Absorption of H2S with sodium hydroxide from the black liquid of sulfate pulp production
Authors: Федорова О.В. , Казаков В.Г. , Субботина К.О. 
Published: September 2020

При обработке черного щелока сульфат-целлюлозного производства серной кислотой (с целью частичного или полного высаждения сульфатного лигнина) происходит выделение сероводорода и других серосодержащих газов. Рассмотрен процесс поглощения этих газов путем абсорбции водным раствором гидроксида натрия. Процесс подкисления черного щелока серной кислотой сопровождается выделением сероводорода, который должен подвергаться абсорбции. Промышленные методы получения сульфатного лигнина предусматривают применение абсорбции сероводорода водными растворами гидроксида натрия. В качестве абсорбентов при поглощении серосодержащих газов применяют растворы щелочи или воду в зависимости от состава сероводородных газов и дальнейшего использования продуктов абсорбции. Водные растворы гидроксида натрия применяются для абсорбции в тех случаях, когда обработке подвергаются значительные объемы газов, содержащих преимущественно сероводород. При этом в процессе абсорбции получается раствор сульфида натрия. В случае подкисления черного щелока серной кислотой абсорбции подвергается сероводород, который содержит и другие примеси. Для того чтобы абсорбция сероводорода гидроксидом натрия прошла с образованием конечного продукта сульфида натрия, необходимо использовать определенную концентрацию щелочи. Для достижения необходимого результата использовался симплекс-метод по целочисленной матрице, который позволил выбрать оптимальные параметры проведения процесса абсорбции сероводорода гидроксидом натрия. В результате получен раствор белого щелока с высокой сульфидностью, что является положительной характеристикой процесса варки сульфатной целлюлозы, так как уменьшает продолжительность варки до определенной степени провара, облегчает процесс делигнификации, а также увеличивает выход целлюлозы. Это позволяет уменьшить расход реагентов при приготовлении белого щелока, подаваемого на варку технологической щепы. По предложенному методу осаждение лигноуглеводного комплекса из черного щелока проводят без применения содорегенерационных котлов, где процесс получения белого щелока связан с получением плава щелочей и последующим получением из него зеленого щелока, с дальнейшей регенерацией белого щелока, используемого для варки сульфатной целлюлозы. В результате установлена принципиальная возможность абсорбции сероводорода раствором гидроксида с выполнением требований, предъявляемых к белому щелоку.
While black liquor from sulfate pulp process treatment with sulfuric acid (for partial or full sulfate lignin precipitation) emission of hydrosulfide and other sulfur containing gasses happens. It is reviewed process of the gasses absorption by sodium hydroxide solution. The process of acidification of black liquor with sulfuric acid is accompanied by the release of hydrogen sulfide, which must undergo absorption. Industrial methods for producing sulphate lignin involve the use of hydrogen sulfide absorption by aqueous solutions of sodium hydroxide. Alkali solutions or water are used as absorbents for absorption of sulfur-containing gases, depending on the composition of hydrogen sulfide gases and the further use of absorption products. Aqueous solutions of sodium hydroxide are used for absorption in cases where significant volumes of gases containing predominantly hydrogen sulfide are processed. In the process of absorption is obtained a solution of sodium sulfide. In the case of acidification of black liquor with sulfuric acid, hydrogen sulfide is subjected to absorption, which contains other impurities. In order for the absorption of hydrogen sulfide by sodium hydroxide to form the final product of sodium sulfide, it is necessary to use a certain concentration of alkali. To achieve the required results, a simplex method was used for the integer matrix, which allows choosing the optimal parameters for the process of hydrogen sulfide absorption by sodium hydroxide. As a result of the experiment, a solution of white liquor with high sulfidity is obtained. which is a positive characteristic of the sulphate pulp boiling process, as it reduces the cooking time to a certain degree of penetration, facilitates the delignification process, and also increases the cellulose yield. This allows reducing the consumption of reagents in the preparation of white liquor fed to the cooking chips. According to the proposed method, the precipitation of the black liquor lignohydrocarbon complex is carried out without the use of soda recovery boilers, where the process of obtaining white liquor is associated with obtaining alkaline water and subsequent production of green liquor from it, with further regeneration of white liquor used for cooking sulphate pulp. As a result of the experiment, the principal possibility of hydrogen sulfide absorption by a hydroxide solution was established with the fulfillment of the requirements for white liquor.