控制纸浆厂化学平衡的方法技术

本发明专利技术涉及一种在硫酸盐纸浆厂中优化化学平衡的方法，所述硫酸盐纸浆厂至少生产用二氧化氯漂白的纸浆，并且具有至少使用氯酸盐、甲醇和硫酸制备二氧化氯的二氧化氯装置。所述方法至少包括以下步骤：a)焚烧来自工厂的浓缩非冷凝性气体系统中的气体，以形成含有二氧化硫的气体，将所述含有二氧化硫的气体处理以生产浓硫酸；b)纯化来自工厂工艺的粗甲醇以产生甲醇；以及c)将由工厂工艺产生的含有钠化合物和/或硫化合物的侧流用作补充化学品，其中二氧化氯的生产使用步骤a)中产生的硫酸以及在步骤b)中纯化的甲醇，硫酸浓度为94％‑99％、优选为95％‑98％，并在步骤c)中使用在生产二氧化氯过程中产生的倍半硫酸盐或硫酸钠。

Methods of controlling chemical balance in pulp mill

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制纸浆厂化学平衡的方法本专利技术涉及一种用于控制硫酸盐纸浆厂化学平衡的方法，所述硫酸盐纸浆厂至少生产用二氧化氯(ClO2)漂白的纸浆并且具有二氧化氯装置。纸浆厂目前的化学品回收设置涵盖了蒸煮化学品(主要是氢氧化钠(NaOH)和硫化钠(Na2S))的回收和再生。尽管如此，纸浆厂会产生大量的侧流，这些侧流可能对环境有害，但同时也包含大量有价值的钠和硫，其会与这些侧流一起损失。当从外部向工艺中引入的含硫化学品超过蒸煮所需的硫含量时，通常会产生这些侧流。这导致纸浆厂存在多余的硫，从而必须将硫从工艺中排出。通常，多余的硫以硫酸钠(Na2SO4)的形式排放到附近的水系中，这是使硫废物流返回自然的最可接受的方法。例如，回收锅炉的大部分粉煤灰(80％-90％)是硫酸钠。常规上，从化学回收循环中弃扔的粉煤灰已溶解在水或冷凝物中，并将溶液输送到废水处理装置。由于日益严格的环境法规，必须大大减少硫酸钠的排放，因为它们会破坏内陆水系。纸浆厂使用二氧化氯漂白化学纸浆。有几种商业上已知的二氧化氯生产工艺。所有工艺均使用氯酸钠(NaClO3)作为原料。该工艺还需要酸和还原剂。当前的典型工艺包括R8工艺和R10工艺。它们的还原剂是甲醇(CH3OH)，并且它们的酸是硫酸(H2SO4)。因此，二氧化氯装置是纸浆厂的硫酸和甲醇的主要消耗者之一。另外，由于严格的质量要求，这些化学品是从工厂外部引入的。二氧化氯装置产生含有硫和钠的副产品。R8工艺产生一种酸性盐，倍半硫酸钠(Na3H(SO4)2)，并且R10工艺产生硫酸钠，其通常可进入化学回收循环或溶解到废水中。在后一种情况下，硫酸盐不会加重工厂的S/Na平衡，但会增加工厂的废水排放。但是，尚未实现这些化学品的完美回收循环，因此，必须排出通过将其引入工艺而形成的多余化学品(主要是硫)，以保持工艺中的化学平衡。本专利技术的目的是提供一种方法，其可以显著减少或完全停止向纸浆厂工艺中引入化学品，从而也最小化了从工艺中排放化学品的需要。新方法形成了针对硫和/或甲醇的额外的化学回收循环。这些额外的化学回收循环再生并产生具有商业品质的内部纯化的化学物质，因此满足了例如对二氧化氯装置的原料，即甲醇和硫酸的高质量要求。可以减少从工艺外部引入化学品，从而减少纸浆厂中多余的硫含量、购买的化学品所产生的成本以及化石基化学品的使用。