способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы

Формула изобретения

Способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий взаимодействие сернистого ангидрида с получением готового бисульфитного раствора с рН 3,0-5,0 и долей связанного диоксида серы 47-55% в две ступени, на одной из которых используют кусковой брусит с размером фракций 10-150 мм, отличающийся тем, что первую ступень осуществляют взаимодействием кускового брусита с сернистым ангидридом бисульфитного раствора с рН 3-5 с получением промежуточного раствора с рН 5-7 и долей связанного диоксида серы 55-85%, а вторую ступень осуществляют взаимодействием полученного раствора с сернистым ангидридом печного газа с получением готового раствора с указанными выше параметрами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве целлюлозы, изготовляемой с использованием бисульфитных варочных растворов на магниевом основании.

Известен способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий противоточное взаимодействие сернистого ангидрида (диоксида серы - SO₂) с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом с размером фракций 50-600 мм при рН 1,5-2,5 до содержания доли связанного диоксида серы 40-45%, отделение отработанного газа от раствора, согласно изобретению взаимодействие сернистого ангидрида с магнезиальным сырьем - кусковым бруситом в водной среде проводят до конечного pH 2,8-3,5 и доли связанного диоксида серы 47,0-49,5%. При этом процесс осуществляется в одну ступень при температуре 70-90°C (RU, 2244774, C1, D21С 3/10, 11/02, опубл. 20.01.2005).

Данный способ технологичен, поскольку проводится в одну ступень. Готовый раствор имеет высокую температуру, что позволяет сократить расход пара в процессе варки целлюлозы и на 20-30 минут сократить оборот котла. Однако он не позволяет получать бисульфитные растворы с pH выше 3,5. Кроме того, способ требует крупногабаритного оборудования из-за периодической загрузки брусита (возможна только при остановке кислотного потока).

Известен также способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий взаимодействие кускового брусита с сернистым ангидридом кислого бисульфитного раствора с получением раствора с рН 3,0-5,0 и долей связанного диоксида серы 47-55% (RU, 2054852, D21С 3/10, опубл. 20.02.1996).

Способ осуществляют в две ступени. При этом на первой ступени при начальном pH 1,5-2,5 получают кислый раствор с заданным содержанием общего SO₂ и долей связанного SO₂ 40-45%. На второй ступени кислый раствор обрабатывают кусковым бруситом до достижения конечного pH 3,0-5,0 и доли связанного диоксида серы 47-55%.

Однако данный способ является громоздким и требует оборудования большого объема как на первой, так и на второй ступени. Загрузка брусита в аппараты первой ступени производится только в том случае, когда через них не проходит печной газ (сернистый ангидрид), что возможно либо при наличии резервного аппарата, либо при остановке кислотного потока.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающий взаимодействие сернистого ангидрида с получением готового бисульфитного раствора с pH 3,0-5,0 и долей связанного диоксида серы 47-55% в две ступени, на одной из которых используют кусковой брусит с размером фракции 10-150 мм (RU, 2306373, C1 D21С 3/10, опубл. 20.09.2007). В этом способе часть раствора с pH 3,0-5,0 контактирует с сернистым ангидридом печного газа до образования кислого бисульфитного раствора с pH 1,5-3,5 с последующим его взаимодействием с кусковым бруситом.

Известный способ осуществляют в две ступени. При этом на первой ступени при взаимодействии части готового бисульфитного раствора с сернистым ангидридом печного газа получают кислый раствор с pH 1,5-3,5 и заданным содержанием общего SO ₂. На второй ступени кислый раствор обрабатывают кусковым бруситом до достижения конечного pH 3,0-5,0 и доли связанного диоксида серы 47-55%.

Известный способ является более технологичным по сравнению с предыдущим за счет сокращения габаритов оборудования как на первой, так и на второй ступенях процесса из-за возможности непрерывной загрузки брусита, поскольку брусит непосредственно не контактирует с печным газом (сернистым ангидридом), а используется только на второй ступени, взаимодействуя только с сернистым ангидридом кислого бисульфитного раствора. На этот способ легко может перейти любое сульфитцеллюлозное предприятие, так как не требуется менять аппараты, в которых происходит поглощение сернистого ангидрида из печного газа с образованием кислого бисульфитного раствора.

