在氧化条件下燃烧包含碱性化合物的有机废物浓缩物的方法技术

本发明专利技术涉及在氧化条件下燃烧包含碱金属化合物的有机废物浓缩物，以将所述碱金属化合物回收为碱金属碳酸盐的方法。根据本发明专利技术，所述燃烧是在至少约８５０℃的温度下进行的。在低于所述碱金属碳酸盐的粘着温度下通过混合来冷却所形成的烟道气，且同时至少在粘着温度区域，将水（８）倾倒到冷却区（２）的壁（９）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在氧化条件下，燃烧包含碱性化合物(alkali compound)，特别是碱金属化合物的有机废物浓缩物(waste concentrate)，以将所述碱金属化合物回收为碱金属碳酸盐的方法。可对木材进行化学或机械加工以产生适用于造纸的纤维。在化学加工中，在高温和高压下溶解将木材纤维结合在一起的木质素。化学溶液可为酸性的或碱性的。在称为硫酸盐法蒸煮的碱法蒸煮工艺中，将NaOH和Na2S用作蒸煮化学品(cooking chemical)。漂白前，纸浆产率约为50％。在洗涤步骤中，将可溶的木材物质和蒸煮化学品从所述纤维中回收为总固体含量大于10％的溶液，剩余的是水。通过蒸发浓缩该废液，于是在还原条件下将其在化学品回收炉(recovery boiler)中进行燃烧。将自木材中溶解的有机物质的热含量回收为高压蒸汽，通常借助于涡轮发电机，从高压蒸汽中产生电和低压工业蒸汽。化学品在所述回收炉的底部形成熔化物，该熔化物溶解在水中。使用常规的苛性化方法将具有Na2CO3和Na2S作为主要组分的溶液转化成适合再利用的蒸煮化学品。成本节省地生产硫酸盐纸浆要求燃烧上述废液以及通过苛性化回收化学品，然而这要求涉及高昂投资的设备。在机械脱纤维方法中，漂白产品的产率以木材计算为90-97％。热机械制浆方法，即TMP方法，通常与造纸厂(paper mill)结合。废水的化学耗氧量即COD为50-80kg/吨所生产的纸浆。将所述废水送至生物净化工艺中，所述生物净化工艺与造纸厂的其它废水连接。化学热机械精练或CTMP工厂并非同样地经常与造纸厂相结合，而是将所产生的纸浆漂白、干燥并运输到它处使用。与常规机械脱纤维的纸浆相比，该方法中废水的化学耗氧量是其两倍，由此生物处理厂中废水处理的费用也大致加倍。而且，不能回收废弃的化学品，而是将其弃于邻近河道之中，从而造成了环境危害。此外，众所周知由于来自木材的浸出物溶解在所述废水中，生物处理厂的运转也存在问题。所述浸出物的原来功能是防止木材腐烂。所述CTMP法生成大于90％高产率的纤维，在一些应用可将纤维重新放于硫酸盐纸浆中。除了所述高纤维产率外，相对于生产能力，所述投资费用显著低于硫酸盐纸浆法。在CTMP工厂中，传统上用Na2CO3溶液浸渍碎片。通常地，化学品消耗约为20kg/吨纸浆。精练后，将所述纸浆用约20kg H2O2/吨纸浆以及等量的NaOH进行漂白。此外，通常每吨纸浆使用高达20kg硅酸钠作为抑制剂。现在，无硅酸盐的抑制剂也是可商购的。如果硫酸盐纸浆工厂中使用的合适且成本节省的化学品回收方法对生产漂白的化学机械精练纸浆是可以得到的，则可改善CTMP工厂的整体竞争力，并可减少所述工厂的环境载荷。在从白杨中生产漂白化学机械精炼纸浆的加拿大工厂中，已经以全规模生产工厂的水平采用了在这方面中的第一步骤。所述产物经干燥并销售。在该工厂中，使用亚硫酸钠溶液进行浸渍，和使用碱性过氧化物进行漂白。通过蒸发浓缩来自两个步骤的所述废液，并在回收炉中燃烧所述浓缩液，其中所述溶解的有机物质被燃烧成二氧化碳，同时可将所述废钠和硫化学品还原成Na2S和Na2CO3的熔化物。在这种已知的方法中，冷却所述熔化物并储存用于可能的随后使用。因为两种化合物是可水溶解的，必须将它们储存在干燥条件下。称为Sonoco法的制浆方法的工业应用描述在出版物Appita，卷33，期6，页447-453中。这里所生产的纤维是所谓的NSSC纸浆，其是在高压和高温下于连续蒸煮锅中通过将Na2SO3溶液浸渍到碎片中而产生的。在蒸煮后，在精炼机(refiner)中进行脱纤维。纸浆产率约为木材的80％。在所述方法中使用的活性化学品与CTMP法中使用的相同。根据该出版物，在最后浓缩前通过向蒸发处理中加入氢氧化铝来实施化学品回收。另外，将再循环的铝酸钠加入到所述浓废液中，并对该混合物进行造粒。在出口端温度超过900℃的回转炉中燃烧所述颗粒。在所述颗粒的内部还原条件占据优势并将所述废液中的硫还原成硫化物，同时钠和铝形成了具有高熔点温度(1600℃)的稳定铝酸钠。从所述颗粒中以H2S的形式释放出，并立即被氧化成SO2。粉碎所述燃烧的颗粒的一部分并再循环到废液浓缩物的造粒作用中。溶解剩余的的部分铝酸盐颗粒。铝酸钠是水溶性的并形成了强碱性溶液。所述烟道气中的SO2被吸收到该液体中，由此形成了Na2CO3并沉淀出氢氧化铝。将所述Na2CO3重新用于浸渍和将所述氢氧化铝加入到废液的蒸发中。通常地，现有技术的文献教导了CTMP纸浆的制备需要在浸渍相中磺化木质素，即使用亚硫酸盐，且通常使用过氧化物漂白所述纸浆，该方法需要碱性条件。传统地，使用NaOH用来调节pH。使用已知技术如上述的Sonoco法，燃烧来自木材的溶解有机物质和回收钠与硫是可能的，但其非常苛刻并要求昂贵的设备投资。或者，可使用废液预碳酸化回收法(TampellaRecovery process)。在操作工厂中，通过使用氧化的绿液(green liquid)作为碱而制得了漂白的化学机械精炼纸浆。其包含碳酸钠(Na2CO3)作为活性碱。其他主要成分是Na2SO4，其对该方法是惰性的。在该工厂中，将废液蒸发到固体含量为35-45％并在所述工厂的回收炉中将其与来自位于相同区域的硫酸盐纸浆工厂的黑液一起进行燃烧。在该方法中，回收来自于所述化学热机械精炼纸浆的生产中的钠并再循环到所述浸渍和所述漂白中作为氧化的绿液。上述方法是优选的，但只是作为补充，如果邻近工厂的所述回收炉也具有足够容量来燃烧来自机械纸浆的生产中的所述浓缩物。如果上述废液浓缩物不能在苏打回收炉(soda recovery boiler)中燃烧，则必须在分离回收系统中进行化学品的再循环，例如通过使用铝酸钠的循环。该类方法已描述在FI专利申请20020123和相应的国际出版WO 03/062526中。在该已知方法中，在精炼和漂白后洗涤纤维。所述溶解的有机物质和所使用的Na化学品被传递到废水中。漂白的化学机械精炼纸浆(bleachedchemi-mechanical refiner pulp)的废液的固体含量为约1.5％，和漂白的热机械纸浆的所述废液的固体含量为约0.5％。实际上可对这些废液进行生物处理，但由于高COD含量，该工厂及其使用将变得非常昂贵；另外，用于所述纸浆生产的所有钠都弃于邻近河道中。本专利技术的一个目的是提供在氧化条件下燃烧包含碱金属化合物的有机废物浓缩物，从而将所述碱金属化合物回收为水溶性碱金属碳酸盐的方法。与在氧化条件下燃烧包含碱金属化合物有机废物浓缩物有关的问题是回收到的碱金属碳酸盐非常粘稠，并因此累积在燃烧区的壁上。因此本专利技术的一个目的是克服这些缺点，从而能够进行所述燃烧，以这种方式使得所述碱金属化合物以碱金属碳酸盐水溶液的形式被回收。这可依靠包括权利要求1的特征部分的特定特征的方法而实现。当在至少850℃的温度下进行所述燃烧，以及在低于所述碱金属碳酸盐的粘着温度(sticking temperature)范围内，通过将更冷的介质混合到所述烟道气中来迅速和有效地冷却所形成的烟道气时，所述碱金属碳酸盐没有时间粘附到所述燃烧区的壁上。同时通过至少在粘着温度区域将水倾倒到所述燃烧区的壁上以在燃烧区的壁上形成水本文档来自技高网...

【技术保护点】
在氧化条件下燃烧包含碱金属化合物的有机废物浓缩物以将所述碱金属化合物回收为碱金属碳酸盐的方法，特征在于：所述燃烧在至少８５０℃的温度下进行，且在低于所述燃烧期间形成的碱金属碳酸盐的粘着温度下，通过向形成的烟道气中混合更冷的介质来冷却所述形成的烟道气，以及同时至少在粘着温度区域内将水倾倒到冷却区的壁上以防止污染所述壁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂马坦纳，
申请(专利权)人：林哈特公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]