176587. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennylúgok elégetésekor kapott, derített kausztikus folyadékok kéntartalmának elkülönítésére kénhidrogén formájában
3 176587 4 — az előkarbonátosítási és a karbonátosítási iépést együtt vizsgálva — mindössze 15—20%. A találmány célja a fent ismertetett Tampella-módszer tökéletesítése. A találmány szerint az alkálifém-karbonátot magában a szulfidtartalmú alkálifém-karbonátoldatban alakítjuk ki füstgáz felhasználásával, anélkül azonban, hogy a távozó gáz kénhidrogént vonna el a rendszerből. Ily módon lényegesen növelhető a széndioxid-hasznosítás foka, nagymértékben csökkenthetők a beruházási költségek, és fokozható az eljárás megbízhatósága. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a kénhidrogén elkülönítési lépést oly módon végezzük, hogy a sztrippelő szakaszban az oldatban egyidejűleg alkálifém-karbonát is keletkezzék, melyet nem kristályosítunk ki, az eljáráshoz szükséges alkálifém-hidrogén-karbonátot részben a kénhidrogén elkülönítésekor kapott alkálifém-karbonát-oldatból, részben az előkarbonátosítási lépésben kapott alkálifém-karbonátot és alkálifém-hidrogén-szulfidot tartalmazó oldatból állítjuk elő, mimellett az alkálifém-karbonátot és alkálifém-hidrogén-szulfidot tartalmazó oldat legalább egy részét a kénhidrogén leválasztására a karbonátosítási lépésbe vezetjük, a karbonátosítási lépést elhagyó gáz egy részét visszavezetjük a karbonátosítási lépésbe és más részét az előkarbonátosítási lépésbe vezetjük, majd eltávolítjuk a rendszerből. A találmány szerint továbbá a széndioxidtartalmú gázt először a karbonátosítóba vezetjük, majd innen vezetjük tovább az előkarbonátosítóba, és az utóbbi műveletben a szulfid-maradékokból származó kénhidrogént a gáz kivezetése előtt elnyeletjük a kausztikus folyadékban. A találmány szerinti eljárásban a karbonátosításhoz és előkarbonátosításhoz előnyösen a szóda-kemencéből vagy a mesa-kemencéből származó füstgázokat alkalmazzuk, és a gázokat a karbonátosítás szakaszban keringtetjük. Ha a gázokat a fenti módon vezetjük át a rendszeren, az eljárás széndioxid-hasznosítási foka igen nagy mértékben nő, és megközelíti a 70%-os értéket. így a karbonátosítás végrehajtásához az ismert módszerekhez szükséges gázmennyiség körülbelül 25%-a is elegendő, és a gáz hűtéséhez szükséges vízmennyiség is tetemesen csökken. Minthogy a kénhidrogén elkülönítésében felhasznált alkálifém-karbonátot a találmány szerinti eljárás értelmében nem kell kristályosítani, lényegesen csökkenthetők a berendezési költségek, mert a kalorizátor, a kalorizátorhoz tartozó keringtető szivattyúk és a kristályelválasztó egységek teljes egészükben elhagyhatók. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzra hivatkozva részletesen ismertetjük. A rajz a találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas berendezést mutat be. A szóda-kemencében elégetett koncentrált szennylúgokból visszamaradt ömledéket vízben oldjuk, és így kausztikus folyadékhoz jutunk. A szilárd anyagokat ülepítéssel távolítjuk el a folyadékból. A derített kausztikus folyadékot az 1 vezetéken át a 2 előkarbonátosító toronyba szivattyúzzuk. Itt a folyadék nátriumszulfidtartalma a 16 vezetéken bevezetett füstgáz széndioxidtartalmával reagál, és nátrium-hidrogénszulfidot képez. A folyadékot a 2 előkarbonátosító toronyból a 3 szivattyún keresztül részben a 10 karbonátosító térbe, részben pedig közvetlenül a 4 sztrippelő térbe vezetjük, ahová a 13 vezetéken keresztül ugyanekkor a karbonátosító szakaszból származó nátrium-hidrogénkarbonátoldatot szivattyúzunk. A 4 sztrippelő egység aljára az 5 vezetéken keresztül gőzt vezetünk, és így a kénhidrogént kiűzzük a folyadékból. A távozó gázelegy víztartalmát a 6 hűtőfelületeken kondenzáltatjuk. A sztrippeléshez szükséges vákuumot — amelynek értéke előnyösen 0,4 atmoszféra — a 7 vákuumszivattyú szolgáltatja, amelynek segítségével egyidejűleg a kénhidrogén-gázt is elvezetjük. A kénhidrogén-gázt például elégetésre a kénkemencébe juttathatjuk. A sztrippelő egység alsó részéből elvezetett, főtömegében nátrium-karbonátot, valamint csekély mennyiségű nátrium-szulfidot, nátrium-szulfátot és nátrium-tioszulfátot tartalmazó folyadék egy részét a 9 szivattyún keresztül a 10 karbonátosító térbe vezetjük, a maradékot pedig a 8 vezetéken elvezetjük, és ismert módon például feltárószerré dolgozzuk fel, vagy egyéb célokra hasznosítjuk. A karbonátosító lépésben az oldat megköti a bevezetett füstgáz széndioxid-tartalmát, és ennek hatására a nátrium-karbonátból nátrium-hidrogénkarbonát képződik. A 30—45 C°-os gázt a 14 fúvatóval juttatjuk a karbonátosító egységbe. A karbonátosító egységből távozó gázok egy részét a 17 vezetéken keresztül a 14 fúvató szívó oldalára vezetjük, ugyanide vezetjük a 18 vezetéken keresztül a feltáróból vagy a mesa-kemencéből származó friss, széndioxid-tartalmú gázt. A gázok egy, lényegében a bevezetett friss gázzal azonos mennyiségű részét a 15 fúvatón keresztül a 2 előkarbonátosító toronyba vezetjük, majd a 2 előkarbonátosító tornyot elhagyó gázokat a 19 nyíláson keresztül eltávolítjuk a rendszerből. Az előkarbonátosítási lépésben a karbonátosítási lépésből elvezetett gáz kénhidrogén-tartalmát a folyamatba érkező, igen erősen lúgos, friss kausztikus folyadék elnyeli. Azzal az intézkedéssel, hogy a hidrogénkarbonátok legalább egy részét közvetlenül az előkarbonátosítási lépésben állítjuk elő, lényegesen csökkenthetjük a sztrippelési lépésben kezelendő oldat mennyiségét és gőzfogyasztását. Ugyanakkor a karbonátosításra kerülő oldat szulfid-tartalmának növekedésével a karbonátosító szakaszban képződő kénhidrogén mennyisége is nő, és végül olyan nagy értéket ér el, hogy az előkarbonátosítási lépésben a kausztikus folyadék már nem karbonátosítható teljes mértékben. Ez okból rendszerint az előkarbonátosított kausztikus folyadék egy részét a 2 előkarbonátosító toronyból közvetlenül a 4 sztrippelőbe kell vezetnünk, és a 10 karbonátosító szakaszba vezetett oldat mennyiségét a sztrippelésből származó oldat mennyiségével kell csökkentenünk. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példában ismertetjük. Példa A felhasznált kausztikus folyadék áramlási sebessége 10 m3/óra, lúgtartalma 180 g aktív Na20/liter, szulfidfoka 50%. Ennek megfelelően a rendszerbe kausztikus folyadék formájában 14,5 kmól/óra nátrium-karbonátot és 14,5 kmól/óra nátrium-szulfidot vezetünk. Az előkarbonátosítási lépésben a következő reakció zajlik le : 2Na2S+H20-t-C02=2NaHS+Na2C03 0) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
