FI87092C - Foerfarande foer behandling av svartlut - Google Patents

Description

87092

MENETELMÄ MUSTALIPEÄN KÄSITTELEMISEKSI FÖRFARANDE FÖR BEHANDLING AV SVARTLUT

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään sulfaattisellu-tehtaan mustalipeän käsittelemiseksi siinä olevien kemikaalien ja lämmön talteenottamiseksi mustalipeää kaasuttamalla 5 ja/tai polttamalla paineistetussa kaasutus- tai polttoreak-torissa. Kaasutuksessa ja/tai poltossa muodostuvat sulat ja/tai kiinteät suolat johdetaan sammutussäiliöön keitto-kemikaalien talteenottamiseksi ja prosessissa syntyneet kaasut johdetaan puhdistusvaiheen kautta kaasuturbiiniin 10 kaasujen energian talteenottamiseksi. Kaasuturbiinista poistokaasut johdetaan jätelämpökattilaan, jossa kaasujen "loppuenergia" otetaan talteen korkepainehöyrynä, joka hyödynnetään höyryturbiinilaitoksessa.

15 Keittokemikaalien ja lämmön talteenotto ovat sulfaattiselluloosan valmistuksen oleellisia osia. Talteenotto tapahtuu nykyisissä tehtaissa yleensä polttamalla mustalipeä soodakattilassa, jolloin kemikaaliaines saadaan soodasulassa talteen ja puusta liuennut orgaaninen aines palaa kehittäen 20 lämpöä, joka otetaan talteen kattilaan sovitetuilla lämmön-siirtopinnoilla. On myös ehdotettu kemikaaliaineksen talteenottoa mustalipeää kaasuttamalla, jolloin kaasuttimes-sa sulan kemikaaliaineksen lisäksi muodostuu hyvän lämpöarvon omaavaa kaasua, jota voidaan hyödyntää esim. kaasutur-25 biinissa.

Sellun keiton jälkeisestä massan pesusta saatava mustalipeä sisältää ainoastaan n. 15 - 20 % kuiva-ainetta eikä sitä sellaisenaan voida johtaa soodakattilaan poltetta-30 vaksi tai kaasuttimeen kaasutettavaksi. Haihduttamon tehtävä on poistaa mustalipeästä vettä niin runsaasti, että saavutetaan kyllin korkea kuiva-ainepitoisuus polttamista tai kaasuttamista varten. Jotta lipeästä saatava energiamäärä : olisi mahdollisimman korkea, pyritään lipeä väkevöittämään 2 87092 mahdollisimman korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen, nykyään käytössä olevalla tekniikalla n. 65 - 80 %:n kuiva-ainepitoisuuteen.

5 Haihdutukseen tarvittava lämpöenergia saadaan prosessissa muodostuneesta höyrystä tai kuumista savukaasuista. Haihdutus on nykyisin yleensä järjestetty tapahtuvaksi lämmönvaih-timissa soodakattilasta saatavaa höyryä hyväksikäyttäen.

10 Kuiva-ainepitoisuuden kasvu vaikuttaa haihduttamon lämmönku-lutusta lisäävästi suuremman haihdutettavan vesimäärän vuoksi, mutta lämmön tuoton lisääntyminen poltossa on kuitenkin paljon suurempi kuin haihdutuksen tarvitsema lisälämpö. Soodakattilassa tuotettu lisälämpö saadaan 15 talteen höyrynä.

Monet soodakattilat on aikaisemmin suunniteltu siten, että lipeän loppukonsentrointi tapahtuu suoralla savukaasuhaihdu-tuksella harpassa tai syklonihaihduttimessa, koska haihdutus 20 > 50 %:n kuiva-ainepitoisuuteen lämmönvaihtimissa on vaikeaa lämpöpintojen voimakkaasta likaantumisesta johtuen. Suoralla savukaasuhaihdutuksella on kuitenkin myös haittapuolensa: - haihduttimen haju- ja emissiohaitat, - kattilan höyrynkehityshyötysuhde pienenee, 25 haihdutus tapahtuu yhdessä vaiheessa eikä haihduttimesta poistuvaa sekundäärihöyryä ole voitu käyttää hyväksi.

Suoralla savukaasuhaihdutuksella rakennettuja soodakattiloita onkin e.m. haitoista johtuen muutettu siten, että 30 savukaasujen loppujäähdytys tapahtuu veden esilämmittimissä ja lipeän loppukonsentrointi höyryllä lisähaihdutinyksikös-sä.

Edellä mainittuja haittoja voidaan osittain vähentää 35 suomalaisessa patenttihakemuksessa FI 854549 ehdotetulla lipeän loppukonsentroinnilla, jonka mukaan jätelipeä kuumennetaan savukaasuilla epäsuorassa lämmönvaihdossa paineen alaisena poltossa syntyvien savukaasujen kattilan jälkeistä 3 87092 lämpösisältöä hyväksi käyttäen. S avuk a a sukuumennus tapahtuu konsentraatiossa, jossa lipeän tarttumista lämpöpinnoille ei vielä tapahdu. Kuumennetun paineenalaisen lipeän annetaan tämän jälkeen paisua alempaan paineeseen, jolloin lipeästä 5 haihtuu vettä ja se konsentroituu. Tämä varsinainen konsen-trointi tapahtuu eri laitteistossa, jossa ei ole lämpöpinto-j a, jotka likaantuisivat. Näin syntyvä sekundäärihöyry on ehdotettu ohjattavaksi korvaamaan primäärihöyryä sarjana i hduttamolla . Lipeä voidaan näin kuumentaa 80 - 120 i0 C:sta lämpötilaan 160 - 250 °C ja konsentroida > 55 %:n Kuiva-ainepitoisuuteen. Soodakattilan ja haihduttamon rikkipäästöiltä ei näin kuitenkaan vältytä.

Sulfaattisellutehtaassa rikkipäästöt syntyvät pääasiallisesti soodakattilassa, haihduttamossa ja keittämössä. On todettu, että mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden nostaminen haihduttamalla vähentää varsinaisen soodakattilan savukaasujen rikkipäästöjä. Viherlipeän rikkipitoisuudet sitä vastoin nousevat kuiva-ainepitoisuuden noston seurauksena 20 ja siten myös sekä valkolipeän että mustalipeän rikkipitoisuus. On myös syytä olettaa, että haihduttamon rikkipäästöt nousevat mustalipeän korkeammasta rikkipitoisuudesta johtuen.

25 Energian hinnan jatkuvasti kohotessa on tullut myös yhä tärkeämmäksi päästä kemikaalien talteenotossa hyvään energiahyötysuhteeseen. Soodakattilassa mustalipeän poltossa syntyvien polttokaasujen lämpö joudutaan pääosin ottamaan talteen höyrynä, jolla kattilan syöpymissyistä johtuen on 30 oltava suhteellisen alhaiset p- ja T-arvot eikä se näin ollen anna parasta mahdollista energiahyötysuhdetta. Tuotettu korkeapainehöyry ajetaan vastapainehöyryturbiiniin ja poistopuolen höyry käytetään kattamaan tehtaan lämmöntarve. Turbiini ja siihen kytketty generaattori tuottavat 35 tehtaan tarvitseman sähkön. Sähkön tuoton hyötysuhde on kuitenkin vain n. 20 - 25 %. Soodakattila on kyllä kehittynyt luotettavaksi regenerointi- ja energiantuotantoprosessiksi, mutta sillä saatava lämmön ja sähkön suhde on 4 87092 epäedullinen nykyisissä sulfaattisellutehtaissa. Lämmöntuotanto pystytään hoitamaan soodakattilalla entistä paremmin prosessien lämmönkulutuksien pienenemisen seurauksena, mutta sähköntuotanto tapahtuu huonolla hyötysuhteella.

5

Myös massanvalmistuksessa ollaan menossa suuntaan, jossa höyrynkulutus ei enää kasva. Sähkönkulutus sitä vastoin kasvaa vieläkin, etenkin yhdistetyissä massan- ja paperin-valmistustehtaissa.

10

Edellä mainittujen seikkojen vuoksi perinteisen soodakattilan korvaamista uusilla prosesseilla, mm. mustalipeän kaasuttamisella, on tutkittu pitkän aikaa. Tällä hetkellä erilaisia tutkittavia vaihtoehtoja on runsaasti. Ehdotetuil-15 le uusille prosesseille on yhteistä kemikaalien regeneroin-nin ja energiatuotannon erottaminen sekä saadun polttoaineen soveltuminen kombivoimalaitoksen polttoaineeksi.

