SE501347C2 - Framställning av vitlut med förhöjd och/eller minskad sulfiditet - Google Patents

Description

15 20 25 30 501 347 2 Därtill åstadkommer uppfinningen vitlut med minskad sulfiditet.

Vitlut med minskad sulfiditet kan exempelvis användas som kemikalie vid framställning av blekt massa av ved.

Beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning avser ett sätt att vid kemikalieåter- vinning i en sulfatmassaprocess framställa vitlut med förhöjd och/eller minskad sulfiditet. Sättet innebär att en kalcium- sulfidrik smälta av oorganiska kemikalier, som bildats vid samtidig förbränning av svartlut och bearbetning av mesa, behandlas med en vattenhaltig lösning, varefter kalciumsulfiden i smältan föreligger i fast form och övriga kemikalier i lösning, varpå den fasta kalciumsulfiden avskiljes, och a) den bildade lösningen bearbetas som en grönlut på i och för sig känt sätt till bildning av vitlut med minskad sulfiditet, varpå eventuellt b) den avskiljda fasta kalciumsulfiden (CaS) blandas med önskad mängd vitlut, varvid vitlutens [OH'] reagerar med CaS enligt reaktionsformeln casm + H20 + [zon-j > cawmzß) + [ns] + [om] till bildning av vitlut med förhöjd sulfiditet och fast Ca(OH)2, som avskiljes.

Såsom inledningsvis angivits kan en kalciumsulfidrik smälta av oorganiska kemikalier erhållas vid samtidig förbränning av svartlut och bearbetning av mesa, vilket beskrivits i en patentansökan med titeln "Svartlutsförbränning" som inlämnats samtidigt med föreliggande ansökan.

Förbränningen. kan ha skett i en lutförbränningsanläggning, vilken kan vara en konventionell sodapanna, men kan också vara en lutförgasningsanläggning.

Med uttrycket "den bildade lösningen bearbetas som en grönlut på i och för sig känt sätt till bildning av vitlut med minskad sulfiditet" avses i beskrivningen och de efterföljande patent- 10 15 20 25 35 5Û1 347 3 kraven att den bildade lösningen bearbetas på ett sätt som är känt för' bearbetning av grönlut till vitlut. Med ”förhöjd sulfiditet" och "minskad sulfiditet" i vitluten avses en jämförelse med sulfiditeten hos vitlut som tidigare framställts på konventionellt sätt.

I en.utföringsfor¶1av sättet enligt uppfinningen vidarebearbetas den vid sättet avskilda fasta Ca(0H)¿ genom att den sättes till den, efter avskiljning av den fasta sulfiden, bildade lösningen och bearbetas genom kausticering enligt reaktionsformeln cammzm + [cof] ___» cacom) + [zofr] och den fasta CaCOu9, mesan avskiljes, varigenom en vitlut med minskad sulfiditet erhålles.

I en annan utföringsform av uppfinningen är den i sättet använda vattenhaltiga lösningen vatten. Enligt ytterligare en annan utföringsform är den vattenhaltiga lösningen svaglut. Svaglut är en svagt alkalisk lösning som exempelvis erhållits vid tvättning av i konventionell kausticering avskild mesa (CaCO3).

Enligt ännu en annan utföringsfornxav uppfinningen avskiljes den fasta sulfiden genom filtrering.

Beskrivning av kemikalieåtervinninq i en sulfatmassanrocess vid tillämpning av uppfinningen.

I en.sulfatmassaprocess återfinns huvudparten.av kokkemikalierna tillsammans med ur veden löst organiskt material i svartluten (returluten), som efter indunstning till brännbar torrhalt, förbränns i en lutförbränningsanläggning, som vanligen är en sodapanna, men också kan vara en lutförgasningsanläggning.

I lutförbränningsprocessen återvinns huvuddelen av kokkemika- lierna ur en smälta som bildas vid förbränningen och som sedan transporteras till en lösare för upplösning i en svagt alkalisk lösning (svaglut). (Svagluten har vanligen erhållits vid tvättning av i kausticeringsanläggning avskild mesa (CaCO3)). 10 15 20 25 30 501 347 4 alkaliska innehåller i huvudsak natriumföreningar, varvid tillgängligt svavel till 90-95% föreligger som NaHS, och resterande mängd natrium föreligger i huvudsak som Nafïä.

Den i sodalösaren erhållna lösningen (grönlut) Grönluten brukar renas från fasta processämnen och tillförs därefter kausticeringsprocessen, där bränd kalk (CaO) tillsättes i sådan mängd att 80-85% av Na§K% omvandlas till NaOH enligt formeln: NazCOw) + H20 + CaOß) i 2Na0Hm + CaCOm) Efter avskiljning av bildat fast CaCC5 (mesa) erhålles en starkt alkalisk lösning (vitlut), vars för kokprocessen aktiva kemika- lier är NaHS och NaOH. Vitlutens sulfiditet, dvs förhållandet mellan sulfid- och hydroxidjoner, bestämms i huvudsak av för- hållandet S/Na2i.den från lutförbränningen upplösta oorganiska kemikaliesmältan.

I vissa lutförgasningsprocesser sker förbränningen på ett sådant sätt att sulfiden i huvudsak erhålles i gasfasen som svavelväte (E55) och avskiljes i en gasreningsanläggning medelst skrubbning med en alkalisk lösning, så att den renade gasen håller låg halt sulfid före förbränning i gaspannan. Den alkaliska lösningen till skrubbern kan antingen bestå av hydroxid eller karbonat, i båda fallen ökar behovet av bränd kalk (CaO) utöver än vad som skulle behövas om NaSH erhölls på konventionellt sätt av Nazs i en kemikaliesmälta från sodapanna. Ökningen av behovet av bränd kalk står i relation till mängden EQS som tas upp i skrubber- vätskan.