在新方法中，优化和调整了硫酸盐纸浆厂中的化学平衡，所述硫酸盐纸浆厂至少生产用二氧化氯漂白的纸浆，并具有至少使用氯酸盐、甲醇和硫酸生产二氧化氯的二氧化氯装置。所述方法至少包括以下步骤：a)焚烧来自工厂的浓缩非冷凝性气体(CNCG)系统的气体，以形成含二氧化硫(SO2)的气体，将含二氧化硫(SO2)的气体处理以产生浓硫酸，以及b)纯化来自工厂工艺的粗甲醇以生产甲醇，和c)将由工厂工艺生产的包含钠化合物和/或硫化合物的侧流用作补充化学品，其中二氧化氯的生产使用步骤a)中生产的硫酸和步骤b)中纯化的甲醇，使得硫酸浓度为94％-99％，优选为95％-98％，并且在步骤c)中使用在生产二氧化氯期间产生的倍半硫酸盐或硫酸钠。以一种本身已知的方式，例如使用产品名R8或R10的工艺，由氯酸钠、硫酸和甲醇生产二氧化氯。例如在美国专利4081520和5066477中描述了这种工艺。在新方法中，用于生产二氧化氯的甲醇和硫酸是在纸浆厂内部通过在新的化学回收循环中生产商业级甲醇和硫酸而生产的。在新方法的一个实施方案中，步骤a)中产生的硫酸还用于以下工艺中的至少一种中：妥尔油生产，从黑液中回收木质素，纸浆漂白，工厂化学回收工艺中的pH调节，微晶纤维素(MCC)生产。某些甲醇提纯工艺也需要硫酸，对于这些工艺，可以内部产生酸。在一个优选的实施方案中，如果粗甲醇在甲醇纯化工艺中被酸化，则步骤b)使用在步骤a)中产生的硫酸。内部产生的硫酸的使用减少了外部来源的硫输入到化学回收循环。这也减少了从化学回收循环中弃扔大量的回收锅炉灰分的需要。在所述方法的一个实施方案中，步骤c)还使用以下侧流中的至少一种：来自回收锅炉的灰分，来自二氧化氯生产的倍半硫酸盐或硫酸钠，来自二氧化氯装置的废酸，来自纸浆漂白装置的碱性滤液(例如EOP漂白阶段的滤液)，所述EOP漂白阶段是使用氢氧化钠、氧气和过氧化物进行漂白的碱性提取阶段。当内部物料流用作补充化学品时，这将显著减少工厂中包含这些化学品的废物流的量。此外，它有助于避免损失有价值的化学品，所述有价值的化学品在以前为了保持化学平衡而必须作为废物被排放。当从回收锅炉弃扔的灰分减少或者甚至完全停止时，例如当黑液中的氯和钾的浓度达到一定水平时，灰分中所含的氯和钾会在化学回收循环中积聚，这可能会导致回收锅炉加热面的结垢、堵塞和腐蚀。因此，优选在将灰分再循环到工艺中之前通过适当的处理来减少灰分中的氯和钾的量。这样的处理例如包括灰分浸提和结晶。灰分浸提也使用硫酸。在所述方法的一个实施方案中，步骤a)中产生的硫酸和步骤b)中纯化的甲醇占二氧化氯生产中的这些化学品的需求的至少70％，优选80％。在所述方法的一个实施方案中，步骤b)中产生的纯化的甲醇也用作无氮燃料，以减少氮氧化物排放(NOx)，从而减少了纸浆厂对化石燃料和化石基化学品的使用。内部产生的甲醇可以用作例如回收锅炉和石灰窑的燃料，也可以用作硫酸装置的辅助燃料。对于工厂的工艺化学品的内部生产，至关重要的是，这些化学品必须具有商业品质，使得它们可以替代购买的化学品。二氧化氯的生产是对进料化学品的纯度有严格要求的一个工艺。但是，当从工厂的非冷凝性气体中产生硫酸和从通过工厂的纸浆生产工艺产生的粗甲醇中生产甲醇时，可以用纸浆厂生产的产品代替购买的硫酸和化石基甲醇。在这种情况下，在二氧化氯生产中唯一购买的化学品是氯酸钠。优选通过以下方法制造硫酸。纸浆厂的浓缩非冷凝性气体在焚烧炉中被氧化成二氧化硫。