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Verfahren zur direkten Verschwelung von Sulfitzellstoff-Ablauge Verfahren
zur Verschwelung von Sulfitzellstoff Ablaugen sind bekannt. Bei dem bekannten Verfahren
wird aus einer dünnen. Sulfitablauge durch eine Kalkkochung, möglichst unter Druck,
die Ligninsubstanz und das Calciumsulfit ausgefällt, der Niederschlag abgepreßt
und die zurückbleibende Lösung von Monosachariden u. dgl. mit Kalk und Natronlauge
versetzt. Diese Mischung wird sodann zur Trockne oder Breiform gebracht und destilliert,
während der Ligninniederschlag für sich verbrannt wird. Nach der Schwelung verbleibt
ein Rückstand einer Mischung von Koks mit Kalk und Natronsalzen. Dieser wird verbrannt
und zuvor oder nachher ausgelaugt, wobei man eine Sodalösung erhält, die kaustifiziert
und neuer zu verarbeitender Sulfitablauge zugesetzt wird, nachdem aus dieser mit
Kalk durch eine Kochung die Ligninsubstanz usw. ausgefällt worden ist. Nach der
Auslaugung des Schwelrückstandes verbleibt noch ein Kalkrest, der Calciumsulfid
enthält, das'in an sich bekannter Weise auf Schwefelwasserstoff verarbeitet werden
kann.
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Diese Verfahren haben sich in der Technik aber nicht bewährt. Es verursacht
die Ausfällung der Ligninsubstanz aus der Rohlauge einen großen Verbrauch an Ätzkalk
und Wärme. Dann ist die Schwelausbeute bei der -Trockendestillation der Restlösung
nur sehr gering, einmal dadurch, daß die aus dem Lignin gewinnbaren Schwelprodukte
verlorengehen, und weiter dadurch, daß der feuchte Niederschlag sehr viel von der
zu verwertenden Lösung festhält und Versuche, durch Auswaschen die Reste der Lösung
aus dem Ligninniederschlag zu beseitigen, daran scheiterten, daß die zu schwelende
Lösung stark verdünnt wurde, was ihre Eindampfung unwirtschaftlich machte. Ferner
muß die Lösung der Nichtligninstoffe noch mit einer wässerigen Lösung von Natronsalzen
versetzt werden, was eine weitere Verdampfarbeit überschüssigen Wassers bedingt.
Schließlich ist der Gehalt des Rückstandes an brennbarer Substanz bei der Regenerierung
der Natronsalze durch das Fehlen der gesamten Ligninsubstanz so gering, daß der
Rückstand freiwillig nicht mehr brennt und eine Zusatzfeuerung erforderlich macht.
Auch ist es kaum möglich, aus der Asche des Verbrennungsrückstandes Schwefel in
irgendeiner Form wirtschaftlich zu gewinnen, da dessen Gehalt im Schwelrückstand
nur wenige Prozente beträgt und es z. B. nicht gelingt, ihn aus dem Kalkschlamm
durch Kohlensäure frei zu machen.
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Diese Nachteile der bekannten Schwelverfahren für Sulfitablauge vermeidet
die neue Erfindung, nach der die Rohsulfitablauge nicht erst durch einen Kalkzusatz
und eine Kochung in zwei Teile zerlegt, sondern vielmehr direkt der Verschwelung
zugeführt
wird. Die Ablauge wird erfindungsgemäß ohne Vorbehandlung
auf eine solche Konzentration eingedickt, daß sich eben noch Ätzkalk darin ablöscht.
Erfindungsgemäß wird jedoch nicht frischer Ätzkalk im laufenden Verfahren zugesetzt,
sondern der Aschenrückstand, der sich nach der Verbrennung des Schwelkokses ergibt.
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Die Arbeitsweise nach der Erfindung ist folgende: Die Sulfitablauge
wird beispielsweise mit solchen Mengen Alkali- und Calciumsalzen versetzt, daß der
Schwelrückstand diese ungefähr in dem Verhältnis ihrer chemischen Äquivalente enthält.
Es läßt sich aber kein allgemein gültiges Mischungsverhältnis -angeben, weil alle
Zellstoffablaugen verschiedene Zusammensetzung haben; die Mengen der Beimischungen
sind daher schwankend. Dieser Schwelrückstand enthält außerdem Kohlenstoff in Form
von Schwelkoks.
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Dieses Gemisch wird bei Temperaturen um iooo° C reduzierend verbrannt.
Dabei wird in erster Reaktionsstufe Alkali teilweise als Sulfid erhalten, und in
zweiter Stufe reagiert das Sulfid mit dem gleichzeitig sich bildenden Calciumcarbonat
nach dem Schema: Na2S + CaCOs-Na2COg -i- CaS. Es wird nun ein Teil des Calciumcarbonats
zu dieser Reaktion verbraucht. Die Hauptmenge des Kalks wird weiterhin nach dem
Schema: CäC03-Ca0 + C02 kaustifiziert. Gleichzeitig wird aller Kohlenstoff des Schwelkokses
verbrannt. Die Abgase der Veibrennung werden zur Dampferzeugung und/oder zu anderen
Zwecken verwertet.
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Die Verbrennung des Schwelrückstandes wird in einem Drehofen nach
Art der Sodadrehöfen oder erfindungsgemäß auf einem besonderen Ketten- oder Wanderrost
als Dampfkesselfeuerung vorgenommen. Je nach dem Gehalt des Schwelrückstandes an
Kohlensubstanz bzw. Heizwert ist Zusatzfeuerung erforderlich oder nicht nötig.
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Der Verbrennungsrückstand besteht nun aus Alkalicarbonat, - Calciumsulfid
und Calciumoxyd. Er wird zerkleinert und ohne weiteres zu neuer zu verschwelender,
mehr oder weniger stark eingedickter Sulfitablauge zugesetzt, wobei das Calciumoxyd
ablöscht und dann das Alkalicarbonat kaustisch macht.
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Naturgemäß bereichert sich der Verbrennungsrückstand im Laufe der
Zeit immer mehr mit Calciumsulfid, das unlöslich ist. Ebenso nimmt durch den Kalkgehalt
der Sulfitablauge auch die Menge des Verbrennungsrückstandes zu. Es ist deshalb
zweckmäßig, nach oftmaligem Kreislauf der Alkali-und Calciumsalze folgendermaßen
zu verfahren; doch bildet dies keinen Teil der Erfindung.
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Ein Teil des Verbrennungsrückstandes wird mit Wasser in der Weise
ausgelaugt, daß eine möglichst konzentrierte Alkalisalzlösung entsteht, welche mehr
oder weniger kaustisch ist. Die Alkalilösung wird von den unlöslichen Kalksalzen
getrennt und zur neu zu verschwelenden Sülfitablauge zugesetzt. Die Calciumsalze
enthalten durch dieses Verfahren große Mengen von Sulfid. Aus diesen wird nach dem
bereits bekannten Verfahren Schwefelwasserstoff frei gemacht.
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Die Schwefelwasserstoffgase werden in die in jeder Sulfitzellstoffabrik
vorhandenen Anlagen zur Herstellung von Schwefeldioxyd eingeleitet, z. B. Kiesröstöfen
oder Schwefelverbrennungsöfen. Hier verbrennt der Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxyd,
welches wie üblich verwendet wird.
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Der Kalkschlammrückstand nach der Entschwefelung gelangt im Bedarfsfalle
mit Mischung mit frischem Ätzkalk ganz oder teilweise zur Mischung mit neu zu verschwelender
Sulfitablauge oder wird auf Halden gestapelt und kann nach entsprechender Ablagerung
für landwirtschaftliche Zwecke verwertet werden.
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Diese Arbeitsweise bringt gegenüber den bisher bekannten Verfahren
eine Reihe von Vorteilen. Sie erlaubt es, Sulfitablauge, d. h. Ablauge von mit Calciumbisulfit
und schwefliger Säure hergestelltem Zellstoff, zu schwelen, ohne zuvor die Ablauge
mit Ätzkalk u. dgl. zu behandeln oder in mehrere Einzelsubstanzen zerlegen zu müssen.
Bisher war es nur möglich, nach der Ausfällung von Lignin und Calciumsulfit solche
Ablauge zu schwelen.
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Die neue Arbeitsweise gibt einen Weg an, um ohne Zusatz von wässerigen
Lösungen den Schwelvorgang auszuführen, während bisher wässerige Lösungen von Ätznatron
dem Schwelgut zugesetzt werden mußten. Das bedeutet eine große Ersparnis an Wärme
und Arbeit, weil bedeutend geringere Mengen Wasser zu verdampfen sind. Ferner ist
es nicht mehr erforderlich, dem Schwelrückstand Brennstoffe zuzuführen, um ihn zu
verbrennen, da erfindungsgemäß das Lignin verkokt im Schwelrückstand verbleibt,
während bisher der Schwelrest arm an Brennstoff war.
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Der Schwelrückstand wird ferner erfindungsgemäß zwecks Natrongewinnung
nicht ausgelaugt, sondern als solcher neu zu verarbeitender Ablauge zugesetzt. Die
@ bisher erheblichen Verluste an Natriumsalzen bei der Extraktion der Schwelrückstände
werden daher vermieden.