передней стенки, и причем система экранных труб дополнительно содержит вертикально расположенную секцию экранных труб, проходящую от наклонно расположенной секции экранных труб.

Объектом настоящего изобретения является новый способ использования содержащего лигнин материала, отделенного от использованного раствора сульфатной варки (черного щелока), путем (а) подкисления этого раствора или его части до значения pH не меньше чем 7, осаждая тем самым твердые частицы, (b) отделения осажденных твердых частиц от сопутствующей жидкости и (с) подвергания отделенного таким образом материала промывочному процессу, имеющему следующие существенные особенности: (i) отделенный материал промывается с помощью водной среды или водных сред на одной или более стадиях, (ii) на каждой стадии промывки промывочная среда содержит в растворенной форме существенные количества одной или более добавленных солей натрия, и (iii) общая концентрация добавленных солей натрия в промывочной среде на каждой стадии промывки превышает 3 мас.%, предпочтительно превышает 5 мас.% и наиболее предпочтительно превышает 10 мас.%.

Предмет настоящего изобретения представляет собой новый способ обработки использованного промывочного раствора, получаемого в результате промывания лигнина, который подвергается осаждению, а затем отделяется от использованного щелочного варочного раствора.

Изобретение относится к производству целлюлозы для химической переработки и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ получения целлюлозы для нитрования, включающий кислую варку целлюлозосодержащего сырья сульфитным варочным раствором, нейтрализацию отработанного кислого варочного раствора отработанным щелочным раствором, горячее облагораживание продукта варки гидроксидом натрия и последующую многоступенчатую отбелку, в качестве щелочного раствора для нейтрализации отработанного кислого варочного раствора используют смесь отработанного щелочного раствора от предыдущей ступени пероксидной отбелки и обессмоливателя, взятого в количестве 0,015-0,020% от массы а.с.

Рассматриваются способ и фильтр щелока.Способ подачи уплотняющей среды в уплотнение фильтра щелока в установке подщелачивания производства целлюлозы, в котором уплотнение выполнено с возможностью уплотнения вала фильтра, и в котором уплотнение содержит уплотнительную втулку, обеспеченную внутренней уплотняющей зоной, образованной внутренним уплотняющим элементом и наружным уплотняющим элементом и пространством между ними, к которой подведен первый канал уплотняющей среды для подачи уплотняющей среды.

Способ каустификации зеленого щелока в сульфатном или крафт-процессе производства целлюлозы, при котором зеленый щелок, состоящий из водного раствора карбоната натрия в качестве основного компонента и сульфида натрия, в аппарате для гашения извести смешивается с оксидом кальция и в каустификаторе (10) подвергается превращению в водную суспензию, содержащую гидроксид натрия и карбонат кальция в качестве основных компонентов, причем эта суспензия отфильтровывается на первом фильтре (19) и затем от двух до трех раз после разбавления водой в разбавительном резервуаре (21, 25) с целью отделения суспендированных в ней твердых веществ направляется через дополнительные фильтры (22, 26) и фильтруется, согласно изобретению в водную суспензию после первого отделения карбоната кальция в качестве основного компонента и оксида кальция в качестве побочного компонента по меньшей мере во время разбавления в разбавительном резервуаре (18, 21, 25) и, в частности, в этом разбавительном резервуаре или резервуарах (21, 25) перед вторым и/или третьим фильтром (22, 26) добавляется диоксид углерода.

Изобретение относится к способу и системе для отделения лигнина от лигнинсодержащей жидкостной среды, такой как черный щелочной раствор, получаемый на предприятии переработки целлюлозы, и к обработке отделенного лигнина.

Данное изобретение относится к способу обработки жидких потоков на целлюлозном заводе. Способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе, в котором устройство включает блок подготовки древесины, блок получения небеленой целлюлозы, в котором осуществляют стадии варки, промывки, сортировки и кислородной делигнификации для получения целлюлозной массы, блок отбеливания для отбеливания полученной целлюлозной массы, блок химической регенерации, пресспат, регенерационный котел, генерирующий продувочную воду котла, выпарную установку, генерирующую конденсаты, установку обработки сточных вод и установку водоподготовки.

Изобретение относится к способу обработки жидких потоков на целлюлозном заводе. Устройство включает процесс варки для получения целлюлозной массы; по меньшей мере одну стадию промывки для промывки указанной целлюлозной массы; по меньшей мере одну стадию отбеливания для отбеливания промытой целлюлозной массы; установку обработки сточной воды, включающую по меньшей мере одну стадию очистки, для очистки стоков; и установку водоподготовки, включающую по меньшей мере одну стадию очистки; а способ включает направление жидкого потока, содержащего часть очищенных стоков, поступающих из установки обработки сточных вод, и/или часть технологических вод, на указанную по меньшей мере одну стадию очистки установки водоподготовки, для очистки жидкого потока в указанном по меньшей мере одном блоке очистки установки водоподготовки, для получения пригодной для повторного использования воды; и использование указанной пригодной для повторного использования воды в качестве технологической воды по меньшей мере в одном процессе и/или на стадии процесса целлюлозного завода.

Изобретение относится к способу обработки жидких потоков на целлюлозном заводе. Способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе, при котором устройство включает: процесс варки для получения целлюлозной массы, по меньшей мере одну стадию промывки для промывки целлюлозной массы, по меньшей мере одну стадию отбелки для отбелки целлюлозной массы, установку обработки сточных вод, установку водоподготовки и блок подготовки древесины.

Изобретение относится к области производства целлюлозы. Достигаемый технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении дополнительного продукта при снижении коррозионной активности раствора путем введения гидроксида натрия, при одновременном улучшении процесса варки и качества целлюлозы за счет повышения сульфидности белого щелока 55-85, тем самым осуществляется диверсификация производства при сохранении качества варки целлюлозы. Поставленная задача достигается тем, что нейтрализацию раствора после выделения органических соединений осуществляют гидроксидом натрия, направляемым со стадии абсорбции щелочного раствора, а после второй ступени выпаривания вводят гидроксид калия при соотношении NaOH:KOH 1:4, с получением готового продукта сульфата калия, причем щелочной раствор абсорбируют сероводородом, подаваемым со стадии подкисления черного щелока с получением белого щелока при сульфидности 55-85. 3 пр.

Наверх