所述气体在氧气和催化剂(例如V2O5)的存在下被进一步处理，以将二氧化硫氧化为三氧化硫(SO3)。三氧化硫气体被冷凝成被所述气体包含的水蒸汽，从而形成硫酸。硫酸被冷却到储存温度，多余的水蒸汽被输送到烟道气处理中。例如，HaldorTopsoe的湿气硫酸(WSA)工艺就是这样一种硫酸生产工艺。因为所述硫酸的液化是100％基于冷凝进行的，所以所述工艺的最终产品是浓的商业级硫酸。因此，可以厂内生产浓的商业级硫酸，从而显著降低了所购化学品的数量和成本。硫酸的浓度为94％-99％，优选95％-98％。由于硫酸的生产工艺(从焚烧一直到冷凝器)都是在高于硫酸露点的条件下进行，因此金属器具可以由标准材料(例如碳钢)制成，而不会在系统中出现腐蚀问题。工厂中的硫酸生产使粉煤灰的弃扔量减少了相应于多余硫的减少的量。通常，可以完全消除工艺中多余的硫的排放，这也有助于避免大量的钠损失。这进而减少了所需的补充氢氧化钠的量以及相关的成本。甲醇在纸浆厂的硫酸盐工艺中作为副产品获得。得到的粗甲醇含有杂质，例如硫化合物、乙醇、铵和松节油。粗甲醇主要从黑液蒸发的冷凝物中获得。它也可以从纸浆厂的其它项目中例如蒸煮阶段的蒸气和冷凝物获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制硫酸盐纸浆厂中化学平衡的方法，所述纸浆厂至少生产用二氧化氯漂白的纸浆，并且具有至少使用氯酸盐、甲醇和硫酸来生产二氧化氯的二氧化氯装置，所述方法至少包括以下步骤：/na)焚烧来自工厂的浓缩非冷凝性气体系统中的气体，以形成含二氧化硫的气体，将所述含二氧化硫的气体处理以产生浓硫酸；/nb)纯化来自工厂工艺的粗甲醇以生产甲醇；以及/nc)将由工厂工艺生产的包含钠化合物和/或硫化合物的侧流用作补充化学品，/n其中二氧化氯的生产使用步骤a)中生产的硫酸和步骤b)中纯化的甲醇，使得硫酸浓度为94％-99％，优选95％-98％，并且在步骤c)中使用在生产二氧化氯过程中产生的倍半硫酸盐或硫酸钠。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 FI 201758521.一种用于控制硫酸盐纸浆厂中化学平衡的方法，所述纸浆厂至少生产用二氧化氯漂白的纸浆，并且具有至少使用氯酸盐、甲醇和硫酸来生产二氧化氯的二氧化氯装置，所述方法至少包括以下步骤：
a)焚烧来自工厂的浓缩非冷凝性气体系统中的气体，以形成含二氧化硫的气体，将所述含二氧化硫的气体处理以产生浓硫酸；
b)纯化来自工厂工艺的粗甲醇以生产甲醇；以及
c)将由工厂工艺生产的包含钠化合物和/或硫化合物的侧流用作补充化学品，
其中二氧化氯的生产使用步骤a)中生产的硫酸和步骤b)中纯化的甲醇，使得硫酸浓度为94％-99％，优选95％-98％，并且在步骤c)中使用在生产二氧化氯过程中产生的倍半硫酸盐或硫酸钠。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中产生的硫酸还用于以下工艺的至少一种中：妥尔油生产，从黑...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳里·佩胡赫托宁，
申请(专利权)人：安德里兹公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI