[发明专利]一种分离硫化合物的方法

说明书

本发明涉及一种从含有二氧化碳和硫化氢的气流中分离硫化合物的方法，该气流由废纤维素液在压力下部分氧化产生，将这种气体送到气体洗涤系统。

化学纸浆可用各种化学脱木质素系统以许多不同的方法制备。目前流行的工业方法称为牛皮纸或硫酸盐纤维素法。

在硫酸盐蒸煮中，用称为白液的强碱性蒸煮液处理木片，白液主要含有亚硫酸钠和氢氧化钠以及一些惰性物质和碳酸钠和硫酸钠。

在蒸煮过程中使用的大部分化学品都通过在碱回收装置中使蒸煮液蒸发和燃烧的方法来回收。所用的称为黑液的蒸煮液含有溶解的木质素。

在碱回收装置中黑液中的含硫物被还原成硫化物，它与碱金属碳酸盐一起在装置的底部形成熔融物，然后排出熔融物，用于制备新的蒸煮液。黑液中的有机物被氧化释放出热量在装置的上部将这些热量转化成水蒸汽。

将排出的熔融物溶于水中，生成绿液。用氢氧化钙处理该溶液，此后将得到的白液再用于蒸煮过程。在脱木质素过程和回收过程中，化学价值的损失通过补充相应于实际损失的碱和硫来弥补。

回收锅炉或碱回收装置在传统的硫酸盐纤维素过程中有重要的作用。但是，碱回收装置有许多严重的缺点，如投资费用高、能效相当低以及熔融物水爆炸的危险。另一缺点是固有的灵活性差，使得不可能优化蒸煮液的制备。所以，由于这些缺点和其他一些原因，毫不奇怪造纸工业已在为化学纸浆制造厂寻找用于化学品和能量回收系统的更加满意的解决办法。

对目前在商业市场上介绍的传统碱回收装置的一种替代方法是基于黑液在气化反应器中部分氧化生成碱性熔融物和可燃气体。这一替代方法的决定性优点是氧化和还原出现在分开的工艺装置中，所以该系统可就能量产量和化学品制备进行优化。本发明涉及一种废纤维素液气化时分离硫和碱性化合物的方法。根据本发明，在气体过程中生成的可燃气体被送到再生气洗涤系统，从那里排出富含硫化氢的气体。

含硫的废纤维素液在常压气化是已知的，硫在相当大程度上被转化成硫化氢，特别是在气化温度低于约700℃时。还已知提高气化压力可使硫在断续气相中的比例根据下平衡提高：

气态硫主要以H₂S的形式存在，但也可以羰基硫化物(COS)和简单的硫醇形式存在。

这种硫不用说是有价值的，必须回收并返回蒸煮化学品制备中。由于很明显的原因，无论哪种硫化合物都不能排放到大气中。在传统的回收中采用的方法是在碱回收装置中将气态硫化合物转化成硫酸盐，并将这种硫酸盐回收。但是，由于涉及气化过程这样的循环是不经济的和技术上是复杂的。

例如，在以下的专利说明书中公开了涉及黑液的加压气化和高硫化度蒸煮液的制备的现有背景技术。

美国专利4808264公开了一种方法，其中来自气化反应器的气体与水或碱液接触，然后气态硫化氢被吸收生成碱金属硫化物。然后在第一洗涤段中用循环的绿液洗涤气体，随后用含有碳酸钠或氢氧化钠的溶液洗涤，最后用水洗涤，以便完全除去在气体中残留的硫化合物。所以，在US-4808264中气态硫化合物结合在通常在纸浆制造厂的蒸煮液系统中出现的碱液中。在US-4808264中不可能看到本发明提出的分离碱和硫化合物的方法。

SE-8903953-1公开了一种在还原条件下生产用于硫酸盐纸浆蒸煮的蒸煮液的方法，它与废纤维素液的气化有关，通过将纸浆制造厂中出现的硫化合物加到气化反应器中来生产。如此得到的煮解液有高的硫化物含量，并用于所谓的改进的硫酸盐蒸煮。SE 8903953-1未公开任何一种考虑和再用在工艺气流中存在的气态硫化合物的方法。未出任何一种用于分离硫和碱的方法，这种方法是本发明的重要特征。

CA-725072公开了一种碱煮解和回收方法，其中木材用有高硫化度的蒸煮液预浸渍，以便提高蒸煮的产率和纸浆质量。在传统的回收系统中对黑液预氧化，并回收化学品。

现在有相当多的用于从合成气流中分离酸性气体和二氧化碳和硫化氢的方法可在商业上得到。

最通常的方法都基于再生胺洗涤系统。也可使用基于碱金属碳酸盐的再生洗涤系统，如在US-3563695和US-3823222中详细公开的Benfield法。

这类洗涤系统的共同点在于，在不直接排出和供给碱的情况下循环吸收液，这一点与本发明相比是决定性的差别。此外，这些洗涤系统未组合到在内部制备煮解液和基本上不含硫化物的碱的废纤维素液的气化系统中。