Skrubbning: H2S(g) + OH' <==* HS' + H20 eller Hzsw, + C032' f--* Hs' + Hco; Släckning: CâOß) + H20 F* Ca(OH)2(S) l0 15 20 25 35 501 347 Neutralisering: cawmm) + zaco; \-_--* cacom) + cof' + 21120 Kausticering: camnyus) + C032' f---* cawom) + zon- Den i föreliggande uppfinning använda kalciumsulfidrika smältan av oorganiska kemikalier härstammar från samtidig förbränning av svartlut och bearbetning av mesa (CaCOfi.

Oberoende av om detta skett i en sodapanna eller en lutför- gasare, erhålles de oorganiska kemikalierna i smält form, där vid närvaro av CaC03, följande reaktioner sker: 3. cao + Nazs --> cas + Nazo < 8oo°c De angivna temperaturerna är mycket ungefärliga, och kan beroende på olika omständigheter variera med exempelvis 1 70°C.

I en lutförgasare som arbetar i ett temperaturområde där sulfiden i normala fall lämnar förgasaren som EQS och övriga oorganiska kemikalier i fast form, kommer, om CaCO3 tillförs svartluten i molförhållandet S/Ca = 1, sulfiden att erhållas som CaS och lämna förgasaren i fast form i likhet med. övriga oorganiska kemikalier. I lutförgasaren sker då reaktion enligt formel l ovan.

Om svaglut användes som vattenhaltig lösning vid behandling av den.kalciumsulfidrika smältan enligt uppfinningen kommer'CaS att vara i fast form, om inte [OH']-halten i lösningen är så hög att CaS omvandlas till NaHS eller Nq§ i lösaren, vilket inte är fallet om NaZS-halten i kemikaliesmältan från förbrännings- anläggningen är låg eller om den fasta CaS avskiljes innan den hinner omvandlas till Na¿S. 10 15 20 25 30 501 347 6 Om den vattenhaltiga lösningen som användes vid föreliggande uppfinning för behandling av den kalciumsulfidrika smältan är vatten, kommer lösningen visserligen att bli något alkalisk, men fara för att CaS skall omvandlas till Na2S innan den avskiljs i fast form minskas avsevärt eller elimineras helt.

CaS avskiljes, t ex genom filtrering, och den renade, Na§X%- rika lösningen går till kausticeringsanläggning, där en vitlut med minskad (låg) [HS']-halt erhålles.

Den avskiljda CaS blandas med önskad mängd av den framställda vitluten eller annan vitlut, t ex i ett reaktionskärl, varvid vidlutens [0H'] reagerar med CaS enligt formeln: 4. CaS(9 +-E50 + [20H'] --> Ca(0H)2ß) + [HS'] + [0H'] Den fasta fasen (Ca(OH)2) avskiljes exempelvis genom filtrering, varigenom en vitlut med förhöjd (hög) sulfiditet erhålles.

Den avskiljda fasta fasen, Ca(0H)2, kan sedan återcirkuleras till grönluten och kausticeras enligt formeln: 5. caqolnm) + [cofq -> cacous, + [zolr] Den därvid uppkomna fasta mesan (CaC03) avskiljes, t ex i en filteranläggning, och kan återföras, efter tvättning, till förbränningsanläggningen, där den kan förbrännas med svartlut.

Vid avskiljning av mesan erhålles en vitlut med minskad (låg) [nsq-halc.

Av formeln 5 ovan framgår att [OH'], som förbrukats vid fram- ställning av vitlut med förhöjd sulfiditet enligt uppfinningen, formel 4, återskapats vid kausticeringen, utan att tillsättning av bränd kalk (Ca0) behövt göras. Sålunda kan framställningen av vitlut med förhöjd och/eller minskad sulfiditet ske utan ökning av mängden bränd kalk.

Claims (5)

10 15 20 25 30 501 347 7 PATENTKRAV

1. Sätt att vid kemikalieåtervinning i en sulfatmassaprocess framställa vitlut med förhöjd och/eller minskad sulfiditet, k ä n n e t e c k n a t därav, att en kalciumsulfidrik smälta av oorganiska kemikalier, som bildats vid samtidig förbränning av svartlut och bearbetning av mesa, behandlades med en vattenhaltig lösning, varefter kalcium- sulfiden i smältan föreligger i fast form och övriga kemikalier i lösning, varpå den fasta kalciumsulfiden avskiljes, och a) den bildade lösningen bearbetas som en grönlut på i och för sig känt sätt till bildning av vitlut med minskad sulfiditet, varpå eventuellt b) den avskiljda fasta kalciumsulfiden (CaS) blandas med önskad mängd vitlut, varvid vitlutens [OH'] reagerar med CaS enligt reaktionsformeln casß) + H20 + [zon-g > cammzm + [ns] + [off] till bildning av vitlut med förhöjd sulfiditet och fast Ca(0H)2, som avskiljes.

2. Sätt enligt kravet 1, den avskiljda fasta Ca(OH)2 sättes till den, efter avskiljning k ä n n e t e c k n a t därav, att av den fasta sulfiden, bildade lösningen och bearbetas genom kausticering enligt reaktionsformeln cawmm, + [cof] ---> cacous) + [zorr] och den fasta CaCOu9, mesan, avskiljes, varigenom en vitlut med minskad sulfiditet erhålles.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att den vattenhaltiga lösningen är vatten.

4. Sätt enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att den vattenhaltiga lösningen är svaglut. k ä n n e t e c k n a t därav, att avskiljningen av den fasta sulfiden utförs genom

5. Sätt enligt något av kraven 1-4, filtrering.