SE503351C2 - Förfarande för rening av sekundära kondensat vid indunstning av avlutar - Google Patents

Description

503 351 10 15 20 25 30 35 2 nedre kammaren strömmar ångan in i den övre kammaren, _därvid förorsakande att den övre kammaren innehåller en större procentsats av flyktiga föroreningar, varvid ett förorenat kondensat som erfordrar rening bildas. Mängden av det förorenade kondensatet kan fritt varieras inom vissa gränser genom utformning av elementet, beroende av användarens krav beträffande det rena kondensatets ren- het. Normala värden är mellan 10 och 20 % av totalmängden av indunstningsanläggningens kondensat. Detta kondensat renas av de flesta användare genom avdrivning. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för alstring av sekundärt kondensat som har en COD-nivå som är mycket lägre än vad som är möjligt att uppnå med konventionella system. Syftet är att minska metanolhalten i sekundärkondensatet till värden lägre än _10 ppm. Ett annat syfte är att alstra dylikt kondensat så, att en konventionell flerstegsindunstningsanläggnings ångekonomi förblir på sin nuvarande nivå, dvs. att vä- sentligen inget extra värme behövs för att åstadkomma renare kondensat än tidigare.

För uppnående av dessa syften innefattar förfarandet enligt föreliggande uppfinning, att: a) den kondenserbara sekundärångan kondenseras till första och andra kondensatdelströmmar, där de första, som har en liten volym, innehåller huvuddelen av de flyktiga föreningarna, och ett kännetecken för uppfinningen är att b) de första kondensatströmmarna från ett eller flera av indunstningsanläggningens i avlutens strömningsriktning .första indunstningssteg och/eller kondensorer förs för rening till ett första ångavdrivningskolonnsystem och åt- minstone en del av de andra strömmarna förs till ett andra ångavdrivningskolonnsystem för att återvinnas som mycket rent kondensat, renare än kondensatströmmen från 10 15 20 25 30 35 503 351 3 den första avdrivningskolonnen, varvid det andra kolonn- systemet drivs av ånga från avlutsindunstningen, och c) de första och andra kondensatströmmarna från de i avlutens strömningsriktning sista indunstningsstegen behandlas skilt från varandra, så att åtminstone en del av kondensatströmmarna återvinns som mycket rent konden- sat.

Föreliggande uppfinning lämpar sig speciellt för att användas vid indunstning av sulfatsvartlut för att åstad- komma ett kondensat med ytterst låg COD. Det kan även användas för avlutar med hög COD eller andra massaproces- ser, såsom t.ex. en sulfitprocess.

Föreliggande uppfinning kan tillämpas i samband med alla slags indunstare, såsom lamellindunstare, rörindunstare med externa värmeväxlare, där selektiv kondensation er- hålls. Énligt föreliggande uppfinning uppdelas sekundärkondensa- tet som alstras i de olika stegen i en avlutsindunst- ningsanläggning först på i och för sig känt sätt i två strömmar, i den ena av vilka, dvs. den som har en mindre volym, en väsentlig del av föroreningarna, såsom COD-fö- reningarna, är koncentrerade. Den absolut största delen av dessa föreningar förångas i de första indunstningsste- gen (de tre första och eventuella föregående expansions- steg i fall av en sjustegsindunstningsanläggning), som därvid alstrar de förorenade kondensaten. Mycket rent sekundärkondensat, som är avsett att användas i en massa- fabrik, kan produceras genom att inkoppla en andra ångav- drivningskolonn i indunstningen förutom det kolonnsystem som normalt användes för att avskilja föroreningar från kondensaten. Den extra avdrivningskolonnen, som används för den extra avdrivningen, används för att behandla åtminstone en del av det renare kondensatet från de ovan- nämnda första stegen, varvid ett mycket rent kondensat 503 351 10 15 20 25 30 35 4 erhålls. Kondensatmängden som behandlas är bl.a. beroende av den mängd rent kondensat som behövs.

Det rena kondensatet från de i förhållande till avlut- strömmen sista indunstningsstegen och det förorenade kondensatet innehållande huvuddelen av föroreningarna 'behandlas separat så att de, om så önskas, kan renas till mycket rent kondensat. Mängden av föroreningar i det rena kondensatet kan minimeras genom att expansionsindunsta dessa kondensat, varefter de kan förenas med strömmen av mycket rent kondensat från den extra avdrivningskolonnen.

Det förorenade kondensatet från de sista stegen expan- sionsindunstas även, men efter att det har ytterligare behandlats i den extra avdrivningskolonnen.

Den extra avdrivningskolonnsystemet innefattar företrä- desvis även en ångåterkokare, i vilken det renade konden- satet från kolonnen återkokas medelst ånga från ett av indunstningsstegen, sålunda producerande reningsånga för avdrivningskolonnen. Återkokaren är av liknande konstruk- tion som indunstarna, dvs. ångan som kondenseras uppdelas ai olika fraktioner.

I indunstningsanläggningen är det extra avdrivningsko- lonnsystemet inkopplat mellan två efter varandra belägna indunstningssteg i slutet av indunstningsanläggningen i förhållande till ångströmmen eller mellan det sista in- dunstningssteget och. kondensorn. Företrädesvis är det inkopplat på ett sådant ställe där den önskade tempera- turen hos produkten automatiskt erhålls. Detta betyder att värmeväxlare ej erfordras för' kondensatet, vilket möjliggör att ångförbrukningen ej behöver ökas jämfört med ett system utan en extra avdrivningskolonn.

Kondensatmängden som behandlas i den extra avdrivningsko- lonnen kan väljas fritt. Systemet kan konstrueras så, att alla kondensat behandlas i detta, även kondensatet från 10 15 20 25 30 35 503 351 5 själva avdrivningskolonnen. Å andra sidan kan endast en liten volym behandlas. Valet är självfallet beroende av den mängd mycket rent kondensat som fabriken behöver och den önskade graden av renhet. Ju mindre mängden av mycket rent kondensat är, desto renare blir det. Mängden re- ningsånga som står till förfogande begränsar den maximala reningseffektiviteten. En högre reningsgrad kan erhållas genom att öka värmeytornas area, vilket ökar tillverk- _ningskostnaderna, eller genom att lämna bort ett indunst- ningssteg, vilket ökar värmeförbrukningen.

Föreliggande uppfinning beskrivs i det följande närmare i form av som exempel anförda utföranden och med hänvisning till bifogade ritningar, där FIG. 1 visar konstruktionen av ett värmeväxlingselement som kan användas i samband med utförande av förfarandet enligt uppfinningen för att producera kondensat av olika slag, och FIG, 2 visar ett schematiskt flytschema för en fördel- aktig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen.

Såsom i FIG. 1 visas delas insidan av ett element 10, som bildats av två med varandra förenade plåtar, medelst en mellanvägg 11 i två kamrar 12 och 13. Värmeväxlingsele- mentet är känt genom US-patentet 4,878,535. Värmeånga matas genom en ledning 15 till insidan av den nedre kam- maren 13, där relativt rent kondensat bildas, som avgår genom en ledning 18. Okondenserade gaser strömmar genom en öppning 14 till den övre kammaren 12, där förorenat kondensat bildas, som avgår genom en ledning 17. Okonden- serad ånga avgår från elementet genom en ledning 16.

FIG. 2 visar en sjustegsindunstningsanläggning för svart- lut med ett konventionellt lutflöde: inmatning - expan- sion till steg EVI - expansion till steg EVII, förångning i steg EVII - EVI - EV - EIV - EIII - EII - EI - produkt- vätska. Värmeångan strömmar i motsatt riktning, dvs. från 503 351 10 15 20 25 30 35 6 steg EI till steg EII osv. En ytkondensor 20 är förenad med steg EVII.

Huvuddelen av de flyktiga komponenterna i svartluten förångas i expansioner och stegen EVII, EVI, EV. De föro- renade kondensaten uppstår sålunda i stegen EVI och EVII och ytkondensorn. Ångströmmarna 44, 45, 46 och utlopps- gaserna från indunstningsstegen i ledningen 51 kondense- ras i dessa, delade i två delströmmar med hjälp av värme- växlingselementen, såsom beskrivits i samband med FIG. 1.

Strömmarna 21, 22, 23, som har en mindre volym men inne- håller huvuddelen av föroreningarna, leds till ett kon- ventionellt ångavdrivningssystem (visas ej). Strömmarna 24, 25, 26, som har en större volym men innehåller mindre föroreningar, leds till ett andra ångavdrivningssystem 27 för alstrande av mycket rent kondensat.

Sekundärångströmmarna i ledningarna 47 - 50 från de i förhållande till svartlutströmmen sista stegen EIV, EIII, EII och EI kondenseras på liknande sätt till förorenade kondensat 31, 30, 29, 28 och rena kondensat 35, 34, 33. 32. Båda kondensatströmmarna, dvs. den första och den andra, expansionsförångas genom stegen på konventionellt sätt, varvid mängden flyktiga föroreningar minskar, men med den skillnaden att de strömmar som skilda strömmar 36 och 37. Det mycket rena kondensatet 37 som bildats av det rena kondensatet tas till vara som produktvätska, medan strömmen 36, som bildats av det förorenade kondensatet genom expansionsindunstning, matas tillsammans med det renare kondensat 24, 25, 26 från stegen EVI, EVII och ytkondensorn 20 till det extra avdrivningssystemet 27. Ångavdrivningssystemet 27 innefattar en ångavdrivningsko- lonn 38 och en återkokare 39 och det är inkopplat mellan stegen EV och EVI. Reningsångan 40 i kolonnen utgörs av återkokat kondensat 41 från kolonnen 38. Drivångan för återkokaren 39 tas från steget EV. Mängden ånga som 10 15 20 25 30 35 503 351 tas från detta steg till avdrivningskolonnen är beroende av kondensatmängden som skall behandlas i denna kolonn och/eller den önskade graden av renhet. 7 Värmeväxlingselementens konstruktion i återkokaren är likadan som i indunstarna, varför den även alstrar ett förorenat kondensat 42, som förs till det konventionella ångavdrivningssystemet, och ett renare kondensat 43, som matas till ångavdrivningskolonnen 38.

Stegets EVI ångsida är delat i två kamrar 52 och 53.

Kammaren 53 är på konventionellt sätt förenad med före- gående indunstningssteg EV för att kondensera dess sekun- därånga 44. Kammaren 52 fungerar som en "kondensor" för ångan innehållande metanol och andra föroreningar som i ledningen 59 strömmar från övre delen av avdrivningsko- lonnen 38. "Kbndensorns" 52 konstruktion är sådan att ångan som kondenserar kondenseras till ett förorenat kondensat 56, som sedan förenas med de i ledningen 54 strömmande övriga förorenade kondensaten som skall renas.

Den renare kondensatströmmen pumpas tillbaka till övre delen av avdrivningskolonnen 38 som återlopp 55. De okon- denserade gaserna från kondensorkammaren 52 förs även genom ledningen 51 till ytkondensorn 20, vilket inte medför några problem emedan COD-nivån är mycket låg jäm- fört med de okondenserade gaserna från en konventionell avdrivningskolonn, som behandlar de förorenade kondensa- ten i ledningen 54.

Det mycket rena produktkondensatet avgår från återkokaren genom ledningen 57, varifrån det förs till ledningen 58 tillsammans med annat mycket rent kondensat 37 för att användas i fabriken.

Den extra ångavdrivningskolonnen är i detta fall kopplad mellan stegen EV och EVI. Den kan även vara kopplad mel- lan stegen EVI och EVII eller mellan steget EVII och 503 351 10 15 20 25 8 ytkondensorn 20 beroende på vilken temperatur hos det .mycket rena kondensatet man önskar erhålla.

Den ovan beskrivna utföringsformen avser en sjustegsin- dunstningsanläggning. Uppfinningen kan självfallet på liknande sätt tillämpas i indunstningsanläggningar av annat slag med exempelvis 4, 5 eller 6 indunstningssteg.

Eäšmâšl En sjustegsindunstningsanläggning för svartlut med en konventionell ångavdrivningskolonn och ett extra avdriv- ningskolonnsystem enligt uppfinningen: Mängd förångat vatten: 500 t/h Mängd rent kondensat: (strömmarna 24 - 26, 32 - 35) 456,7 t/n -Förorenat kondensat (21 - 23, 28 - 31) till den konven- tionella avdrivaren: 43,3 t/h Mängd metanol i den inmatade avluten: 300 kg/h Resultat: Mängd metanol i de rena kondensaten: Med konventionell metod: 60 kg/h (131 ppm), avskiljningsgrad 80 %.

Enligt uppfinningen: 4 kg/h (8.8 ppm), avskiljningsgrad 98,7 % (mycket rent kondensat).

I systemet enligt föreliggande uppfinning matas 43,5 % av ångan från steget EV till återkokaren 39 och återstoden direkt till steget EVI.

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 9 5 Û 3 3 5 1 gAïgnrxmv

1. Förfarande för effektivisering av avskiljningen av flyktiga föreningar, såsom metanol, från sekundära kon- densat som alstrats vid flerstegsindunstning av avlutar från massaprocesser, innefattande att a) den kondenserbara sekundärångan kondenseras till första (21 - 23, 28 - 31) och andra (24 - 26, 32 - 35) kondensatdelströmmar, där de första, som har en liten volym, innehåller huvuddelen av de flyktiga föreningarna, kännetecknat av att b) de första kondensatströmmarna (21 - 23) från ett eller flera av indunstningsanläggningens i avlutens strömnings- riktning första indunstningssteg (EVII - EVI) och/eller kondensorer (20) förs för rening till ett första ångav- drivningskolonnsystem och åtminstone en del av de andra strömmarna (24 - 26) förs till ett andra ångavdrivnings- kolonnsystem (27) för att återvinnas som mycket rent kondensat (57), renare än kondensatströmmen från den första avdrivningskolonnen, varvid det andra kolonnsyste- met (27) drivs av ånga från avlutsindunstningen, och c) de första (28 - 31) och andra (32 - 35) kondensat- strömmarna från de i avlutens strömningsriktning sista indunstningsstegen (EII - EV) behandlas skilt från var- andra, så att åtminstone en del av kondensatströmmarna återvinns som mycket rent kondensat (37, 57).

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att i steget c) kondensaten expansionsindunstas och att de andra kon- densaten (32 - 35) återvinns från expansionsindunstningen som mycket rent kondensat (37), och de första kondensaten (28 - 31) förs efter expansionsindunstningen till det andra ångavdrivningskolonnsystemet (27) för att också återvinnas som mycket rent kondensat (57).

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det andra ångavdrivningskolonnsystemet (27) är kopplat mellan 503 351 104 15 20 25 10 två i ångströmmens riktning i slutet av indunstningsan- läggningen efter varandra belägna indunstningssteg (EV och EVI eller EVI och EVII), eller mellan det sista in- dunstningssteget (EVII) och kondensorn (20). '4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att det andra ångavdrivningskolonnsystemet (27) förutom avdriv- ningskolonnen (38) innefattar en ângâterkokare (39), till vilken ånga förs från det vid högre temperatur arbetande indunstningssteget (EV) för förångning av kondensatet (41) från nedre delen av kolonnen i ångåterkokaren, var- vid ångan som alstras (40) används som reningsånga 1 kolonnen (38).

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att ångan från övre ändan av den andra avdrivningskolonnen (38) kondenseras på en del av det vid lägre temperatur arbe- tande indunstningsstegets (EVI) kondenseringsytor och kondensatet (55) som uppstår förs till kolonnen (38).

16. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att en förs- ta (42) och en andra (43) kondensatström alstras i åter- kokaren, av vilka den första behandlas i den första ång- avdrivningskolonnen och den andra 1 det andra ångavdriv- ningskolonnsystemet (27).