ES3054809T3

ES3054809T3 - A method and a system for adjusting ph of green liquor dregs

Info

Publication number: ES3054809T3
Application number: ES20761874T
Authority: ES
Inventors: Aino Vettenranta
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2026-02-06
Anticipated expiration: 2040-08-18
Also published as: CN114258444B; FI130092B; US11655589B2; BR112022001464A2; US20220275578A1; PL4018034T3; EP4018034C0; CA3147355A1; EP4018034B1; WO2021032913A1; EP4018034A1; FI20195692A1; CN114258444A

Abstract

La especificación se refiere a un método y un sistema para ajustar el pH de los posos de licor verde. El método comprende poner en contacto una suspensión que contiene posos de licor verde (100, 200, 300, 400, 500) con el gas de combustión (101, 201, 301, 401, 501). El sistema comprende una caldera de recuperación (105) configurada para quemar licor negro para producir fundido, un tanque de disolución de fundido (107) configurado para disolver el fundido para producir licor verde que comprende restos de licor verde, y un clarificador/filtro de licor verde (103) y/o un filtro de restos (104) configurado para separar una suspensión que contiene restos de licor verde (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde. El sistema comprende además un recipiente (102, 202, 302, 402) configurado para recibir una suspensión que contiene restos de licor verde (100, 200, 300, 400, 500) y una entrada de gas (210, 310, 410, 510) configurada para transportar gas de combustión (101, 201, 301, 401, 501) para entrar en contacto con la suspensión que contiene restos de licor verde (100, 200, 300, 400, 500). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Un procedimiento y un sistema para ajustar el pH de los lodos del licor verde

[0003] Campo técnico

[0004] La presente memoria descriptiva se refiere a un procedimiento para tratar los lodos del licor verde de una planta de pasta de celulosa. La memoria descriptiva también se refiere a un procedimiento para procesar los lodos en un formato que tiene un pH que permite la reutilización de los lodos. Además, la memoria descriptiva se refiere a un procedimiento para capturar al menos parte de las emisiones de CO<2>de una planta de pasta de celulosa.

[0005] Antecedentes

[0006] Los lodos del horno de cal constituyen la fracción más grande de los residuos vertidos en vertedero procedentes de las plantas finlandesas de pasta y papel. Los lodos se originan a partir de la manipulación del licor verde. Los lodos se refieren a las partículas en suspensión contenidas por el licor verde. Se estima que se producen entre 5 y 20 kg de lodos por cada tonelada de pasta de celulosa seca al aire producida.

[0007] Actualmente, no existe un uso razonable para los lodos del licor verde. Puede que no sea posible usar los lodos como material de relleno debido a su pH elevado. El pH elevado también impide el uso de los lodos en la mejora del suelo y como fertilizante. En cierta medida, el pH elevado puede aprovecharse en el control del pH de aguas residuales ácidas, pero las concentraciones de metales pesados de los lodos pueden impedirlo. En la actualidad, la mayoría de los lodos se convierten en residuos, y las grandes fracciones depositadas en vertedero provocan costes significativos para las plantas de pasta de celulosa.

[0008] Por otro lado, la opinión pública sobre la sostenibilidad de la producción de pasta se ha visto recientemente comprometida en Finlandia debido a la información contradictoria disponible sobre los sumideros de carbono. La posibilidad de capturar CO<2>haría que muchas plantas de pasta de celulosa fueran claramente negativas en CO<2>, mejorando así la opinión pública.

[0009] El documento US 2016/0279568 A1 describe un proceso para eliminar mercurio de un gas de combustión que contiene mercurio mediante el uso de lodos procedentes del clarificador del licor verde de una planta de pasta del proceso al sulfato. Los lodos se lavan con agua para producir una suspensión particulada de carbono que se activa con ácido hidrobromídrico y se inyecta en un gas de combustión que contiene mercurio para oxidar y absorber el mercurio a temperaturas inferiores a aproximadamente 482,2 °C (900 °F).

[0010] El documento US 2009/0304921 A1 describe el uso de lodos del licor verde mezclados con lodo de cal, inyectados como una forma purificada de carbono activado o mezclados con carbonato cálcico como un compuesto de depuración de gases de combustión para la eliminación de mercurio y gases ácidos.

[0011] El documento EP 1777338 A1 describe la depuración de gases de combustión mediante lodo de cal que reacciona con el dióxido de azufre del gas de combustión.

[0012] Compendio

[0013] Es un objetivo de la presente memoria descriptiva proporcionar un procedimiento para procesar lodos del licor verde de una planta de pasta de celulosa en un formato que permite la reutilización de los lodos. Además, el objetivo es proporcionar un procedimiento para capturar al menos parte de las emisiones de CO<2>de una planta de pasta de celulosa.

[0014] El procedimiento de la presente invención se define en la reivindicación 1 actual.

[0015] Según una realización, se proporciona un procedimiento para ajustar el pH de lodos del licor verde. El procedimiento comprende poner en contacto una suspensión que contiene lodos del licor verde con gas de combustión. La suspensión que contiene lodos del licor verde se origina a partir de un clarificador/filtro de licor verde y/o de un filtro de lodos configurado para separar la suspensión que contiene lodos del licor verde del licor verde. Un contenido de sólidos secos de la suspensión que contiene lodos del licor verde es de 1 a 40 % en peso. El gas de combustión contiene dióxido de carbono, y el pH de los lodos del licor verde después del contacto con el gas de combustión está entre 7 y 9.

[0016] Breve descripción de los dibujos

[0017] la Fig.1 ilustra, a modo de ejemplo, un diagrama de flujo esquemático del proceso según una realización, la Fig.2 ilustra, a modo de ejemplo, un sistema según una realización,

[0018] la Fig.3 ilustra, a modo de ejemplo, un sistema según otra realización,

[0020] la Fig.4 ilustra, a modo de ejemplo, un sistema según otra realización adicional, y

[0022] la Fig.5 ilustra, a modo de ejemplo, un inyector para un sistema según una realización.

[0024] Las figuras son esquemáticas. Las figuras no están a ninguna escala en particular.

[0026] Descripción detallada

[0028] La solución se describe a continuación con más detalle con referencia a algunas realizaciones, que no deberán considerarse limitativas.

[0030] En la presente descripción y en las reivindicaciones, los valores porcentuales relacionados con una cantidad de un material son porcentajes en peso (% en peso), a menos que se indique lo contrario. El término "comprendiendo" puede usarse como un término abierto, pero también comprende el término cerrado "que consiste en". En esta memoria descriptiva se usan los siguientes números de referencia y denominaciones:

[0031] adt tonelada seca al aire

[0032] 100 suspensión que contiene lodos del licor verde

[0033] 101 gas de combustión

[0034] 102 recipiente

[0035] 103 clarificador/filtro de licor verde

[0036] 104 filtro de lodos

[0037] 105 caldera de recuperación

[0038] 106 lodos del licor verde tratados

[0039] 107 tanque de disolución de fundido

[0040] 200 suspensión que contiene lodos del licor verde

[0041] 201 gas de combustión

[0042] 202 recipiente

[0043] 206 lodos del licor verde tratados

[0044] 208 difusor de gas

[0045] 209 gas

[0046] 210 entrada de gas

[0047] 216 sensor de pH

[0048] 218 línea

[0049] 219 línea

[0050] 300 suspensión que contiene lodos del licor verde

[0051] 300a línea

[0052] 301 gas de combustión

[0053] 302 recipiente

[0054] 302a parte inferior del depurador

[0055] 302b parte superior del depurador

[0056] 306 lodos del licor verde tratados

[0057] 309 gas

[0058] 310 entrada de gas

[0059] 317 tobera

[0060] 318 línea

[0061] 400 suspensión que contiene lodos del licor verde

[0062] 401 gas de combustión

[0063] 402 recipiente

[0064] 406 lodos del licor verde tratados

[0065] 409 gas

[0066] 410 entrada de gas

[0067] 411 disposición de inyección

[0068] 412 disposición de bombeo

[0069] 418 línea

[0070] 419 línea

[0071] 500 suspensión que contiene lodos del licor verde

[0072] 501 gas de combustión

[0073] 510 entrada de gas

[0074] 511a inyector

[0075] 513 tobera de chorro

[0076] 514 chorro

[0077] 515 segunda cámara

[0078] 520 primera cámara

[0079] En una producción de pasta química, la cocción se usa para recuperar fibras a partir de astillas en un digestor mediante el uso de productos químicos y calor con el fin de eliminar la lignina que une las fibras y, además, eliminar los extractivos de la madera que pueden posteriormente causar formación de espuma y precipitantes en el proceso. Por lo tanto, los productos químicos que disuelven tanta lignina como sea posible y tan poca celulosa como sea posible se usan típicamente en el proceso de fabricación de pasta. Típicamente, el proceso para la fabricación de pasta química blanqueada comprende etapas de cocción, lavado, cribado, blanqueo y limpieza. En la actualidad, la cocción al sulfato, también denominada cocción o fabricación de pasta al sulfato, que usa una mezcla de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na<2>S), es el procedimiento de producción de pasta más comúnmente utilizado. El proceso de cocción puede basarse en cocción por lotes o en cocción continua comprendiendo un digestor o varios digestores. Los productos químicos necesarios para este proceso se usan en una mezcla denominada licor blanco. En la fabricación de pasta, el sulfuro de sodio y el hidróxido de sodio del licor blanco reaccionan con agua formando grupos hidrosulfuro (HS⁻) e hidroxilo (OH⁻).

[0081] Como resultado del proceso de fabricación de pasta, se forma licor negro. La pasta que procede del digestor contiene tanto fibras como el licor de cocción gastado (licor negro). Se usa una gran cantidad de productos químicos en una producción de pasta química, y la recuperación y reutilización de estos productos químicos es necesaria. Las etapas principales del proceso en un sistema de recuperación química de una planta de pasta de celulosa son la evaporación del licor negro, la combustión de los licores evaporados en una caldera de recuperación y la caustificación, incluyendo la generación de cal.

[0083] El reciclaje de los productos químicos de cocción gastados en una planta de pasta de celulosa se denomina ciclo del licor o ciclo de recuperación química de la planta de pasta de celulosa. Se usa una caldera de recuperación para recuperar los productos químicos de cocción. En particular, la caldera de recuperación tiene como objetivo recuperar carbonato de sodio y sulfuro de sodio. La fracción orgánica del licor negro se oxida y los productos químicos de cocción utilizados se reducen en la caldera de recuperación, formando así un “fundido” que puede disolverse en un líquido. El líquido así formado puede denominarse licor verde debido a un color verde característico. El licor verde que contiene, por ejemplo, Na<2>S y NaHS, es una parte esencial del ciclo del licor que se ocupa de la recuperación de los productos químicos usados en la fabricación de pasta. Se puede usar licor verde para preparar licor blanco para el proceso de fabricación de pasta.

[0085] El licor verde contiene lodos, es decir, material sólido. La manipulación del licor verde se refiere a un proceso en donde el licor verde que proviene de un disolutor de fundido se convierte en una alimentación adecuada para la recaustificación. La manipulación del licor verde incluye típicamente la separación de los lodos del licor verde, el enfriamiento del licor verde y el tratamiento de los lodos para su eliminación adecuada.

[0087] El licor verde se puede tratar con un clarificador o un filtro con el fin de separar los lodos. De manera alternativa o adicional, los lodos pueden separarse y/o secarse mediante un filtro.

[0089] Un procedimiento convencional de purificación del licor verde es la sedimentación de los lodos en un clarificador. La clarificación por sedimentación usa la diferencia de densidad entre los lodos y el líquido en el licor verde. Un clarificador puede ser un tanque cilíndrico de parte superior abierta. Los lodos que son más pesados que el líquido se depositan en el fondo del clarificador para formar un lodo sedimentado. El lodo sedimentado también puede denominarse una suspensión. El licor claro en la parte superior del clarificador puede decantarse posteriormente.

[0091] Un clarificador de licor verde puede tener una sección de clarificación (inferior) y una sección de almacenamiento (superior). El licor verde puede alimentarse a través de una tubería de alimentación hacia un cilindro de alimentación en la sección de clarificación. Una tubería de salida de vapor está situada en el cilindro de alimentación dentro del tanque. En el clarificador, los lodos se separan del licor verde y se depositan en el fondo. Un rastrillo giratorio en el fondo del clarificador mueve el sedimento de lodos hacia un pozo para su eliminación, desde el cual los lodos pueden bombearse a un filtro de lodos para su lavado y secado. Típicamente, los lodos secos y limpios se descargan a continuación del proceso.

[0093] En los procesos de blanqueo se usa magnesio en cantidades que influyen en la composición de los lodos. El magnesio puede causar problemas en la clarificación del licor verde porque está presente como hidróxido de magnesio en condiciones alcalinas. Forma partículas muy finas que son difíciles de sedimentar sin usar ayudas de floculación. En las plantas de pasta de celulosa que usan combustibles renovables, tales como corteza gasificada, la cantidad de hidróxido de magnesio es aún mayor.

[0095] Como alternativa a la clarificación, puede utilizarse la filtración para separar los lodos del licor verde mediante un filtro de licor verde. El proceso puede basarse en hacer pasar el licor verde a través de un medio filtrante mediante una diferencia de presión. El medio filtrante puede comprender, por ejemplo, una tela filtrante, una torta de lodo de cal, una torta de lodos o una mezcla de lodo de cal y lodos.

[0096] Después de la clarificación mediante el clarificador de licor verde o de la filtración mediante el filtro de licor verde, los lodos pueden separarse adicionalmente y/o secarse mediante un filtro de lodos. El lodo de cal, ya sea mezclado con los lodos o como prerrevestimiento en un filtro de prerrevestimiento, puede usarse como ayuda de filtración.

[0097] El licor verde del cual se separan los lodos se caustifica con cal, en cuyo proceso el carbonato de sodio (Na<2>CO<3>) en el licor verde se convierte en NaOH en el licor blanco, que puede usarse posteriormente como licor de cocción.

[0098] Después de la clarificación y/o la filtración, los lodos pueden lavarse con agua caliente. Después del lavado, los lodos se secan típicamente, es decir, se deshidratan. La deshidratación de los lodos puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante un filtro de prerrevestimiento por vacío o una prensa de filtración por cámaras. El lavado de los lodos y la deshidratación final también pueden realizarse simultáneamente con la purificación del licor verde cuando se usa un filtro de disco de prerrevestimiento a presión para la purificación del licor verde. Los lodos del licor verde se refieren a los lodos que se originan a partir de la manipulación del licor verde. Se estima que se producen entre 5 y 20 kg de lodos por cada tonelada de pasta de celulosa seca al aire producida. La cantidad de lodos producida puede ser de 10 a 30 kg/tonelada seca al aire de pasta en el caso de que se utilice lodo de cal como ayuda de filtración, ya que el lodo de cal provoca un aumento en la cantidad de lodos producidos. La cantidad de lodos en el licor verde varía de una planta a otra, pero típicamente puede ser de 600 a 2000 mg/L.

[0099] Los lodos del licor verde tienen un pH elevado. Típicamente, el pH de los lodos es de 10 a 13. Los principales óxidos presentes en los lodos del licor verde son CaO, MgO y Na<2>O. Los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos se encuentran típicamente en forma de carbonatos, sulfitos, hidróxidos y óxidos en los lodos. La composición de los lodos varía dependiendo de factores tales como el cierre de los ciclos de la planta, el proceso de deslignificación y las materias primas utilizadas en la fabricación de pasta.

[0100] En un ejemplo, los lodos del licor verde pueden contener de 1000 a 2000 mg/kg de Al, de 100000 a 350000 mg/kg de Ca, de 1000 a 20000 mg/kg de Fe, de 9000 a 100000 mg/kg de Mg, de 5000 a 30000 mg/kg de Mn, de 6000 a 100000 mg/kg de Na y de 4000 a 60000 mg/kg de S.

[0101] Esta memoria descriptiva proporciona un procedimiento y un sistema para ajustar el pH de los lodos del licor verde que se originan a partir de la manipulación del licor verde, en donde los lodos se procesan en un formato que tiene un pH que permite la reutilización de los lodos. Además, el objetivo es capturar al menos parte de las emisiones de CO<2>de la planta de pasta de celulosa, opcionalmente junto con posibles SO<2>y gases ácidos de la planta de pasta de celulosa.

[0102] Según una realización, se proporciona un procedimiento para ajustar el pH de lodos del licor verde. El procedimiento comprende poner en contacto una suspensión que contiene lodos del licor verde con gas de combustión. En este contexto, el gas de combustión contiene dióxido de carbono (CO<2>). Los gases de combustión típicos contienen al menos un 5 % en volumen de dióxido de carbono. Poner en contacto la suspensión que contiene lodos del licor verde con el gas de combustión reduce el pH de los lodos del licor verde, permitiendo así la reutilización de los lodos.

[0103] La suspensión que contiene lodos del licor verde se refiere a una suspensión que contiene lodos que no han sido deshidratados. El término "suspensión" se refiere a una mezcla de sólidos que tienen una gravedad específica superior a 1 suspendidos en un líquido, generalmente agua. Dentro del contexto de esta descripción, la suspensión es acuosa. Los lodos no deshidratados también pueden denominarse lodos húmedos del licor verde.

[0104] Tal como se ilustra en la Fig.1, la suspensión que contiene lodos 100 del licor verde puede originarse a partir de un clarificador/filtro 103 de licor verde y/o de un filtro 104 de lodos. La suspensión que contiene lodos 100 del licor verde se refiere preferiblemente a una suspensión resultante de la clarificación y/o filtración del licor verde. Tal como se ilustra en la Fig. 1, aguas arriba del clarificador/filtro 103 de licor verde el fundido que se origina en una caldera 105 de recuperación se disuelve en un tanque 107 de disolución del fundido para producir el licor verde. Los principios del clarificador/filtro 103 de licor verde y del filtro 104 de lodos se han descrito anteriormente. El fundido se produce en una caldera de recuperación, tal como se ha descrito anteriormente.

[0105] El procedimiento descrito no requiere ningún pretratamiento de los lodos del licor verde. La suspensión que contiene lodos del licor verde que se origina, por ejemplo, a partir de un clarificador/filtro de licor verde y/o de un filtro de lodos, puede tratarse tal cual en el procedimiento descrito en esta invención. Esto ahorra tiempo, ya que no se necesitan etapas adicionales para secar los lodos, por ejemplo, y reduce costes, energía y/o materiales. El procedimiento no requiere utilizar materiales externos, sino que es representativo de un enfoque de economía circular que utiliza únicamente corrientes de residuos, es decir, los lodos del licor verde y el gas de combustión.

[0106] Las principales reacciones químicas que tienen lugar al poner en contacto la suspensión que contiene lodos del licor verde con el gas de combustión implican óxidos e hidróxidos. Por ejemplo, el Mg(OH)<2>de los lodos reacciona con el CO<2>del gas de combustión formando diversos compuestos complejos de carbonato de magnesio. Además, el CaO de los lodos puede reaccionar con el CO<2>del gas de combustión formando CaCO<3>. En el caso de que el gas de combustión contenga SO<2>, se pueden formar sulfatos de magnesio y/o calcio. Las reacciones entre el CO<2>y los óxidos e hidróxidos son exotérmicas, es decir, liberan calor. Por lo tanto, no se requiere energía externa. Además, una parte significativa del agua contenida por los lodos y/o la suspensión puede evaporarse en el proceso. Esto puede reducir la necesidad de secar los lodos tratados con otros procedimientos, reduciendo así los costes y ahorrando energía.

[0107] Además, la reacción entre Mg(OH)<2>y CO<2>produce MgCO<3>. Esto puede mejorar las propiedades de deshidratación de los lodos del licor verde. El Mg(OH)<2>es conocido por conferir a los lodos malas propiedades de deshidratación. El Mg(OH)<2>es un compuesto gelatinoso, lo que dificulta su filtración y sedimentación y puede ser responsable de la obstrucción de filtros. Como al menos parte del Mg(OH)<2>de los lodos puede reaccionar con el CO<2>del gas de combustión para producir MgCO<3>, la cantidad de Mg(OH)<2>en los lodos puede reducirse y, por lo tanto, la utilización de energía en las posibles etapas de deshidratación que tengan lugar después de las etapas del procedimiento descritas en esta invención puede reducirse.

[0108] La suspensión que contiene lodos del licor verde puede tener un pH, por ejemplo, entre 10 y 13. Después del contacto con el gas de combustión, el pH se reduce. El pH de los lodos del licor verde después del contacto con el gas de combustión, es decir, los lodos del licor verde tratados, puede estar, por ejemplo, entre 7 y 9. El contenido de sólidos secos de la suspensión que contiene lodos del licor verde puede ser de 1 a 40 % en peso. Preferiblemente, el contenido de sólidos secos de la suspensión que contiene lodos del licor verde es de 1 a 20 % en peso.

[0109] El gas 101 de combustión puede originarse de una caldera 105 de recuperación, tal como se ilustra en la Fig. 1. En principio, el gas 101 de combustión puede originarse de cualquier lugar del distrito de la planta de pasta de celulosa. Además de la caldera 105 de recuperación, al menos el horno de cal y la caldera de potencia de la planta de pasta de celulosa pueden ser el origen del gas 101 de combustión. El gas 101 de combustión puede originarse de la caldera 105 de recuperación que produce el fundido, a partir del cual se produce el licor verde que contiene los lodos. Preferiblemente, el gas 101 de combustión se dirige al proceso después de haber sido tratado por un precipitador electrostático para eliminar partículas, como polvo y humo, del gas 101 de combustión.

[0110] El gas de combustión se refiere a un gas de escape de combustión. El gas de combustión puede contener al menos dióxido de carbono (CO<2>), oxígeno (O<2>), vapor de agua (H<2>O) y nitrógeno (N<2>). Además, puede contener, por ejemplo, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y cloruro de hidrógeno. El gas de combustión puede originarse de la combustión de combustibles renovables, tales como corteza gasificada o licor negro. La corteza gasificada se refiere a un gas producto de la gasificación de corteza.

[0111] El gas de combustión puede comprender al menos uno de los siguientes: al menos 5 % en volumen de CO<2>, al menos 10 % en volumen de H<2>O, al menos 40 % en volumen de N<2>.

[0112] En un ejemplo, un contenido de gas de combustión puede ser el siguiente: 12,94 % en volumen de CO<2>, 15,13 % en volumen de H<2>O, 3,03 % en volumen de O<2>, 0,01 % en volumen de SO<2>y 68,89 % en volumen de N<2>.

[0113] Según una realización, la temperatura de la suspensión que contiene lodos del licor verde es como máximo de 150 °C y la temperatura del gas de combustión es como máximo de 400 °C. Las temperaturas presentadas anteriormente se refieren a las temperaturas que prevalecen inmediatamente antes del contacto de la suspensión que contiene lodos del licor verde con el gas de combustión según el procedimiento presentado en esta invención.

[0114] El contacto de la suspensión que contiene lodos del licor verde con el gas de combustión puede realizarse de cualquier manera adecuada.

[0115] Según una realización, el gas 101 de combustión se hace burbujear en la suspensión que contiene lodos 100 del licor verde. La suspensión que contiene lodos 100 del licor verde que se origina a partir de un clarificador/filtro 103 de licor verde y/o de un filtro 104 de lodos se conduce a un recipiente 102. El gas 101 de combustión se dirige al recipiente 102.

[0116] Según una realización ilustrada por la Fig.2, el recipiente 202 es un reactor de columna de burbujeo. El sistema comprende una entrada 210 de gas configurada para conducir el gas 201 de combustión al recipiente 202 para el contacto con la suspensión que contiene lodos 200 del licor verde. El gas 201 de combustión en forma de burbujas está dispuesto para entrar en contacto con la suspensión que contiene lodos 200 del licor verde, y tienen lugar las reacciones químicas entre los componentes del gas de combustión y los compuestos de los lodos y/o de la suspensión. El (los) gas(es) 209 resultante(s) puede(n) ser liberados mediante una chimenea y/o una limpieza del gas de combustión. Los lodos 206 del licor verde tratados resultantes pueden recogerse y secarse cuando sea necesario.

[0118] El reactor de columna de burbujeo es un aparato para generar y controlar reacciones químicas gas-líquido. Puede comprender una columna cilíndrica dispuesta verticalmente para llenarse con un líquido. El gas puede dirigirse a la columna en la parte inferior, tal como se ilustra en la Fig. 2. La introducción de gas en la parte inferior de la columna provoca una corriente turbulenta para permitir un intercambio de gas óptimo. La mezcla puede realizarse mediante aportación de gas por un difusor 208 de gas. La aportación de gas requiere menos energía que la agitación mecánica. Sin embargo, se necesita una buena mezcla para que se produzcan las reacciones químicas.

[0120] El sistema puede comprender además un sensor 216 de pH dispuesto dentro del recipiente 202 para supervisar el pH de la suspensión que contiene lodos del licor verde. Tal como se ilustra mediante líneas discontinuas en la Fig. 2, el sistema puede comprender líneas adicionales para recircular las sustancias. El sistema puede comprender una línea 219 para recircular al menos parte de los lodos del licor verde tratados para su retratamiento. En el caso de que el pH de los lodos del licor verde tratados no esté en un nivel deseable, es posible permitir que los lodos 206 del licor verde tratados entren nuevamente en contacto con el gas 201 de combustión recirculándolos de vuelta al recipiente 202. De manera adicional o como alternativa, al menos parte del gas o gases 209 resultantes puede conducirse mediante una línea 218 para ser introducidos nuevamente en el recipiente 202 para volver a contactar con la suspensión que contiene lodos 200 del licor verde. Además, el pH de los lodos del licor verde tratados puede ajustarse controlando la cantidad de lodos tratados recogidos del recipiente 202.

[0122] