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Keywords:

  • polysulphide generation;
  • kraft pulping;
  • mixing;
  • reaction;
  • mixing-sensitivity

Abstract

The effect of mixing and mass transfer on polysulphide generation by catalytic oxidation of sodium sulphide was studied using two batch-operated reactors. One was a sparged reactor operated at atmospheric pressure and low mixing intensities (0.37 to 28 W/kg), the other was an unsparged pressurized reactor characterized by high mixing intensities (17 to 3100 W/kg). The reaction parameters examined included the impeller speed, sparged gas flowrate, oxygen partial pressure, and catalyst loading and type. In both reactors the maximum polysulphide yield, selectivity and rate of formation increased with increasing energy dissipation. Increased gas sparging increased the rate of reaction, but had little effect on either yield or selectivity. Increased oxygen partial pressure increased the rate of oxidation but decreased both the yield and selectivity. The type of catalyst dramatically affected the yield of polysulphide produced for a given set of reaction conditions with improved mixing increasing reaction rate, yield and selectivity.

On a étudié à l'aide de deux réacteurs fonctionnant en discontinu l'effet du mélange et du transfert de matière sur la production de polysulfure par Oxydation catalytique du sulfure de sodium. Un des réacteurs est de type aéré fonctionnant à la pression atmosphérique et à de faibles intensités de mélange (0,37 à 28 W/kg), l'autre est de type pressurisé non aéré caractérisé par des intensités de mélange élevées (17 à 3100 W/kg). Les paramètres de réaction examinés comprennent la vitesse de turbine, le débit de gaz injecté, la pression partielle de l'oxygène ainsi que le chargement et le type de catalyseur. Dans les deux réacteurs, le rendement, la sélectivité et la vitesse de formation de polysulfure maximums augmentent avec l'énergie de dissipation. Une augmentation de l'aération s'accompagne d'une augmentation de la vitesse de réaction mais a peu d'effet sur le rendement ou la sélectivité. Une pression partielle d'oxygène accrue donne une plus grande vitesse d'oxydation mais diminue le rendement et la sélectivité. Le type de catalyseur influe considérablement sur le rendement en polysulfure produit pour un ensemble donné de conditions de réaction, un meilleur mélange entraînant une augmentation de la vitesse de réaction, du rendement et de la sélectivité.