SE502038C2 - Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasification - Google Patents
Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasificationInfo
- Publication number
- SE502038C2 SE502038C2 SE9402197A SE9402197A SE502038C2 SE 502038 C2 SE502038 C2 SE 502038C2 SE 9402197 A SE9402197 A SE 9402197A SE 9402197 A SE9402197 A SE 9402197A SE 502038 C2 SE502038 C2 SE 502038C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gas
- liquid bath
- green liquor
- washing liquid
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
- D21C11/125—Decomposition of the pulp liquors in reducing atmosphere or in the absence of oxidants, i.e. gasification or pyrolysis
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0064—Aspects concerning the production and the treatment of green and white liquors, e.g. causticizing green liquor
- D21C11/0071—Treatment of green or white liquors with gases, e.g. with carbon dioxide for carbonation; Expulsion of gaseous compounds, e.g. hydrogen sulfide, from these liquors by this treatment (stripping); Optional separation of solid compounds formed in the liquors by this treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/06—Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Paper (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
502 038 2 Även denna process, trots att den är avsevärt enklare och smidigare än Tomlinson-processen, uppvisar dock en förbättringspotential. En nackdel är till exempel att oönskat vätekarbonat bildas i grönluten i samband med att koldioxid i pyrolysgasen kommer i kontakt med den samma då gas och smälta- droppar kyles i det första steget. I utgående gas från gastvätten kvarstår dessutom i gasen förekommande ytterst små, näst intill hydrofoba partiklar som gastvätten enligt SE 448 173 ej förmår effektivt avskilja. Ytterligare en nackdel är att energiutvinningen ur gasens fysiska värmevärde ej kan drivas helt optimalt för produktion av högvärdig processånga utan endast ånga av relativt moderat tryck kan framställas. 502 038 2 However, this process, although considerably simpler and smoother than the Tomlinson process, also shows potential for improvement. A disadvantage is, for example, that undesired bicarbonate is formed in the green liquor in connection with the carbon dioxide in the pyrolysis gas coming into contact with the same when gas and melting droplets are cooled in the first step. In addition, extremely small, almost hydrophobic particles present in the gas from the gas scrubber remain in the gas, which the scrubber according to SE 448 173 is not able to effectively separate. Another disadvantage is that the energy recovery from the physical calorific value of the gas cannot be driven completely optimally for the production of high-quality process steam, but only steam of relatively moderate pressure can be produced.
LÖSNING Föreliggande uppfinning är en vidareutveckling av konceptet enligt SE 448 173 och eliminerar effektivt nackdelarna med denna kända teknik.SOLUTION The present invention is a further development of the concept according to SE 448 173 and effectively eliminates the disadvantages of this prior art.
Den uppfunna metodens ide'är att åstadkomma en möjlighet att producera grönlut utan att oönskat vätekarbonat bildas i den samma samt att åstadkomma en möjlighet att optimalt utnyttja gasens innehåll av termisk energi och ångbildningsvärrne samtidigt som gasens innehåll av små partiklar, så kallade fumes eller micro-solids, effektivt avskiljes.The idea of the invented method is to provide an opportunity to produce green liquor without undesired hydrogen carbonate being formed in the same and to provide an opportunity to make optimal use of the gas content of thermal energy and vapor barrier while the gas content of small particles, so-called fumes or micro- solids, effectively separated.
Principen är att utgående gas/smälta-blandning från reaktorn kyles i ett första steg medelst direktkontakt med en kylvätska som huvudsakligen består av vatten i form av kondensat. Intensiv kontakt mellan gasen och grönlut som bildas då smälta-droppar och vätesulfid löses i kylvätskan undvikes i möjligaste mån_ Härigenom undviker man att koldioxid i gasen reagerar med natriumkarbonat i grönluten och bildar natriumvätekarbonat samt att koldioxiden reagerar med natriumhydroxid och bildar natriumkarbonat. Det är bra om den natriumhydroxid som bildats ej omvandlas till natriumkarbonat, eftersom natriumhydroxid är den önskade slutprodukten efter kausticering av grönluten. I kausticeringen omvandlas natriurnkarbonat till natriumhydroxid genom reaktion med släckt kalk.The principle is that the outgoing gas / melt mixture from the reactor is cooled in a first step by means of direct contact with a coolant which mainly consists of water in the form of condensate. Intense contact between the gas and green liquor which is formed when molten droplets and hydrogen sulfide are dissolved in the coolant is avoided as much as possible. This avoids that carbon dioxide in the gas reacts with sodium carbonate in the green liquor to form sodium bicarbonate and that the carbon dioxide reacts with sodium hydroxide and image. It is good if the sodium hydroxide formed is not converted to sodium carbonate, since sodium hydroxide is the desired end product after causticizing the green liquor. In the causticization, sodium carbonate is converted to sodium hydroxide by reaction with slaked lime.
Gastvätten i det andra steget utformas däremot så att maximalt intensiv kontakt uppstår mellan gasen och tvättvätskan, som huvudsakligen består av vatten i form av kondensat. I ett föredraget utförande löses detta genom quenchning i två steg, där gasen i första quenchsteget ej tillåtes att bubbla genom vätskebadet av grönlut som uppsarnlats i botten av kärlet. I andra quenchsteget tvättas gasen 3 502 038 genom att den får bubbla genom ett andra vätskebad som huvudsakligen består av vatten i form av kondensat. På så sätt åstadkommes en effektiv rening och fuktmättning av den heta gasen. Ur den heta fuktmättade gasen utvinnes sedan företrädesvis energi i fonn av kondensationsvänne och termisk energi genom utnyttjande av en motströms indirekt kylare. Med hjälp av till exempel en motströms fallfilmskondensor kan man effektivt i en enda enhet skapa högvärdig ånga, förvärma matarvatten samt producera varmvatten. Gasens innehåll av små partiklar, micro-solids huvudsakligen bestående av natriurrikarbonat, fungerar som kondensationskämor i kylaren och avskiljs därför effektivt ur gasen för att samlas upp och lösas i kondensatet.The gas scrubber in the second stage, on the other hand, is designed so that maximum intensive contact occurs between the gas and the washing liquid, which mainly consists of water in the form of condensate. In a preferred embodiment, this is solved by quenching in two steps, where the gas in the first quench step is not allowed to bubble through the liquid bath of green liquor collected in the bottom of the vessel. In the second quench step, the gas is washed by bubbling it through a second liquid bath consisting mainly of water in the form of condensate. In this way an efficient purification and moisture saturation of the hot gas is achieved. From the hot moisture-saturated gas, energy is then preferably extracted in the form of a condensing fan and thermal energy by using a countercurrent indirect cooler. With the help of, for example, a countercurrent drop film condenser, you can efficiently create high-quality steam in a single unit, preheat feed water and produce hot water. The gas content of small particles, micro-solids mainly consisting of sodium ricarbonate, acts as condensation nuclei in the cooler and is therefore effectively separated from the gas to collect and dissolve in the condensate.
Visserligen är det i sig förut känt genom US patentet 4,328,008 (Texaco) att kyla och separera reaktionsprodukter från en förgasningsreaktor i två på varandra följande quenchsteg. Detta patent skiljer sig dock från föreliggande uppfinning dels genom att det avser ett armat användningsområde, förbränning av fast bränsle, utan den möjlighet till grönlutsprodiiktion som är huvudsyftet med föreliggande uppfinning men också genom att det föredragna konceptet med optimal energiåtervinning ur het fiiktmättad gas med utnyttjande av motströms kondensor saknas. De två quenchstegen i US 4,328,008 är dessutom ej konstruerade för att uppnå minimal kontakt mellan gas och produkt i vätskefas i forsta steget och maximal kontakt i andra steget som är fallet i den här beskrivna uppfinningen.Admittedly, it is known per se from U.S. Patent 4,328,008 (Texaco) to cool and separate reaction products from a gasification reactor in two consecutive quench steps. However, this patent differs from the present invention partly in that it relates to a poorer range of use, combustion of solid fuel, without the possibility of green liquor production which is the main object of the present invention but also in that the preferred concept of optimal energy recovery from hot saturated gas using countercurrent condenser is missing. In addition, the two quench stages of US 4,328,008 are not designed to achieve minimal contact between gas and liquid phase product in the first stage and maximum contact in the second stage which is the case of the invention described herein.
Uppfinningen kommer nedan att beskrivas mera i detalj utifrån en fördragen utföringsfonn med hänvisning till bifogade figurer.The invention will be described in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying figures.
KORT FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en föredragen utföringsfonn av konceptet enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a preferred embodiment of the concept according to the invention.
Figur 2 visar en föredragen utföringsfonn för energiutvinning ur bränngas genom indirekt motströms kylning. 502 038 i 4 DETALJERAD FIGURBESKRIVNING Detalj nummer 1 i Figur 1 anger ett tryckkärl innefattande en keramiskt infodrad fórgasningsreaktor 2. Reaktom är försedd med ett inlopp 3 för svartlut och ett inlopp 4 för syre eller syreinnehållande gas samt en brärmare (ej visad).Figure 2 shows a preferred embodiment for energy recovery from combustion gas by indirect countercurrent cooling. 502 038 i 4 DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Part number 1 in Figure 1 indicates a pressure vessel comprising a ceramic-lined pre-gasification reactor 2. The reactor is provided with an inlet 3 for black liquor and an inlet 4 for oxygen or oxygen-containing gas and a burner (not shown).
Reaktorkammaren öppnar sig nedåt i form av ett störtrör 5 som mynnar strax ovanför vätskeytan i en nedanförliggande grönlutsvätskekarnrnare 6. I störtröret mynnar ett antal munstycken 7 för kylvätska. Producerad grönlut transporteras från kammaren 6 genom en ledning 8 via en pump 9 och en värmeväxlare 10 till efterföljande processteg för vitlutsgenerering eller annat processteg där grönlut användes. Bränngasen från det forsta kärlet föres genom en ledning 11 till ett andra tryckkärl 12 för gasbehandling och energiutvinning. Denna ledning 11 mynnar i tryckkärlet 12 under vätskeytan i en tvättvåtskekammare 13 längst ned i kärlet. Ovanför kammaren 13 befinner sig en indirekt kylare av typen motströms fallfilmskondensor 16. I toppen av det andra tryckkärlet 12 finns ett utlopp 17 för kyld bränngas.The reactor chamber opens downwards in the form of a downpipe 5 which opens just above the liquid surface into a green liquor core core 6 below. A number of nozzles 7 for coolant open into the downpipe. Produced green liquor is transported from the chamber 6 through a line 8 via a pump 9 and a heat exchanger 10 to subsequent process steps for white liquor generation or another process step where green liquor is used. The fuel gas from the first vessel is passed through a line 11 to a second pressure vessel 12 for gas treatment and energy recovery. This line 11 opens into the pressure vessel 12 below the liquid surface in a washing liquid chamber 13 at the bottom of the vessel. Above the chamber 13 there is an indirect cooler of the countercurrent drop type condenser 16. At the top of the second pressure vessel 12 there is an outlet 17 for cooled combustion gas.
Vätskan i det andra kärlets tvättvätskekanimare kan genom en ledning 14 via en pump 15 föras till det första kärlet för att tjänstgöra som spädvätska eller som kylvätska via spraydysoma 7. Matarvatten för ångenerering tillföres kondensom 16 via en ledning 18 och producerad ånga har sitt utlopp via en ledning 19. (Energiutvinningen visas mer utförligt i Figur 2.) Kallvatten tillföres kondensoms övre del via en ledning 20 och producerat varmvatten har sitt utlopp via ledning 21. Vattentillskott för upprätthållande av vätskebalans tillföres systemet via en ledning 22.The liquid in the second vessel washing liquid chimney can be fed via a line 14 via a pump 15 to the first vessel to serve as diluent or as coolant via the spray nozzles 7. Feed water for steam generation is supplied to condenser 16 via a line 18 and produced steam has its outlet via a line 19. (Energy recovery is shown in more detail in Figure 2.) Cold water is supplied to the upper part of the condenser via a line 20 and produced hot water has its outlet via line 21. Supplementary water for maintaining fluid balance is supplied to the system via a line 22.
Steg 1 - Förgasning och kylning.Step 1 - Gasification and cooling.
Själva förgasningsmetoden skall ej närmare beskrivas här utan framgår tydligt av patentet SE 448 173. Produkten efter genomförd flash-pyrolys med understökiometrisk syretillsats är dock i det föredragna exemplet huvudsakligen en blandning av gasformigt väte, kolmonoxid, koldioxid, vattenånga och svavelväte samt smälta droppar av natriumkarbonat, natriurnhydroxid och natriumsulfid med en temperatur på cirka 950°C och ett absolut tryck på 26 bar. Gasens hastighet är hög och hjälper till att överföra de smälta droppama, som delvis bildar en film på reaktorväggarna, till grönlutsvätskekammaren 6, vilken är anordnad under förgasningsreaktorn 2. Utloppet från reaktom utgöres av ett störtrör 5 i vilket kylvätska sprayas genom ett antal munstycken 7 för 502 038 maximal kontakt med smälta/gas-blandningen. Kylvätskan utgöres huvudsakligen av vatten, vilket vatten delvis kommer att förångas vid kontakten med het gas och smälta vid reaktortemperatur. Smälta-droppama och smälta- filmen utefter reaktorväggarna löses i resterande del av kylvätskan och bildar härigenom grönlut som faller ned i vätskekarrunaren 6. Alternativt faller smälta- droppama direkt ned i vätskekammaren 6 och löses först då upp i den grönlut som redan befinner sig där. Kylningen av smälta-droppama sker då genom förångriing av vatten i grönlutsbadet.The gasification method itself is not to be described in more detail here, but is clear from patent SE 448 173. The product after carried out fl ash pyrolysis with understochiometric oxygen addition is in the preferred example mainly a mixture of gaseous hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor and hydrogen sulfide and molten sodium carbonate droplets , sodium hydroxide and sodium sulphide with a temperature of about 950 ° C and an absolute pressure of 26 bar. The gas velocity is high and helps to transfer the molten droplets, which partly form an mlm on the reactor walls, to the green liquor chamber 6, which is arranged below the gasification reactor 2. The outlet from the reactor consists of a downcomer 5 in which coolant is sprayed through a number of nozzles 7 for 502 038 maximum contact with the melt / gas mixture. The coolant consists mainly of water, which water will partially evaporate on contact with hot gas and melt at reactor temperature. The melt droplets and the molten film along the reactor walls dissolve in the remaining part of the coolant and thereby form green liquor which falls into the liquid vessel crowner 6. Alternatively, the melt droplets fall directly into the liquid chamber 6 and only then dissolve in the green liquor already there. The cooling of the molten droplets then takes place by evaporating water in the green liquor bath.
Störtröret 5 myrmar strax ovanför vätskenivån i vätskekarnmaren 6. Detta är mycket viktigt för att undvika intensiv kontakt mellan gasen och den bildade grönluten. Om röret hade mynnat under vätskeytan skulle gasen tvingats bubbla genom grönluten med påföljd att vätekarbonat hade bildats genom reaktion mellan i gasen förekommande koldioxid och i grönluten förekommande natriumhydroxid och natriumkarbonat. Temperaturen efter kylning styrs av det valda driftstrycket, och är relaterad till den mättade ångans temperatur vid detta tryck. Vid ett driftsuyck av 26 bar kan således en järnviktstemperatur på 2O00C hos grönlut och gas förväntas i kylsteget om ångpartialtrycket är 60%.The downcomer 5 murmurs just above the liquid level in the liquid core 6. This is very important to avoid intense contact between the gas and the formed green liquor. If the pipe had opened below the liquid surface, the gas would have been forced to bubble through the green liquor with the consequence that bicarbonate had formed by reaction between the carbon dioxide present in the gas and the sodium hydroxide and sodium carbonate present in the green liquor. The temperature after cooling is controlled by the selected operating pressure, and is related to the temperature of the saturated steam at this pressure. Thus, at an operating accident of 26 bar, an iron weight temperature of 20 DEG C. of green liquor and gas can be expected in the cooling stage if the vapor partial pressure is 60%.
Grönluten lärnnar det första tryckkärlet l genom en ledning 8 och pumpas med hjälp av en pump 9 genom en värmeväxlare 10 där värmeenergi utvinnes ur grönluten genom kylning av densamma.The green liquor learns the first pressure vessel 1 through a line 8 and is pumped by means of a pump 9 through a heat exchanger 10 where heat energy is extracted from the green liquor by cooling the same.
En mindre del av grönluten användes för vätning av störtrörets 5 insida genom att den återföres dit och tillåtes bilda en tunn film på störtrörets insida.A small part of the green liquor is used for wetting the inside of the downpipe 5 by returning it there and allowing a thin film to form on the inside of the downpipe.
Steg 2 - Gastvätt.Step 2 - Gas washing.
Den kylda, partiellt fuktmättade gasen lämnar det första kärlet 1 via en ledning ll som mynnar i det andra kärlet 12. Ledningen ll mynnar i form av ett vätskelås, bestående av ett störtrör och ett stigrör, under vätskeytan i tvättvätskekammaren 13 som befinner sig längst ned i kärlet. Genom att ledningen på detta sätt mynnar under vätskeytan tvingas gasen att via vätskelåset bubbla genom vätskan, som huvudsakligen består av vatten, för att kunna stiga uppåt. Härigenom åstadkommes en total fuktmättning av gasen sanitidigt som den tvättas på sitt innehåll av resterande kemikalier. Genom den intensiva kontakt mellan gas och tvättvätska som möjliggöres kommer även en del av i gasen förekommande mycket svårseparerbara små partiklar, så kallade micro-solids eller fumes, att till stor del tvättas ur. Temperaturen på tvättvätskebadet 13 och gasen som lämnar badet är huvudsakligen den samma 502 oss 6 som temperaturen i grönlutsvätskekamrnaren 6 i det forsta kärlet 1. Härigenom möjliggöres ett högt ångpartialttyck i brärmgasen.The cooled, partially moisture-saturated gas leaves the first vessel 1 via a conduit 11 which opens into the second vessel 12. The conduit 11 opens in the form of a liquid lock, consisting of a downcomer and a riser, below the liquid surface in the washing liquid chamber 13 located at the bottom in the vessel. Because the line opens below the liquid surface in this way, the gas is forced to bubble through the liquid, which mainly consists of water, via the liquid lock, in order to be able to rise upwards. This results in a total moisture saturation of the gas while sanitizing it as it is washed on its content of residual chemicals. Due to the intensive contact between gas and washing liquid which is made possible, some of the very difficult-to-separate small particles present in the gas, so-called micro-solids or fumes, will also be largely washed out. The temperature of the washing liquid bath 13 and the gas leaving the bath is substantially the same 502 os 6 as the temperature of the green liquor liquid chamber 6 in the first vessel 1. This enables a high vapor partial pressure in the shielding gas.
Tvättvätskan i vätskekanunaren 13 återföres till det första kärlet 1 genom en ledning 14 för att utgöra spädvätska till grönluten i vätskekammaren 6 eller för att utgöra den kylvätska som sprayas in i störtröret 5 via munstyckena 7.The washing liquid in the liquid cannon 13 is returned to the first vessel 1 through a line 14 to constitute diluent for the green liquor in the liquid chamber 6 or to constitute the coolant which is sprayed into the downcomer 5 via the nozzles 7.
Efter energiåtervinning i kondensom 16 lämnar gasen systemet i ett flöde 17.After energy recovery in condenser 16, the gas leaves the system in a 17 fate 17.
Eventuellt kvarvarande svavelinriehållande föreningar tvättas därefter ut ur gasen med alkalisk tvättvätska, till exempel natriurnkarbonat.Any remaining sulfur-containing compounds are then washed out of the gas with alkaline washing liquid, for example sodium carbonate.
Steg 3 - Energiåtervinning.Step 3 - Energy recovery.
I Figur 2 visas konceptet för energiåtervinning enligt uppfinningen i en föredragen utföringsforrn vid systemtrycket 26 bar. Principen bygger på utnyttjandet av en motströms fallfilmskondensor 16 som installeras ovanför tvättvätskebadet 13 i det andra tryckkärlet 12. Den fuktmättade gasen av temperaturen 200°C som lärnnar tvättvätskebadet 13 bringas att kondensera genom indirekt värmeöverföring till fórvärmt matarvatten 23 av en temperatur på ca 1800C. Matarvattnet förångas härvid och resulterande ånga av ca 10 bars överuyck och ca 184°C kan via en ångdom 24 lämna systemet i ett flöde 25 för att utriyttjas på annat ställe i industrin. Kondensatet som lämnar gasen faller ned i tvättvätskekamrnaren 13 och kommer där delvis att utgöra tvättvätska för inkommande gas ll. Denna gas kommer alltså att tvättas i "eget" hett kondensat. Vätskan i tvättvätskekammaren 13 består huvudsakligen av vatten, men även uttvättade kemikalier som funnits i gasfasen och lösts i kondensatet återfmnes naturligtvis i denna vätska.Figure 2 shows the concept of energy recovery according to the invention in a preferred embodiment at the system pressure 26 bar. The principle is based on the use of a countercurrent drop liquid condenser 16 which is installed above the washing liquid bath 13 in the second pressure vessel 12. The moisture-saturated gas of the temperature 200 ° C which teaches the washing liquid bath 13 is caused to condense by indirect heat transfer to preheated feed water about 1800 ° C. The feed water is thereby evaporated and the resulting steam of about 10 bar excess and about 184 ° C can via a steam 24 leave the system in a desert 25 to be used elsewhere in the industry. The condensate leaving the gas falls into the washing liquid chamber 13 and will there in part constitute washing liquid for incoming gas II. This gas will thus be washed in "own" hot condensate. The liquid in the washing liquid chamber 13 consists mainly of water, but also washed-out chemicals which have been in the gas phase and dissolved in the condensate are of course found in this liquid.
Efter partiell kondensering håller gasen en temperatur på ca l9O0C och kan nu utnyttjas för förvärmning av nämnda matarvatten. Detta matarvatten kommer in till kondensom via en ledning 18 och håller en temperatur på ca 700C . Efier indirekt överföring av värme från gasen uppnår matarvattnet ca 180°C och kan efter att ha passerat ångdomen 24 användas för ånggenerering enligt beskrivningen ovan.After partial condensation, the gas maintains a temperature of about 180 DEG C. and can now be used for preheating said feed water. This feed water enters the condenser via a line 18 and maintains a temperature of about 70 ° C. An indirect transfer of heat from the gas reaches the feed water approx. 180 ° C and can, after passing the steam dome 24, be used for steam generation as described above.
Gasen håller efter förvämming av matarvattnet en temperatur på ca 80°C och det återstående värmevärdet ned till ca 30°C kan i samma kondensorenhet utnyttjas för generering av varmvatten. Härvid kommer kallvatten in till kondensom genom en ledning 20 vid ca 15°C och lämnar kondensom genom en ledning 21 vid ca 70°C.After preheating the feed water, the gas maintains a temperature of about 80 ° C and the remaining calorific value down to about 30 ° C can be used in the same condenser unit to generate hot water. In this case, cold water enters the condenser through a line 20 at about 15 ° C and leaves the condenser through a line 21 at about 70 ° C.
Vattentillskott för att balansera vätskeförlust ur systemet bland annat i form av uttagen grönlut 8 tillföres i en mängd av ca 2,1 m3 per ton massa till 7 502 038 kondensoms övre del i ett flöde 22. Genom motströmsförfarandet värms detta vatten till 200°C innan det förenar sig med kondensatet i tvättvätskekammaren 13.Water addition to balance liquid loss from the system, among other things in the form of extracted green liquor 8, is supplied in an amount of about 2.1 m3 per tonne of pulp to the upper part of the condenser in a 22. fate 22. By the countercurrent process, this water is heated to 200 ° C before it combines with the condensate in the washing liquid chamber 13.
Gasen lämnar kondensom vid ca 30°C i ett flöde 17 och dess kemiska energi utnyttjas genom att den förbränns, varvid ånga och/eller elektricitet produceras, till exempel enligt konceptet i SE 448 173.The gas leaves the condenser at about 30 ° C in a desert 17 and its chemical energy is utilized by burning it, whereby steam and / or electricity is produced, for example according to the concept in SE 448 173.
FÖRDELAR Genom motströmsprincipen för energiåtervinning utnyttjas förångiiingsvärmet från kylsteget i det första kärlet till fullo som kondensationsvänne i det andra kärlet. En hög termisk nivå, som möjliggör genereiing av högvärdig ånga, grundläggs av principen att gasen i det andra steget tvättas i "eget" hett kondensat. Genom återföxing av detta kondensat till kylsteget möjliggöres dessutom att kylbehovet för smälta/gas från reaktom till 90 - 100 % utgöres av förångningsvärme.ADVANTAGES Through the countercurrent principle of energy recovery, the heat of vaporization from the cooling stage in the first vessel is fully utilized as a condensing fan in the second vessel. A high thermal level, which enables the generation of high-quality steam, is based on the principle that the gas in the second stage is washed in "own" hot condensate. By refluxing this condensate to the cooling stage, it is also possible that the cooling demand for melt / gas from the reactor to 90 - 100% consists of evaporative heat.
Fuktmättad bränngas innehåller omkring fyra gånger mera vattenånga än gas jämfört som specifik volym. Detta innebär genom motströmsförfarandet att ång-/gasblandningen vid inloppet till kondensom exempelvis har en hastighet av omkring 10 rn/s, varefter gashastigheten retarderar när fukten kondenserar så att hastigheten vid utloppet blir omkring 4 - 5 m/s. Härigenom förenklas droppavskiljning av med gasen medryckta droppar.Moisture-saturated fuel gas contains about four times more water vapor than gas compared to a specific volume. This means by the countercurrent process that the steam / gas mixture at the inlet to the condenser has, for example, a speed of about 10 rn / s, after which the gas velocity decelerates when the moisture condenses so that the speed at the outlet becomes about 4-5 m / s. This simplifies droplet separation of droplets entrained with the gas.
Gasens kvarvarande innehåll av ytterst svårseparerbara små partiklar, så kallade micro-solids eller fumes, av storleken 0,01 - 1,0 um utnyttjas som kondensationskämor och separering av dessa partiklar möjliggöres därigenom.The residual content of the gas of extremely difficult-to-separate small particles, so-called micro-solids or fumes, of the size 0.01 - 1.0 μm is used as condensation cores and separation of these particles is thereby made possible.
Genom i motströmsprincipen erforderlig låg gashastighet ges längre uppehållstid för vätning av dessa näst intill hydrofoba partiklar än vad som oftast är fallet vid kylning enligt medströmsprincip.Due to the low gas velocity required in the countercurrent principle, a longer residence time is given for wetting these almost hydrophobic particles than is usually the case with cooling according to the cocurrent principle.
Ytterligare en fördel med motströmsförfarandet är att de känsliga, kladdningsbenägna nedre kylytoma i kondensom hålles fria från beläggning genom spolning med hela kondensatflödet vid hög temperatur. 502 038 s Apparattekniskt samt styr- och reglermässigt utgör ett kompakt flerfurtktionellt gasbehandlingstom med ett enda ställe för kondensatuppsarnling en väsentlig förenkling jämfört med konventionellt koncept.Another advantage of the countercurrent process is that the sensitive, clutter-prone lower cooling surfaces of the condenser are kept free of coating by flushing with the entire condensate at high temperature. 502 038 s In terms of equipment technology and control, a compact fl functional gas treatment unit with a single place for condensate collection constitutes a significant simplification compared with a conventional concept.
Genom separat quenchning av smälta i första steget och gas i andra steget undvikes produktion av vätekarbonat i grönluten.By separate quenching of melt in the first stage and gas in the second stage, production of bicarbonate in the green liquor is avoided.
Erfarenheter visar att vätskan i det första kärlets quenchsteg har en benägenhet att skumma vid tillfälliga trycksänkningar i systemet. Föreliggande metod möjliggör att sådant skum från det första steget absorberas av tvättvätskan i det andra quenchsteget.Experience shows that the liquid in the quenching step of the first vessel has a tendency to foam during temporary pressure drops in the system. The present method enables such foam from the first stage to be absorbed by the washing liquid in the second quench stage.
ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Utföringsformen enligt beskrivningen ovan är en föredragen sådan.ALTERNATIVE EMBODIMENTS The embodiment as described above is a preferred one.
Uppfmningen är dock ej begränsad till denna beskrivning utan kan varieras inom ramen för patentkraven. De olika delstegen i motströms kondensom, då den heta fuktmättade gasens kondensationsvärme och termiska energi utvínnes, kan givetvis vara färre eller fler och de givna temperaturerna på till exempel matarvatten och gas i de olika delstegen kan ligga på andra värden.However, the invention is not limited to this description but can be varied within the scope of the claims. The different sub-steps in the countercurrent condenser, when the condensation heat and thermal energy of the hot moisture-saturated gas are extracted, can of course be fewer or more and the given temperatures of, for example, feed water and gas in the different sub-steps can be at other values.
Förgasningstemperaturen i reaktom kan vara 500 - l600°C, företrädesvis 700 - 130O0C och mer föredraget 800 - IOOOÛC och systemtrycket kan vara upp till 150 bars absolut tryck, företrädesvis 21 - 50 bar, men även atmosfärstryck är tänkbart även om det då ej är möjligt att generera högvärdig ånga.The gasification temperature in the reactor can be 500 - 1600 ° C, preferably 700 - 130 ° C and more preferably 800 - 100 ° C and the system pressure can be up to 150 bar absolute pressure, preferably 21 - 50 bar, but also atmospheric pressure is conceivable even if it is not possible. to generate high-quality steam.
Temperaturnivån på kondensat och grönlut bör vara så hög som möjligt, men begränsas av mättnadstemperaturen vid varje givet systemtryck. Temperaturen kan till exempel vara cirka 170 - 260°C om systemlrycket är 21 - 50 bar och ångpartialtrycket i kylsteget i det första kärlet ca 35 - 90 %. Vid till exempel 83 % ångpartialtiyck och 26 bar absolut tryck blir temperaturen 2160C.The temperature level of condensate and green liquor should be as high as possible, but limited by the saturation temperature at any given system pressure. The temperature can, for example, be about 170 - 260 ° C if the system pressure is 21 - 50 bar and the vapor partial pressure in the cooling stage in the first vessel about 35 - 90%. At, for example, 83% vapor partial pressure and 26 bar absolute pressure, the temperature becomes 216 ° C.
Vatten för upprätthållande av vätskebalans kan förutom till kondensoms övre del tillföras direkt till kondensatet, till exempel till ledningen 14.In addition to the upper part of the condenser, water for maintaining the fluid balance can be supplied directly to the condensate, for example to the line 14.
Principen för kondensom 16 kan även tänkas användas i samband med andra systemlösningar med likartat behov. 9 502 038 Kondensom 16 behöver ej inrymmas i samma kärl som tvättvätskebadet 13, även om detta är fördelaktigt, utan kylning och kondensering av den fuktmättade gasen kan utföras i en separat kylare med återföring av kondensatet från denna kylare till det kärl som inrymmer tvättvätskebadet 13. Eventuellt kan denna separata kylare utgöras av en konventionell kylare, ej motströms fallfrlrnskondensor, varvid naturligtvis fördelarna med en sådan ej uppnås.The principle of condenser 16 can also be used in connection with other system solutions with similar needs. The condenser 16 does not have to be housed in the same vessel as the washing liquid bath 13, although this is advantageous, but cooling and condensing of the moisture-saturated gas can be carried out in a separate cooler with return of the condensate from this cooler to the vessel containing the washing liquid bath 13. Optionally, this separate cooler can consist of a conventional cooler, not countercurrent to the fall protection condenser, whereby of course the advantages of such a condenser are not achieved.
De två quenchernas/störtkylbadens utformning med störtrör och vätskebad kan apparattekniskt utformas på olika sätt. I det första kärlet 1 kan till exempel torrseparering utföras på så sätt att smälta-droppama får falla ned i kylbadet 6 utan att kylvätska sprayas in i strömmen av smälta-droppar. Gasen avleds då från strömmen av smälta-droppar och kylvätskan sprayas istället direkt in i denna gasström, varvid eventuellt medryckta droppar av smälta upplöses och faller ned i kylbadet. I det andra kärlet 12 kan quenchen utformas för obegränsad mammutpumpeffekt, det vill säga möjlighet för gas att lyfta vätska, varigenom erhålles god cirkulations- och tvätteffekt. Alternativt kan i ett eller i båda quenchstegen utnyttjas en så kallad venturiquench, eventuellt med avledarskänn.The design of the two quenchers / shower cooling baths with shower pipes and liquid baths can be designed in different ways. In the first vessel 1, for example, dry separation can be carried out in such a way that the melt droplets are allowed to fall into the cooling bath 6 without coolant being sprayed into the stream of melt droplets. The gas is then diverted from the stream of melt droplets and the coolant is instead sprayed directly into this gas stream, whereby any entrained droplets of melt dissolve and fall into the cooling bath. In the second vessel 12, the quench can be designed for unlimited mammoth pump power, i.e. the possibility for gas to lift liquid, whereby good circulation and washing power is obtained. Alternatively, a so-called venturi quench can be used in one or both quench stages, possibly with a diverter sensor.
De båda vätskebaden 6 och 13 kan också inrymmas i ett och samma kärl där de hålles åtskiljda till exempel utav en mellanvägg.The two liquid baths 6 and 13 can also be accommodated in one and the same vessel where they are kept separated, for example by a partition wall.
Uppfinningskonceptet är naturligtvis också tillämpbart när det gäller kemikalieåtewinning i processer med helt andra typer av avlutar och återvunna kemikalier, till exempel blekeriavlutar, avlutar från framställning av halvkemisk massa (till exempel CTMP) eller avlutar från en massaprocess baserad på kalium som bas istället för natrium.The recovery concept is of course also applicable to chemical recovery in processes with completely different types of liquors and recycled chemicals, such as bleach liquors, liquids from the production of semi-chemical pulp (eg CTMP) or liquids from a pulp process based on potassium instead of sodium.
Claims (10)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9402197A SE502038C2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasification |
JP8502006A JPH10504607A (en) | 1994-06-22 | 1995-06-15 | Cleaning method of gas formed by gasifying black liquor |
AU28112/95A AU2811295A (en) | 1994-06-22 | 1995-06-15 | Process for washing gas formed by gasifying black liquor |
PCT/SE1995/000586 WO1995035410A1 (en) | 1994-06-22 | 1995-06-15 | Process for washing gas formed by gasifying black liquor |
BR9508080A BR9508080A (en) | 1994-06-22 | 1995-06-15 | Process for the recovery of chemicals and energy from black liquor |
CA002193516A CA2193516C (en) | 1994-06-22 | 1995-06-15 | Process for washing gas formed by gasifying black liquor |
FI965088A FI118899B (en) | 1994-06-22 | 1996-12-18 | Method for washing gas generated by gasification of black liquor |
US09/096,506 US6062547A (en) | 1994-06-22 | 1998-06-12 | Quench vessel for recovering chemicals and energy from spent liquors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9402197A SE502038C2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasification |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9402197D0 SE9402197D0 (en) | 1994-06-22 |
SE9402197L SE9402197L (en) | 1995-07-24 |
SE502038C2 true SE502038C2 (en) | 1995-07-24 |
Family
ID=20394481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9402197A SE502038C2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasification |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10504607A (en) |
AU (1) | AU2811295A (en) |
BR (1) | BR9508080A (en) |
CA (1) | CA2193516C (en) |
FI (1) | FI118899B (en) |
SE (1) | SE502038C2 (en) |
WO (1) | WO1995035410A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6238468B1 (en) | 1994-11-04 | 2001-05-29 | Kvaerner Pulping Ab | Quench vessel |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6062547A (en) * | 1994-06-22 | 2000-05-16 | Kvaerner Pulping Ab | Quench vessel for recovering chemicals and energy from spent liquors |
SE9701546D0 (en) * | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Kvaerner Pulping Tech | New process |
SE9901185L (en) | 1999-04-01 | 2000-03-20 | Kvaerner Chemrec Ab | Process for cooling solid and gaseous material in gasification of effluent |
SE513637C2 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-16 | Kvaerner Chemrec Ab | Device for gasification of waste water |
SE514277C2 (en) | 1999-06-07 | 2001-02-05 | Kvaerner Chemrec Ab | Device for gasification of waste water |
SE535117C2 (en) * | 2010-03-30 | 2012-04-17 | Chemrec Ab | Gasification of sulphite thick liquor |
CN103306154A (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-18 | 秦才东 | Treatment and utilization method of pulping black liquor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE448173B (en) * | 1985-06-03 | 1987-01-26 | Croon Inventor Ab | PROCEDURE FOR THE RECOVERY OF CELLULOSA DISPOSAL CHEMICALS BY PYROLYSIS |
SE9300803L (en) * | 1993-03-11 | 1994-05-24 | Chemrec Ab | Process for separating sulfur compounds from a carbon dioxide and hydrogen sulfide-containing gas stream |
-
1994
- 1994-06-22 SE SE9402197A patent/SE502038C2/en not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-06-15 WO PCT/SE1995/000586 patent/WO1995035410A1/en active Application Filing
- 1995-06-15 BR BR9508080A patent/BR9508080A/en not_active Application Discontinuation
- 1995-06-15 CA CA002193516A patent/CA2193516C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-15 AU AU28112/95A patent/AU2811295A/en not_active Abandoned
- 1995-06-15 JP JP8502006A patent/JPH10504607A/en active Pending
-
1996
- 1996-12-18 FI FI965088A patent/FI118899B/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6238468B1 (en) | 1994-11-04 | 2001-05-29 | Kvaerner Pulping Ab | Quench vessel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9402197L (en) | 1995-07-24 |
FI118899B (en) | 2008-04-30 |
SE9402197D0 (en) | 1994-06-22 |
FI965088A0 (en) | 1996-12-18 |
JPH10504607A (en) | 1998-05-06 |
CA2193516C (en) | 2005-02-08 |
WO1995035410A1 (en) | 1995-12-28 |
CA2193516A1 (en) | 1995-12-28 |
FI965088A7 (en) | 1996-12-18 |
BR9508080A (en) | 1997-09-02 |
AU2811295A (en) | 1996-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4808264A (en) | Process for chemicals and energy recovery from waste liquors | |
RU2135273C1 (en) | System for production of special purpose gas, device to remove heat and acid gas on its basis and process of production of special purpose gas | |
FI82727B (en) | FOERFARANDE FOER FOERGASNING AV SVARTLUT. | |
SE502038C2 (en) | Procedure for washing and cooling gases in the black liquor gasification | |
US3153609A (en) | Chemical recovery process | |
US6238468B1 (en) | Quench vessel | |
US6113739A (en) | Process for washing gas formed by gasifying black liquor | |
CA2113559A1 (en) | Method and apparatus for separating molten particles from a stream of gas | |
US4187279A (en) | Device for recovering sodium chemicals from green liquor and flue gases | |
US20050076568A1 (en) | Partial oxidation of cellulose spent pulping liquor | |
US6440379B1 (en) | Apparatus to recover sulfur from concentrated acid gas into alkaline solution | |
SE506702C2 (en) | Pre-treatment of fiber material with in situ hydrogen sulphide | |
FI120508B (en) | Process for cooling solid or gaseous material during gasification of effluent | |
SE470066B (en) | Extraction of chemicals and energy from cellulose wastes by gasification | |
JPH0526724B2 (en) | ||
SE513637C2 (en) | Device for gasification of waste water | |
US7217302B1 (en) | Process for cooling solid and gaseous material during gasification of spent liquor | |
US20120073772A1 (en) | Gasification of sulphite thick liquor | |
CN1169761A (en) | Process for washing gas formed by gasifying black liquor | |
SE466920B (en) | BLACK GAS PRESERVATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |