BRPI0604305B1

BRPI0604305B1 - método para o processamento de gases residuais

Info

Publication number: BRPI0604305B1
Application number: BRPI0604305A
Authority: BR
Inventors: Ismo Reilama; Keijo Salmenoja; Risto Hämäläinen
Original assignee: Kvaerner Power Oy; Metso Power Oy; Valmet Power Oy; Valmet Technologies Oy
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2016-07-19
Also published as: ATE474082T1; DE602006015410D1; FI121312B; PT1777338E; US20070092422A1; FI20051050A0; ES2348882T3; BRPI0604305A; FI20051050L; EP1777338B1; EP1777338A1; CA2564444A1; US7591988B2

Abstract

método para o processamento de gases residuais em um método para o processamento de gases residuais, os gases residuais provenientes de uma instalação de incineração para gases não condensáveis de um moinho de polpa kraft são lavados por meio de um composto de cálcio. o composto de cálcio é lama de cal retirada da recirculação de substância química do moinho de polpa kraft depois da caustificação e antes de um forno de requeima de cal e é usado na lavagem de gás como uma substância que reage com o dióxido de enxofre.

Description

“MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE GASES RESIDUAIS” A invenção refere-se. a um método para o processamento de gases residuais, em que os gases residuais do método provenientes de uma instalação de incineração de gás não condensável de um moinho de polpa Kraft são lavados por meio de um composto de cálcio.

Na circulação de enxofre de um moinho de polpa Kraft (moinho de polpa de sulfato), são produzidos gases não condensáveis que contêm quantidades consideráveis de compostos de enxofre, tais como sulfeto de hidrogênio, metilmercaptana, sulfeto de dimetila e dissulfeto de dimetila. Para eliminar problemas de odor, estes chamados gases mal cheirosos são incinerados, por exemplo, em uma instalação de incineração separada para gases não condensáveis, em que são produzidos dióxido de carbono, água e dióxido de enxofre. Para minimizar as emissões de enxofre provocadas pelos gases residuais provenientes da instalação de incineração, o dióxido de enxofre é normalmente adicionado a uma solução de hidróxido de sódio em um lavador com cáustico a jusante de um refervedor de calor residual. Por exploração das substâncias químicas resultantes (Na2S03 e NaHS03) em diferentes seções do moinho de polpa Kraft é possível controlar o balanceamento de Na/S do processo. Por esta técnica é possível utilizar uma parte das substâncias químicas.

Mais comumente ainda, entretanto, a razão de Na/S é ainda ajustada por dissolução de cinzas volantes proveniente do refervedor de recuperação de soda para dentro d’ água e por descarga da mesma como despejo proveniente do processo, A necessidade de dissolução pode ser diversas dezenas de toneladas de Na2S04 por dia. Além disso, a lavagem, extração e dissolução/cristalização de cinza volante tomaram-se mais comuns quando aumenta a necessidade de remoção de substâncias prejudiciais. Nos processos mencionados acima, uma quantidade considerável de sódio é sempre retirada por lavagem para o sistema de água e deve ser substituída pelo suprimento, por exemplo, com cáustico para a recirculação de substância química. O custo de reposição com cáustico na instalação pode chegar até mesmo 1 milhão de euros por ano.

Foram feitas tentativas para se substituir o hidróxido de sódio em lavagem de gás por causa dos custos de substâncias químicas que este uso acarretava. Por esta razão, a patente Finlandesa 104504 apresenta o uso de um composto alcalino de cálcio para a lavagem de gases residuais que contenham o dióxido de enxofre produzido durante a incineração de gases não condensáveis em um moinho de polpa Kraft. Na dita patente, o composto de cálcio é calcário comum ou um outro composto alternativo de cálcio, tais como compostos alcalinos de cálcio de cinza, particularmente cinza volante, provenientes de um refervedor que usa casca de árvores na combustão no mesmo moinho de polpa Kraft, A patente divulga como o composto de cálcio (sulfato e sulfito de cálcio) produzido em uma reação com dióxido de enxofre é fmalmente conduzido ao sistema de despejo do moinho de polpa Kraft.

Além disso, a Patente Finlandesa 93B69 divulga um chamado processo alcalino duplo em que uma solução que contém bissulfíto de sódio proveniente de um lavador de cáustico de gases residuais liberados pela incineração de gases não condensáveis é tratada com óxido de cálcio residual obtido pela requeima da lama de cal. Isto é, em princípio, um lavador de cáustico em que o bissulfíto de sódio é regenerado com óxido de cálcio para formar o hidróxido de sódio que pode ser utilizado no lavador com cáustico. Ao mesmo tempo, são produzidos sulfito e o sulfato de cálcio que podem ser armazenados como resíduo. O método contém diversas etapas e é difícil de ser implementado. A Figura 3 da Patente Finlandesa 103532 apresenta um método em que o óxido de cálcio obtido pelo fomo de requeima de cal de um moinho de polpa é misturado com água e o hidróxido de cálcio assim obtido é conduzido a um lavador de gás para lavagem dos gases residuais provenientes de um refervedor elétrico do moinho de polpa, os gases residuais contendo compostos de enxofre porque os gases não condensáveis do moinho de polpa também são incinerados no refervedor elétrico. Este método é baseado na utilização de óxido de cálcio e na sua conversão em hidróxido de cálcio.

Até agora, não tem havido método para o processamento de gases residuais produzidos pela incineração de gases não condensáveis no moinho de polpa Kraft em uma instalação simples em que podiam ser simultaneamente controlados o balanceamento de Na/S e as substâncias prejudiciais do processo. f E o objetivo da invenção contornas os inconvenientes mencionados acima e apresentar um novo método para o processamento de gases residuais que possam ser implementados de uma maneira simples com baixos custos de investimento e por utilização de substâncias disponíveis em um moinho de polpa Kraft. Para se atingir este objetivo, o método de acordo com a invenção é principalmente caracterizado pelo fato de que o composto de cálcio é lama de cal que é obtida pela circulação de cálcio entre a caustifícação e a requeima de cal no circuito fechado de recirculação de substância química do moinho de Kraft e que é usado como uma substância que reaja com dióxido de enxofre na lavagem do gás. É possível reduzir a reposição de cáustico necessário para o controle do balanceamento de Na/S e assim obter economia significativa nos custos das substâncias químicas. A descarga ambientalmente prejudicial do gás residual em sistemas de água pode ser significativamente reduzida ou até mesmo interrompida completamente. Por outro lado, o cálcio usado para a lavagem, a lama de cal, é isenta de despesas e precisa ser descarregada da recirculação química em qualquer caso, para remover as substâncias prejudiciais. Similarmente, ela pode ser usada como tale m um lavador de gases úmido.

Outras substâncias que são prejudiciais para a recirculação química no processo de polpa de sulfato (polpa Kraft), tais como potássio e cloreto, são descarregadas juntamente com a lama de cal. Elas estão normalmente contidas na lama de cal (carbonato de cálcio) obtida pela instalação de caustificação. Se for desejável minimizar o teor de sódio e, correspondentemente, a produção de sulfato de sódio na lavagem de gás, a lama de cal é retirada depois de um ou mais estágios de lavagem, por exemplo, depois de um filtro de lama de cal. O composto de cálcio produzido partindo da lama de cal em uma reação com dióxido de enxofre (sulfito de cálcio e sulfato de cálcio) é descarregado do circuito fechado de recirculação de substância química. Ele é de preferência usado como um pré-revestimento no filtro de rejeito de licor verde, onde anteriormente tem sido lugar comum usar lama de cal proveniente da instalação de caustificação.

Neste contexto, a circulação de cálcio refere-se aos fluxos de material de compostos de cálcio entre a caustificação e a requeima de cal. O composto de cálcio é retirado desta circulação na forma de carbonato de cálcio (lama de cal precipitada na caustificação do licor verde). O óxido de cálcio (óxido de cálcio ou cal cáustica produzida pela requeima de cal, isto é, a regeneração de cal) e hidróxido de cálcio (cal extinta produzida partindo de óxido de cálcio em uma reação com água) também estão presentes na circulação de cálcio. A seguir, a invenção será descrita com mais detalhe com referência às ilustrações anexas, em que A Fig. 1 apresenta o processo de pasta Kraft em princípio e A Fig. 2 apresenta o processo de acordo com a invenção em um gráfico. A Figura 1 ilustra basicamente o circuito fechado de recirculação de substância química de um processo de polpa de sulfato. Em um moinho de polpa Kraft, o material de Madeira é cozido com um licor de cozimento fortemente alcalina (licor branco). As substâncias primárias ativas do licor de cozimento alcalina são NaOH e Na2S. Como um resultado do cozimento, a lignina é dissolvida no licor e as fibras são soltas. Depois do cozimento, as fibras são separadas do licor que, depois do cozimento, contém lignina e é chamada licor negro. Depois disso, a água é evaporada do licor negro em uma instalação de evaporação para concentrá-la para a queima. A queima ocorre em um refervedor projetado para esta finalidade, um refervedor de recuperação, que produz tanto a energia, como os componentes orgânicos da queima do licor negro, como as substâncias químicas a serem recirculadas no processo. Estas substâncias químicas estão na forma de massa fundida de sal cujos componentes principais são Na2S e Na2C03. Além disso, cinza volante que contém sulfato de sódio é descarregada com os gases residuais provenientes do refervedor de recuperação. A massa fundida de sal obtida pelo refervedor de recuperação é dissolvida em água, fornecendo o licor verde. O licor verde também contém compostos insolúveis, sendo por este motivo clarificada e os rejeitos obtidos pela clarificação são lavados. Depois da clarificação, o licor verde é caustificado em uma instalação de caustificação por adição de óxido de cálcio, isto é, cal cáustica, que forma hidróxido de cálcio com água, depois do que é formado hidróxido de sódio partindo do carbonato de sódio do licor verde e o carbonato de cálcio (lama de cal) é precipitado. Depois que o carbonato de cálcio foi separado, é obtido o licor branco, que pode ser reutilizado para cozimento Kraft. As reações são conhecidas como tal e elas não serão descritas com mais detalhe neste contexto. A lama de cal separada é lavada e regenerada por requeima de cal em um chamado fomo de requeima de cal, que produz dióxido de carbono, descarregado como gás e óxido de cálcio sólido, isto é, cal cáustica, que pode ser reutilizada na caustificação de licor verde na maneira descrita acima. A descrição acima é simplificada e não relaciona todas as substâncias químicas presentes em várias soluções nas diferentes etapas; nem descreve todos os estágios do processo, tais como os estágios de lavagem. A Figura 2 ilustra o processamento de gases residuais em um moinho de polpa Kraft de acordo com a invenção.

Em um moinho de polpa Kraft, são produzidas quantidades significativas de compostos gasosos de enxofre, tais como sulfeto de hidrogênio, metilmercaptana, sulfeto de dimetila e dissulfeto de dimetila, são produzidos em diferentes estágios e incinerados em uma instalação de incineração para gases não condensáveis no moinho. Os ditos gases não condensáveis se originam principalmente do digestor e da instalação de evaporação do moinho de polpa. A instalação de incineração para gases não condensáveis refere-se a uma instalação projetada unicamente para a incineração de gases não condensáveis. Os gases residuais produzidos na incineração contêm dióxido de enxofre que está ligado em um lavador de gases. O lavador de gás 1 apresentado na figura é um chamado lavador úmido em que a lama de cal produzida no processo de polpa de sulfato (polpa Kraft) do mesmo moinho é usado como uma substância química para ligação com dióxido de enxofre. A lama de cal é obtida pela circulação entre a caustificação e a requeima de cal, a montante do forno de requeima de cal. Na figura, a lama de cal, isto é, o carbonato de cálcio CaC03, precipitado na caustificação de licor verde, é fornecida para o lavador de gás. A Figura 1 ilustra por uma linha pontilhada a introdução de lama de cal no lavador de gás da circulação de cálcio entre a caustificação e o fomo de requeima de cal.

Para minimizar a quantidade de sódio no lavador, a lama de cal é separada de preferência depois de um ou mais estágios de lavagem, porque o sódio é dissolvido na água de lavagem. Por exemplo, é possível fornecer o lavador de gás com uma parte da corrente de material que escoa para o filtro de lama de cal depois da última etapa de lavagem ou com uma parte separada da lama de cal que é obtida do filtro de lama de cal e dirigida para o forno de requeima de cal. O composto de cálcio é transportado por meio de um duto 4 para a parte do fundo do lavador equipado com um agitador. Os gases residuais que contêm o dióxido de enxofre entram no lavador por meio de um duto 2 provenientes da instalação de incineração para gases não condensáveis. Os gases residuais lavados saem da parte do topo do lavador. O lavador 1 é alimentado com uma circulação 3 de água de lavagem em que um líquido de lavagem é introduzido da parte do fundo do lavador para a parte do topo do lavador, da qual ele é borrifado em contra corrente aos gases residuais para ser lavado, de volta para a parte do fundo do lavador. A água do método é introduzida por meio de um duto 6 para o lavador. A suspensão (suspensão de gesso) formada no lavador e que contém sulfito de cálcio e sulfato de cálcio é descarregada da parte do fundo do lavador por meio de um duto 5. O enxofre é descarregado juntamente com a suspensão proveniente da recirculação de substância química do processo de polpa de sulfato. Como o cálcio é retirado da recirculação de substância química do processo de polpa de sulfato em um ponto em que as substâncias prejudiciais (principalmente potássio e cloreto) são também descarregadas do processo juntamente com o cálcio, também estas substâncias podem ser removidas da suspensão. A separação de uma parte da lama de cal para a lavagem do gás antes do fomo de requeima de cal, é simultaneamente possível reduzir a quantidade de substâncias prejudiciais que entra no fomo de requeima de cal. A parte separada é recarregada com cálcio novo que é introduzido em um ponto adequado na circulação de cálcio, de acordo com a Fig. 1. na forma de CaO para a etapa de caustificação. O lavador descrito acima é apenas um exemplo de um lavador para gases residuais que contenham dióxido de enxofre, que pode ser utilizado de acordo com a invenção em um moinho de polpa Kraft e a invenção não é restrita a esta estrutura. É essencial que ele seja um lavador úmido que utilize lama de cal originária do processo de polpa de sulfato do moinho, em que o dito composto de cálcio é usado como um agente para ligação que se origina do mesmo processo proveniente dos gases residuais. O sulfato e o sulfito de cálcio provenientes do lavador 1 podem ser descarregados como resíduo. De acordo com uma modalidade vantajosa, a suspensão de gipsita, que contém assim o enxofre ligação por lavagem, é conduzida de uma maneira apresentada na Fig. 2 à instalação de caustificação, para um filtro 7 para os rejeitos obtidos na clarificação do licor verde (filtro de rejeito do licor verde), onde é usada como uma pré-revestimento. Na técnica anterior, a lama de cal proveniente da instalação de caustificação foi usada como um pré-revestimento para o filtro. Na invenção, a lama de cal é substituída por suspensão de gesso e a lama de cal, por sua vez, é usada para ligação com dióxido de enxofre proveniente dos gases residuais. O tamanho da partícula do gesso obtido partindo da lavagem de gases é maior do que da lama de cal, por esta razão sendo muito adequada para esta finalidade. As águas do filtrado, que também contêm substâncias prejudiciais arrastadas no cal fornecido para o lavador, podem ser descarregadas para o sistema de processamento de despejo do moinho quando é formada o pré-revestimento, em que as substâncias prejudiciais são removidas do circuito de recirculação de substâncias químicas. A suspensão de gesso também pode ser filtrada separadamente e descarregada como resíduo de gesso normal. As águas do filtrado que contêm substâncias prejudiciais podem ser tratadas como despejo da maneira descrita acima. O gráfico do processo de lavagem apresentado na Fig. 2 pretende ilustrar a implementação da invenção na prática e não devia ser interpretada como para limitar a invenção. A quantidade de dióxido de enxofre a ser removida pode ser ajustada, por exemplo, como sendo tal em relação à recirculação de substância química do moinho que a dissolução de cinza volante proveniente da refervedor de recuperação de soda para que o sistema de água possa ser completamente desligado. Não haverá perdas de cinzas volantes e não serão necessárias aparelhagens para cinzas volantes, REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para o processamento de gases residuais, em cujo método os gases residuais provenientes de uma instalação de incineração de gás não condensável de um moinho de polpa Kraft são lavados por meio de um composto de cálcio, caracterizado pelo fato de que o composto de cálcio é retirado da cal da circulação de cálcio do moinho de polpa Kraft, a dita cal sendo chamada lama de cal retirada após a caustificação e antes de um forno de requeima de cal e é usada como uma substância que reage com dióxido de enxofre na lavagem de gás.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as substâncias prejudiciais, tais como potássio e cloreto, do processo de polpa Kraft do moinho também são removidas do método juntamente com a lama de cal.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a lama de cal é separada da lavagem de gás depois de um ou mais estágios de lavagem, por exemplo, depois de um filtro de lama de cal.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o gesso obtido proveniente da lavagem de gás é conduzido para um filtro de rejeito de licor verde para formar um pré-revestimento.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que quando o pré-revestimento for formado pelo gesso, as águas do filtrado provenientes do filtro de rejeito de licor verde são descarregadas da recirculação de substância química para o sistema de processamento de despejo do moinho de polpa.