[其他]从制浆废液中回收化学物质的方法

说明书

本发明是关于一种从制浆废液中回收化学物质并同时利用在这一过程中释放出的能量的方法。

人们已经知道一种在上述引言部分中提到的那种类型的方法，在这种已知的方法中，无机组分主要是以熔融液或水溶液的形式回收，有机部分是以主要含有H₂和CO的气体形式回收。制浆废液同与燃烧无关的由外部供应的热能一起供入反应器进行气化和部分分解，在这之后，由此而形成的产物在反应器中的急冷和冷却区中急冷并使之冷却。在这一方法中，温度和氧势彼此无关地独立进行控制，这种控制是通过调节供应热能和可能加入的含碳材料和（或）含氧气体来进行的。

由外部向反应器的反应区中提供能量保证了在低氧势的情况下得到高的温度，已经作了各种努力以保证其中所含的钠主要以单原子气体的形式存在。由于精心调节的氧势，以及按照所说的方法最好是利用在等离子体发生器中加热的蕴含大量能量的气体，由外部供应热能而获得温度，在冷却时所得到的主要化学物质是NaOH和Na₂S，即烧碱液化学物质，同时抑制了Na₂CO₃的形成。

通过温度控制可得到另一种有价值的气体，这种气体基本上只含有H₂和CO，因此它可以用于发生蒸汽、用于合成气等。

但是，这将使最终产品有某些缺陷，这是因为，它们含有如此大量的硫，因而原则上只能用于烧碱液化学物质的再生制备。

此外，相当大量的硫致使平衡向H₂S转移，无论从环境保护的观点来说还是从由于使用这种有价值的气体产物所引起的问题来看，这都是一个缺点。

本发明的目的是消除这一已知方法的上述缺点，使得可以回收基本上不含硫化合物并且基本上由H₂和CO组成的气体产品、具有高的硫化物含量的碱产品、以及基本上不含硫化物且Na₂CO₃含量低的碱产品。

在上述方法中是通过以下方式来实现这一目的的，即：将制浆废液同与燃烧无关的外部热能一起导入反应器的反应区中进行气化和部分分解，分离由此而产生的熔融液，这一分离大体上是在通用的气化温度下进行的，然后将气体产物送至急冷和冷却区中，在那里它急速冷却至950℃以下的温度。

在这之后发现，里面所含的硫几乎全部以Na₂S的形式存在于已分离的熔融液中，因而在随后的急冷步骤中硫含量显著降低。这对于平衡具极为有利，从而得到基本上无硫化物的碱以及基本上不含硫杂质的气体产品。

在气化步骤中的温度最好控制在至少1100℃。

同燃烧无关的外部能量是以由等离子体发生器产生的能量形式提供的，废液通过紧接在等离子体发生器前面的、有一些小孔的风嘴导入。

熔融液的分离原则上是在气化温度下进行，不需要预先进行额外的急冷处理。经过分离的熔融液主要含有Na₂S。

在急冷阶段中的冷却进行到大约950℃以下，它可以通过间接冷却或者采用向里面喷射水、水溶液和（或）熔融液来完成。

按照本发明的一个最佳实施方案，采用一种液体进行冷却直至足够低的温度，以使碱化合物存在于水溶液之中，也就是说冷却到200℃以下的温度。

经过分离的碱主要由NaOH、少量的Na₂CO₃和Na₂S所组成，后一种化合物在水溶液中产生NaHS。

主要含有H₂和CO的、蕴含大量能量的气体通过一个气体出口回收利用，例如用于蒸汽锅炉中发生蒸汽。由于硫含量低，这一气体还适用于作为合成气等。

在急冷过程中有许多竞争反应发生，其中四个最重要的反应是：

1）NaOH_（g)→NaOH_(l)

2）Na_（g)+H₂O_（g)→NaOH_（g)+1/2H_2（g)

3）2NaOH_(lg)+CO_2（g)→Na₂CO_3(l)+H₂O_（g)