Однако при реализации известного способа довольно сложно добиться полноты поглощения сернистого ангидрида из печного газа и соответственно соблюдения норм выброса его в атмосферу.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является повышение технологичности и экологичности способа (снижения выбросов сернистого ангидрида в атмосферу) за счет того, что при сохранении всех технологических преимуществ известного способа сернистый ангидрид печного газа взаимодействует не с готовым бисульфитным раствором с pH 3-5, а с более щелочным раствором с рН 5-7, что гарантирует более высокую степень улавливания сернистого ангидрида.

Этот результат достигается тем, что в способе получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании для производства целлюлозы, включающем взаимодействие сернистого ангидрида с получением готового бисульфитного раствора с pH 3,0-5,0 и долей связанного диоксида серы 47-55% в две ступени, на одной из которых используют кусковой брусит с размером фракций 10-150 мм, согласно изобретению на первой ступени осуществляют взаимодействие кускового брусита с сернистым ангидридом бисульфитного раствора с pH 3-5 с получением промежуточного раствора с pH 5-7 и долей связанного диоксида серы 55-85%, а вторую ступень осуществляют взаимодействием полученного раствора с сернистым ангидридом печного газа с получением готового раствора с указанными выше параметрами.

Авторами настоящего изобретения было установлено, что проведение первой ступени путем взаимодействия кускового брусита с сернистым ангидридом бисульфитного раствора с pH 3-5 с получением промежуточного раствора с pH 5-7 и долей связанного диоксида серы 55-85% в сочетании с последующим взаимодействием полученного промежуточного раствора с печным газом именно обеспечивает повышение степени улавливания сернистого ангидрида и соответственно снижение выбросов его в атмосферу.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. Способ получения бисульфитного варочного раствора на магниевом основании осуществляют следующим образом. Часть готового бисульфитного раствора направляют в колонку с кусковым бруситом с размером фракции от 80 до 100 мм. В результате взаимодействия брусита с бисульфитным раствором с pH - 4,0 и долей связанного SO ₂ 50% получают промежуточный раствор с pH - 6 и долей связанного SO₂ 68%. Этот раствор направляют на орошение поглотительных аппаратов, где он взаимодействует с печным газом с содержанием сернистого ангидрида 14%. При этом образуется готовый бисульфитный раствор с pH - 4,0 и долей связанного SO₂ 50%. Часть готового раствора выводят в качестве готовой продукции, а часть направляют на получение промежуточного раствора. Отработанный газ с концентрацией 0,005% поступает в атмосферу.

Примеры 2, 3. Аналогично осуществляют получение бисульфитных варочных растворов при нижеследующих параметрах процесса (см. таблицу). Пример, воспроизводящий процесс по ближайшему аналогу, также представлен в таблице.

Таким образом, согласно таблице предлагаемый способ обеспечивает получение бисульфитного варочного раствора необходимого качества при минимальных габаритах оборудования и с минимальными выбросами SO₂ в атмосферу. При этом на данный способ легко может перейти любое сульфитцеллюлозное предприятие, так как не требуется менять аппараты, в которых происходит поглощение сернистого ангидрида из печного газа с образованием готового бисульфитного раствора.

Таблица
№ примера	Промежуточный раствор	Готовый бисульфитный раствор	Размер фракции брусита, мм	Содержание SO2 в отработанном газе, поступающем в атмосферу, %
pH	Доля связанного SO2, %	pH	Доля связанного SO2,%
1	6,0	68,0	4,0	50,0	80-100	0,005
2	5,0	55,0	3,0	48,0	120-150	0,006
3	7,0	85,0	5,0	55,0	10-20	0,003
4 (по прототипу)	2,3	42,0	4,5	51,0	80-100	0,010