SE517575C2 - Förfarande för att minska utsläpp av skadliga kväveföreningar - Google Patents

Description

25 30 35 ø . | n n. o 517 575 n »ou ou 2 ningsprocessen erhållet syrehaltigt kolväte, såsom metanol, införs i en soda- pannas rökgaser. l detta förfarande införs metanolen och eventuell vattenånga i en sodapannas övre del för att blandas med rökgaserna, varefter rökgaserna tvättas med vitlut eller med en vattenlösning som innehåller ammoniak- och/el- ler alkalibaserade föreningar. Förfarandet baserar sig på det att den i rökga- serna befintliga kväveoxiden NO öxideras delvis till kvävedioxid N02, som kan avlägsnas medelst en alkaliskrubber. Nackdelen med detta förfarande är att det inverkar endast på reduktion av de redan i kvävet uppkomna oxiderna och den enda användbara reagensen är metanol eller ett motsvarande kolvätede- rivat. Dessutom kräver förfarandet en för avlägsnande av N02 lämplig rökgas- skrubber, och behandlingen av de i tvättlösningen återstående kväveförening- arna förblir problematiskt, I en massafabriks kemikaliecirkulation förekommer ammoniakut- släpp under svartlutens förbränningsprocess t.ex. pga. från trä härstammande kväve. Den som följd av lutförbränningen erhållna saltsmältan innehåller kvä- veföreningar som omvandlas till ammoniak under smältans upplösning i föl- jande processteg. Den bildade ammoniaken frigörs vidare till tex. lösarcister- nens avgaser. Avgasernas lukt är problematisk från mlljösynpunkter och så- lunda måste avgaserna vanligtvis behandlas. Det är känt att tvätta en lösar- cisterns avgaser med vatten för att minska ammoniakutsläpp till miljön eller införa dem med massafabrikens andra luktande gaser till en luktgaspanna, där de förbränns separat. Detta förorsakar extra kostnader, och rökgaserna från luktgaspannan skall ändå tvättas i en skrubber, varvid de i skrubbern ac- kumulerande kväveföreningarna förorsakar ett problem. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett för- farande för att minska utsläpp av skadliga kväveföreningar från en massafab- riks kemikaliecirkulation, med vilket kända lösningars nackdelar kan undvikas.

Förfarandet enligt uppfinningen är kännetecknat av att ammoniak- haltiga avgaser som avskiljts från smältan vid upplösningen och/eller i proces- steg som följer upplösningen införs i massafabrikens panna till ett ställe i dess eldstad där bränslet i pannan till största delen förbrunnit, varvid den i avga- serna befintliga ammoniaken reagerar med den i pannans eldstad befintliga kväveoxiden och bildar molekylärt kväve.

Den väsentliga idén med uppfinningen är att en skadlig kväveföre- ning som avlägsnas från en massafabriks kemikaliecirkulation som ett utsläpp används för avlägsnande av en annan skadlig kväveförening som avlägsnas , 10 15 20 25 30 35 517 575 3 från massafabrikens kemikaliecirkulation, så att som följd uppkommer normalt molekylärt kväve som fritt kan utsläppas till atmosfären. Förverkligad på detta sätt erbjuder uppfinningen den fördelen att den åtminstone partielit undviker separat behandling av två skadliga föreningar eftersom utanför fabriken köpta reagenser eller utrustning för behandling av dem inte behövs.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas mera detaljerat med hänvisning till den bifogade ritningen som schematiskt visar den del av en massafabriks utrustning som krävs för tillämpning av uppfinningen.

Figuren är en schematisk vy av en sodapanna 1 i vilken svartlut in- förs från en indunstningsanläggning via en luttillförselkanal 2. Som följd av svartlutsförbränningen i sodapannan bildas en smältstack 3 i sodapannans nedre del. Från smältstacken 3 strömmar smältan via en smältränna 4 till en lösarcistern 5 där den upplöses i en huvudsakligen vatten innehållande väts- ka, dvs. vitlut, NaOH, vatten eller en blandning av dessa. De i sodapannan vid förbränningen bildade rökgaserna som innehåller kväveoxider strömmar till sodapannans 1 övre del och utsläpps via en rökgaskanal 6.

Vid förbränning av svartlut bildas i sodapannan 1 sådana kväve- föreningar som förvandlas till ammoniak då de införs i lösarcisternen 5 med smältan. Ammoniaken frigörs från lösningen och utsläpps med avgaser från lösarcisternen via en avgaskanal 7. Även lösarcisternens avgaser innehåller vattenånga. Ångan avlägsnas företrädesvis före avgaserna införs i pannan.

För detta ändamål är det möjligt att använda en kondenserande skrubber 8 från vilken avgaserna införs via en kanal 8a i sodapannan till ett ställe där för- bränningen av svartluten till största delen avslutats. I detta fall regerar den i avgaserna befintliga ammoniaken med den i sodapannans rökgaser befintliga kväveoxiden enligt följande formel: + => 5N2 + Den optimala reaktionstemperaturen är 900°C, men vid behov kan sodapannans temperaturfönster utvidgas genom tillförsel av lämpliga tillsats- medel, såsom metanol eller etanol, till eldstaden. Dessa tillsatsmedel kan in- föras i sodapannan antingen med de från lösarcisternen 5 utsläppta ammoni- akhaltiga avgaserna eller skilt från dessa. Från uppfinningens synpunkt sett är ett optimalt ställe där tillsatsmedlen kan införas i sodapannan 1 nedanför pan- nans näbb 9 där temperaturen är lämpligast för tillförsel av ammoniakhaltiga 10 15 20 25 30 35 a u o o nu 517 575 n uno nu 4 avgaser. lfall pannan är försedd med ett sk. högtertiärt luftregister, kan avga- serna införas i pannan 1 via detta. Alternativt kan separata tillförselöppningar anordnas för tillförsel av avgaser. l somliga fall kan även ett tertiärt luftregister vara lämpligt för tillförsel av avgaser för åstadkommande av önskad effekt.

Förutom en sodapanna, visar figuren en massafabriks kraftpanna 10, i vilken bränsle införs via en bränslekanal 11. Eftersom kväveoxider upp- kommer även i en konventionell kraftpanna, kan uppfinningen även tillämpas genom tillförsel av en lösarcisterns 5 ammoniakhaltiga avgaser till kraftpannan 10 såsom visas i figuren, dvs. via en kanal 8a, enligt principerna som beskri- vits i samband med sodapannan 1. I detta fall införs de ammoniakhaltiga av- gaserna till en temperatur av ca 900°C till ett ställe där det i kraftpannan 10 in- förda bränslet till största delen förbrunnit, och kväveoxiden bringas att reagera med ammoniaken i enlighet med den ovan beskrivna formeln. Kraftpannans rökgaser leds vidare via en rökgaskanal 12.

En betydelsefull fördel med uppfinningen är att den möjliggör en väsentlig reduktion i utsläpp av en pannas kväveoxider genom användning av en annan i en massafabrik bildad skadlig kväveförening, dvs. ammoniak. Kvä- veoxiden och ammoniaken bringas att reagera med varandra för bildande av molekylärt kväve, som är harmlöst och kan sålunda fritt utsläppas till atmosfä- ren. På detta sätt kan man undvika användning av reagenser som skall köpas samt investeringar i utrustning, eftersom den erforderliga utrustningen redan finns i en massafabrik. Uppfinningen erbjuder även betydliga besparingar -i behandling av rökgaser och avgaser eftersom dessa gaser kan behandlas med färre reagenser och enklare utrustning.

Beskrivningen och ritningen får endast ses som ett exempel på uppfinningen, som givetvis inte är begränsad till detta exempel. Om så önskas kan ammoniakhaltiga avgaser införas från lösarcisternen 5 förbi skrubbern 8 direkt till sodapannan eller kraftpannan via en kanal 7', betecknad med en streckad linje, och kanalen 8a. I stället för eller utöver lösarcisternen kan am- moniakhaltiga gaser även införas från följande processteg, såsom en kausti- ceringsanläggning. Temperaturområdet vid tillförselstället kan naturligtvis va- riera något, varvid det fördelaktiga temperaturområdet är mellan 800°C och 1000°C. Det väsentliga vid uppfinningen är att ammoniaken som avskiljs från den i en massafabriks sodapanna bildade smältan i en lösarcistern eller i föl- jande processteg införs i sodapannan eller i en kraftpanna på så sätt att då den i pannans eldstad reagerar med den i rökgaserna befintliga kväveoxiden u n . . .. n 517 575 5 bildar den molekylärt kväve och minskar således utsläpp av kväveoxider från pannan. Det är uppenbart att både en sodapannas och en kraftpannas rökga- ser kan vid behov rengöras vidare pà ett lämpligt sätt för att avlägsna eventu- ella återstående föroreningar.

Claims (7)

10 15 20 25 517 575 PATE NTKRAV

1. Förfarande för att minska utsläpp av skadliga kväveföreningar från en massafabriks kemikaliecirkulation, i vilket förfarande i kemikaliecirku- iationen bildat svartlut införs i en sodapanna för förbränning, varvid smälta bildas på bottnen av sodapannan som följd av förbränningen och nämnda smälta införs i en lösarcistern för upplösning i en huvudsakligen vatten inne- hållande vätska, k ä n n e t e c k n at av att ammoniakhaltiga avgaser som avskiljts från smältan vid upplösningen och/eller i processsteg som följer upp- lösningen införs i massafabrikens panna (1, 10) till ett ställe i dess eldstad där bränslet i pannan (1, 10) till största delen förbrunnit, varvid den i avgaserna befintliga ammoniaken reagerar med den i pannans (1, 10) eldstad befintliga kväveoxiden och bildar molekylärt kväve.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att vat- tenånga avlägsnas från avgaserna före de införs i pannan (1, 10).

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att avgaserna införs i pannans (1, 10) eldstad till ett ställe där temperaturen är mellan 800°C och 1000°C.

4. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n - n e t e c k n at av att avgaserna införs i en sodapannas (1) eldstad för av- lägsnande av i sodapannan (1) vid förbränning uppkomna kväveoxider.

5. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n -_ n ete c k n at av att avgaserna införs i eldstaden i massafabrikens kraft- panna (10) för avlägsnande av däri vid förbränning uppkomna kväveoxider.

6. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n at av att av- gaserna införs i eldstaden nedanför näbben.

7. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n - n e t e c k n at av att i lutkausticeringssteget uppkomna avgaser införs i pan- nan.