Mustalipeää voidaan kaasuttaa monin tavoin. Suosittuja 20 tutkimuksen kohteena olevia menetelmiä ovat mm. kiinteä-faasikaasutus ja sulafaasikaasutus. Kaasutuksessa muodostettu kaasu voidaan polttaa joko tavanomaisessa kattilassa tai paineistetussa kombiprosessissa höyryn ja sähkön tuottamiseksi.

25

Eräs ajatus mustalipeän paineistetusta kaasutuksesta, joka tarjoaa mahdollisuuden soveltaa kombivoimalatekniikkaa tehtaan energiatuotannossa, on esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa FI 841540. Esitetyn menetelmän mukaan 30 kaasutuksessa tuotetaan poltettavaa kaasua ja mustalipeän rikkisisältö konvertoidaan oleellisesti sulfidiksi. Mustali-peä syötetään kaasuttimeen (45 - 75 prosenttisena) vesiliuoksena. Kaasutuksessa syntynyt kaasu puhdistetaan ja poltetaan kuumien palamiskaasujen saamiseksi, jotka hyödyn-35 netään kaasuturbiinissa sähkön tuottamiseen. Kaasutur-biinista tulevat poistokaasut syötetään jätelämpökattilaan, jossa poistokaasujen lämpö käytetään höyryn tuottamiseen höyryturbiinilaitosta varten. Sähkön lisäksi höyrytur- 5 87092 biinijärjestelmä tuottaa prosessihöyryä.

Vesipitoista mustalipeää syötetään hienoina pisaroina kaasuttimen yläosaan, jolloin mustalipeäpisarat kuivuvat 5 kaasuttimen pohjalta ylöspäin nousevassa kuumassa kaasuvir-rassa ennen varsinaista kaasuuntumista. Mustalipeästä kaasutuksessa jäljelle jäävä kiinteä tai sula suola kerääntyy kaasuttimen alaosaan ja johdetaan siitä edelleen s'mmutussäiliöön keittokemikaalien talteenottamiseksi .

! j Mustalipeästä haihtunut vesi ja muut haihtuvat aineet kulkeutuvat ulos kaasuttimen yläosasta tuotetun kaasun mukana.

Kaasuttimesta tuleva kaasu sisältää näin ollen sekä musta-ik lipeästä kaasuttamalla tuotettua kaasua että kuivatuksen yhteydessä mustalipeästä haihtuvaa vettä ja/tai muita helposti haihtuvia alkali- ja rikkiyhdisteitä. Haitalliset aineet on erotettava kaasuista ennen niiden johtamista kaasuturbiiniin. Kaasut johdetaan esim. absorptiotorniin, 20 jossa kaasuista poistetaan rikkiyhdisteitä ja sen jälkeen esim. märkäpesuriin loppupuhdistusta varten.

Ehdotetun mustalipeän kaasutusjärjestelmän haittana onkin niiden sisältämä suuri vesihöyrypitoisuus, koska mitä 25 enemmän vesihöyryä kaasu sisältää sen heikommat ovat sen palamisominaisuudet ja sen huonompi kaasuturbiinin sähkön-tuoton hyötysuhde. Lisäksi näin saatu suuri poistokaasumää-rä vaatii suuret kaasunpuhdistusjärjestelmät, joissa joudutaan samalla kertaa puhdistamaan sekä haihduttamalla että 30 kaasuttamalla tuotettua kaasua haitallisten aineiden poistamiseksi kaasuista ennen kaasuturbiinia. Kaasujen puhdistuskustannuksista tulee huomattavat.

Kaasuturbiinin sähköntuoton hyötysuhdetta huonontaa yleensä 35 lisäksi se, että kaasuturbiiniin tarvitaan suhteellisen suuri ilmaylimäärä sisääntulolämpötilan alentamiseksi, mikä nostaa ahtimen tehontarvetta ja siten huonontaa kaasu-turbiinin sähköntuoton hyötysuhdetta.

6 87092

Esillä olevan keksinnön tarkoitus on aikaansaada edellä esitettyjä parempi menetelmä mustalipeän kemikaalien ja lämmön taiteenottamiseksi siten, että edellä mainitut tunnettuihin taiteenottomenetelmiin liittyvät haitat on 5 minimoitu.

Tarkoituksena on erikoisesti aikaansaada mahdollisimman hyvällä sähköntuoton hyötysuhteella toimiva menetelmä mustalipeän kemikaalien ja lämmön talteenottamiseksi.

10

Tarkoituksena on myös aikaansaada parannettu menetelmä kaasuturbiinin lämpötilan säätämiseksi mustalipeän lämmön talteenottolaitoksessa.

15 Tarkoituksena on myös aikaansaada menetelmä, jolla voidaan minimoida mustalipeän loppuhaihdutuksesta aiheutuvat emissiohaitat.

Keksinnön mukaiselle mustalipeän kemikaalien- ja lämmön tal-20 teenottomenetelmälle, jossa mustalipeää kaasutetaan (ja/tai poltetaan) ja kaasut paisutetaan kaasuturbiinissa sähkön tuottamiseksi, on pääasiallisesti tunnusomaista se, että - kaasuturbiiniin, polttokammion palamiskaasuihin ennen kaasuturbiinin siivistöä johdetaan sulfaattiselluproses-25 sista saatavaa paineistettua haihdehöyryä kaasuturbiinin tulolämpötilan säätämiseksi. Sulfaattiselluprosessissa muodostuvia paineistettuja haihdehöyryjä, jotka soveltuvat käytettäväksi lämpötilan säätöön, ovat mm. keittämön, paisunnan, kuivaamon ja haihduttamon sekundäärihöyryt. 30 HaihdehÖyryt lisäpaineistetaan tarvittaessa kaasuturbiinin painetasolle.

Koska huomattava määrä haihdehöyryä syntyy nimenomaan haihduttamossa ja mustalipeän painekuumennuksen yhteydessä 35 ennen kaasuttamista (tai polttoa), keksintöä on seuraavassa selostettu erikoisesti viittaamalla sovellutuksiin, joissa mustalipeä painekuumennetaan ennen kaasutusta tai polttoa ja joissa painekuumennuksessa muodostuneet haihdehöyryt i 7 B 7 G 9 2 johdetaan kaasuturbiiniin sen tulolämpötilan laskemiseksi.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan mustali-peä haihdutetaan kokonaisuuden kannalta edulliseen korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen tavanomaisen haihdutuksen ja paine-kuumennuksen avulla, minkä jälkeen mustalipeä kaasutetaan ja muodostuneiden kaasujen energiasisältö otetaan talteen yhdistetyssä kaasuturbiini/höyryturbiinilaitoksessa. Painekuumennuksessa muodostuneet haihdehöyryt, jotka U sisältävät vettä ja muita helposti haihtuvia aineita, johdetaan kaasuturbiinin polttokammioon siinä muodostuneiden polttokaasujen lämpötilan säätämiseksi sopivaksi ennen oittokaasujen johtamista turbiinin siivistöön. Mustalipeän painekuumennukseen tarvittavaa höyryä saadaan höyrytur-.5 blinistä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan painekuumennukses-ta poistuva sekundäärihöyry siten edullisesti otettua talteen syöttämällä se injektiohöyrynä kaasuturbiiniin. 20 Syöttämällä haihdehöyryä kaasuturbiiniin vähennetään turbiinin siivistöön menevän kaasun lämpötilan säätöön yleensä tarvittavaa ilmaylimäärää, jolloin ahtimen käyttämä teho pienenee ja prosessin hyötysuhde paranee.

25 Menetelmässä, jossa mustalipeä kaasutuksen sijasta polte-; · taan, painekuumennuksen haihdehöyryt ja poltossa muodostu neet savukaasut voidaan suoraan yhdistää ennen niiden johtamista kaasuturbiiniin. Näin myös mustalipeän poltto-prosessissa lisätään kaasuturbiinin läpi menevää kaasumäärää 30 ja siten myös sähköntuottoa. Yhdistämällä haihdehöyryt savukaasuihin saadaan lisäksi edullinen haihdehöyryjen puhdistus yhdistetyssä haihdehöyry- ja savukaasupuhdistimes-sa.

35 Painekuumennusprosessi eli lipeän lämpökäsittelyvaihe voidaan järjestää tapahtuvaksi haihdutuksen jossakin välivaiheessa tai välittömästi ennen kaasutusta tai polttoa. Painekuumennuksessa mustalipeän lämpötila nostetaan keitto- 8 87092 lämpötilan yläpuolelle, sopivimmin 170 - 200 °C:seen, siinä olevien suurimolekyylisten ligniinifraktioiden pilkkomiseksi. Painekuumennusprosessissa mustalipeästä helposti haihtuvat rikkiä tai alkalia sisältävät yhdisteet. Lämmityk-5 seksi voidaan valita kulloinkin taloudellisin järjestelmä, epäsuora tai suora höyrylämmitys tai jokin muu lämmitys kuten sähkölämmitys. Painekuumennuksessa käytetään edullisesti lämmönlähteenä höyryturbiinilaitokselta tulevaa väliottohöyryä. Painekuumennuksella pystytään alentamaan 10 mustalipeän viskositeettia ja siten parantamaan mustalipeän käsittelyominaisuuksia ja haihdutettavuutta ja edesauttamaan lipeän siirtämistä vaiheesta toiseen. Painekuumennus mahdollistaa siten lipeän haihduttamisen mahdollisimman korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen, jolloin mustalipeän 15 tehollinen polttoarvo kasvaa ja yhdistetyn kaasuturbiini/-höyryturbiinivoimalaitoksen sähköntuoton hyötysuhde myös kasvaa. Mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden nosto aiheuttaa kaasuttimesta tai soodakattilasta tulevan hyödyllisen kaasuvirran suurenemisen, jolloin kaasuturbiinin sähkön-20 tuotto kasvaa, kuten myös jätelämpökattilan höyryntuotto ja siten myös höyryturbiinin sähköntuotto.

Kombivoimalaitoksessa saadaan painekuumennuksessa muodostuva haihdehöyryylimäärä muutettua sähköenergiaksi syöttä-25 mällä haihdehöyry kaasuturbiiniin injektiohöyrynä. Injek-tiohöyryä syötetään kaasuturbiinin polttokammion palamis-kaasuihin. Haihdehöyryn paineen pitää olla riittävän korkea syötön onnistumiseksi paineistettuun kaasuun. Höyryin-jektio parantaa samalla kaasuturbiinin sähköntuoton hyö-30 tysuhdetta ja tehoa ja vähentää ahtimella kaasuturbiiniin syötettävän ilmaylimäärän tarvetta. Kaasuturbiinissa, jossa ilmaylimäärä on ollut n. 1.4, voidaan ilmaylimäärä laskea n. 1.15:n tasolle höyryinjektion ansiosta.

35 Ahtimen läpi menevän ilmamäärän muuttuminen on tärkeä parametri prosessin toiminnan kannalta. Haihdehöyryn injektointi kaasuturbiiniin menevään palamiskaasuun alentaa kaasun lämpötilaa, joten kaasuturbiinin siivistöön johdet- 9 87092 tavan kaasun lämpötilan pitäminen vakiona höyryinjektiolla mahdollistaa ahtimen läpi ajettavan jäähdytysilmamäärän vastaavaa kuristamista suhteessa höyryinjektioon. Useissa kaasuturbiineissa on ahtimeen rakennettu säädettävä joh-5 tosiivistö, jonka avulla ahtimen tuotosta voidaan muuttaa. Taloudellinen säätöalue on melko kapea, 80 - 100%. Kaasutur-biinia voidaan todennäköisesti ajaa myös muulla säätöalueel-la, mutta tällöin palamiskaasun lämpötila laskee höyryinjek-tion lisääntyessä.

10

Kaasuturbiiniin johdettavat haihdehöyryt on tarpeen mukaan puhdistettava ennen niiden johtamista kaasuturbiiniin. ^ainekuumennuksesta tulevat haihdehöyryt sisältävät mm. rikki- ja alkaliyhdisteitä ja mahdollisesti muita haitalli-.14 siä aineita, jotka on poistettava haihdehöyrystä ennen kaasuturbiinia. Myös kaasutuksesta tulevat kaasut on puhdistettava. Kaasuvirrat puhdistetaan erikseen, jolloin puhdistus voidaan kohdistaa kulloisenkin haihdehöyryn tai kaasun sisältämiin haitallisiin yhdisteisiin. Kaasunpuhdis-20 tusprosessit voidaan kuitenkin kytkeä siten, että molemmissa käytetään esim. samaa absorptiomassaa. Varsinainen puhdistus tapahtuu kuitenkin erillisissä laitteissa, mutta absorp-tiomassan regenerointi voi tapahtua samassa laitteessa, jolloin säästetään kustannuksissa. Puhdistamalla haihdehöyry 25 erillisessä laitteessa voidaan taata pienen haihdehöyryvir-ran tehokas puhdistuminen suhteellisen yksinkertaisin laittein. Rikkiyhdisteet ovat helpommin poistettavissa pienistä haihdehöyrymääristä kuin suurista yhdistetyistä höyry/kaasuvirroista. Rikkiyhdisteet on lisäksi edullista 30 poistaa haihdehöyrystä ennen niiden joutumista kosketuksiin ilman kanssa kaasuturbiinin polttokammiossa. Paineistettu haihdehöyryvirta on suhteellisen pieni ja sen puhdistamiseen tarvittava laitos myös siksi kooltaan suhteellisen pieni. Koko prosessin kannalta on edullista, jos kaasut voidaan 35 puhdistaa mahdollisimman korkeassa lämpötilassa, jolloin kaasun sisältämä lämpöenergia voidaan hyödyntää kaasu turbiinissa.

10 8705?

Painekuumennus voidaan järjestää tapahtuvaksi samassa paineessa kuin kaasutus tai poltto esim. n. 20 bar:in paineessa. Lämpökäsittelyyn käytettävän höyryn arvoista johtuen voidaan lämpökäsittely kuitenkin myös järjestää 5 tapahtuvaksi joko kaasuttimen painetta alemmassa tai korkeammassa paineessa. Lämpökäsittelystä tulevan haihde-höyryn paine on paineenalennusventtiilillä tai paineenkoro-tuksella säädettävä sopivaksi ennen kaasun sekoittamista kaasuturbiinin polttokammioon.

10

Keksinnön mukainen mustalipeän painekuumennus ja haihde-höyryn käyttö injektiohöyrynä soveltuu erikoisesti käytettäväksi mustalipeän kaasutuksen yhteydessä, koska mustalipeän korkealla kuiva-ainepitoisuudella on huomattavan edulli-15 nen vaikutus lipeän kaasuuntumiseen. Pienentämällä lipeän viskositeettia painekuumennuksella edesautetaan siis kaasuttamista.

Korkean kuiva-ainepitoisuuden omaavan mustalipeän kaasutus 20 tuottaa hyvän lämpöarvon omaavaa kaasua, joka voidaan hyvällä hyötysuhteella hyödyntää yhdistetyssä kaasu/höyry-turbiinilaitoksessa. Kaasutus tapahtuu edullisesti korkeassa lämpötilassa, jolloin mustalipeän epäorgaaninen aines poistuu reaktorista sulassa muodossa ja sulan jatkokäsittely 25 voi tapahtua perinteisellä tavalla.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa on kaaviollisesti esitetty yksi keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen tarkoitettu 30 painekuumennusjärjestelmä sovitettuna mustalipeän kaasutus-laitokseen.

Kuvion mukainen kaasutuslaitos käsittää mustalipeän kaasu-tusreaktorin 10, painekuumennuslaitteen 12, kaasunpuhdistus-35 laitteet 14, kaasuturbiinilaitoksen 16 ja höyryturbiinllai-toksen 18.

Mustalipeää syötetään pumpulla 22 painekuumennusreaktoriin n 87092 12. Painekuumennusreaktorissa mustalipeää kuumennetaan epäsuorasti johtamalla yhteellä 24 väliottohöyryä höyrytur-btinilaitoksesta lämmönsiirtimeen 26. Mustalipeä kuumennetaan esim. 180 - 200 °C lämpötilaan. Paine painekuumennus-6 reaktorissa on n. 10 - 20 bar:ia.

Konsentroitu mustalipeä johdetaan yhteellä 27 painekuumen-"saksesta loppuhaihdutukseen 28 ja siitä edelleen yhteellä ?9 kaasuttimeen 10. Mustalipeästä haihtunut vesi ja muut l') helposti kaasuuntuvat aineet johdetaan yhteellä 30 kaasun-puhdistuslaitteeseen 15, jossa haihdehöyryistä edullisesti poistetaan rikkiä ja muita kaasuturbiinilaitokselle haitallisia aineita kuten alkaliyhdisteitä.

15 Var sinaisessa kaasuttimessa 10 muodostuneet kaasut johdetaan yhteellä 11 kaasunpuhdistuslaitokseen 17, jossa kaasut puhdistetaan erillään painekuumennuksesta tulevista haihdehöyryistä. Kaasuttimessa muodostunut sula aines poistetaan sulakourua 13 pitkin.

20

Kaasunpuhdistuslaitoksesta molemmat puhdistetut höyry- ja kaasuvirrat johdetaan yhteillä 32 ja 34 kaasuturbiinin polttokammioon 36, kuumien palamiskaasujen aikaansaamiseksi. Yhteellä 32 tuotu haihdehöyryvirta jäähdyttää polttokammios-25 sa syntyneitä palamiskaasuja. Polttokammiosta palamiskaasut ja niihin sekoittunut haihdehöyry johdetaan yhteellä 38 kaasuturbiiniin 40. Kaasuturbiinin kanssa samalle akselille on sovitettu generaattori 42 sähkön tuottamiseksi ja kompressori 44 paineistetun ilman muodostamiseksi. Kompres-30 sorilta paineistettua ilmaa johdetaan yhteellä 46 kaasuttimeen 10 ja yhteellä 48 polttokammioon 36.

Kaasuturbiinin poistokaasut johdetaan yhteellä 50 jätelämpö-kattilaan 52, kaasujen loppulämpötilan hyödyntämiseksi 35 höyryn kehitykseen. Jätelämpökattilasta jäähdytetyt kaasut johdetaan yhteellä 54 piippuun.

Höyryturbiinijärjestelmässä 18 syöttövesisäiliöstä 56 12 87092 johdetaan yhteellä 58 syöttövettä jätelämpökattilaan sovitettuun höyrynkehittimeen 60. Höyrynkehittimessä tuotettu korkeapainehöyry johdetaan yhteellä 62 höyryturbiiniin 64. Samalle akselille höyryturbiinin kanssa on 5 sovitettu generaattori 66 sähkön tuottamiseksi. Höyryturbiinista otetaan ulos väliottohöyryä, jota johdetaan yhteellä 24 painekuumennuslaitteeseen 12. Höyryturbiinista johdetaan yhteillä 68 ja 70 matalapainehöyryä ja mahdollisesti väliottohöyryä myös muuhun kulutukseen 72, josta 10 lauhde palautetaan syöttövesisäiliöön 56 yhteellä 74. Myös lämmönsiirtimestä 26 johdetaan lauhtunut höyry yhteellä 76 syöttövesisäiliöön.

Kaasuttimessa ja painekuumennuslaitoksessa vallitsee 15 edullisesti sama paine. Kuvion esittämässä sovellutuksessa kaasuttimessa vallitsee kuitenkin korkeampi paine kuin painekuumennuslaitoksessa, jolloin painekuumennuslaitoksen 12 jälkeen on sovitettu paineenkorotuslaite 78 haihde-höyryn paineen nostamiseksi kaasuttimesta tulevan kaasun 20 paineen kanssa samalle tasolle.

Keksinnön yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

25

Claims (16)

13 8 7 092 P atenttivaatlmuks et L. Menetelmä sulfaattiselluprosessissa mustalipeän käsittelemiseksi siinä olevien kemikaalien ja lämmön talteenottami-seksi, jolloin 5. mustalipeää haihdutetaan mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden iIsäämiseksi; - naihduttimesta tuleva mustalipeä kaasutetaan ja/tai noltetaan paineistetussa reaktorissa kuumien kaasujen nuodostamiseksi; 0. reaktorissa muodostuneet sulat ja/tai kiinteät suolat johdetaan sammutussäiliöön keittokemikaalien talteenotta-niseksi; - reaktorissa syntyneet kaasut puhdistetaan; - puhdistetut kaasut johdetaan kaasuturbiiniin niiden ϊ energian taiteenottamiseksi; - kaasuturbiinin poistokaasut johdetaan jätelämpökattilaan aöyryn tuottamiseksi; - muodostuneesta höyrystä otetaan talteen energiaa höyrytur-niinilaitoksessa; 20 tunnettu siitä, että kaasuturbiiniin, sen polttokammion palamiskaasuihin ennen kaasuturbiinin siivistöä, johdetaan sulfaattiselluproses-sista saatavaa paineistettua haihdehöyryä injektiohöyrynä, kaasuturbiinin tulolämpötilan säätämiseksi. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - mustalipeä painekuumennetaan lämmönvaihtokosketuksessa kuumaan höyryyn ennen kaasutusta ja/tai polttoa mustali- 30 pean haihduttamiseksi kokonaisuuden kannalta korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen, ja - painekuumennuksessa mustalipeästä poistuva haihdehöyry johdetaan kaasuturbiiniin injektiohöyrynä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mustalipeän painekuumennus tapahtuu epäsuorassa lämmönvaihtokosketuksessa kuumaan höyryyn. i4 87092

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mustalipeän painekuumennus tapahtuu suorassa lämmönvaihtokosketuksessa kuumaan höyryyn.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painekuumennettu ja korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen haihdutettu mustalipeä kaasutetaan kuumien kaasujen tuottamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mustalipeä painekuumennetaan höyryturbiinilai-tokselta tulevalla väliottohöyryllä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että haihdehöyryt puhdistetaan ennen niiden johtamista kaasuturbiiniin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdehöyryt johdetaan absorptiolaitteeseen 20 rikkiyhdisteiden poistamiseksi niistä.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdehöyryt ja kaasutuksessa tai poltossa syntyneet kuumat kaasut puhdistetaan eri absorptiolait- 25 teessä, mutta samalla absorptiomassalla.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdehöyryt puhdistetaan alkaliyhdisteiden poistamiseksi niistä. 30

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mustalipeä loppuhaihdutetaan painekuumennuksen jälkeen ennen kaasuttamista ja/tai polttoa.

12. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paine painekuumennuksessa on sama kuin kaasutti-messa tai polttoreaktorissa. 1~> h / u > J.

13. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painekuumennus tapahtuu 180 - 200 °C:n lämpötilassa .

14. Laiteyhdistelmä mustalipeän kemikaalien ja lämiri:· . talteenottoprosesissa, joka käsittää - mustalipeän haihduttimia (12,28) mustalipeän konsentroimi -seksi; - paineistetun reaktorin (10) harnduttimissa konsentroidun 10 mustalipeän kaasuttamiseksi tai polttamiseksi; - kaasunpuhdisuuslaitteen (17) paineistetussa reaktorissa muodostetun kaasun puhdistamiseksi; - kaasuturbiinilaitoksen (16) puhdistetun kaasun energian talteenottamiseksi; 15. jätelämpökattilan (52) turbiinin poistokaasun lämmön talteenottamiseksi paineistettuna höyrynä ja - höyrytyrbiinilaitoksen (18) jätelämpökattilassa muodostetun höyryn energian talteenottamiseksi, tunnettu siitä, että 20 laiteyhdistelmä käsittää painekuumennusreaktorin (12), joka toimii mustalipeän haihduttimena, joka on yhteellä (30,32) yhdistetty kaasuturbiiniin (40) tai kaasuturbiinin polttokammioon (36), paineistetun haihdehöyryn johtamiseksi painekuumennusreaktorista injektiohöyrynä kaasuturbiiniin. 25

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunpuhdistuslaite (15) on sovitettu painekuumennusreaktorin ja kaasuturbiinilaitoksen välille haihdehöyryn puhdistamiseksi. 30

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että paineenkorotuslaite (78) on sovitettu painekuumennusreaktorin ja kaasuturbiinilaitoksen välille haihdehöyryn paineen korottamiseksi ennen haihdehöyryn johtamista 35 kaasuturbiinilaitokseen. 16 87092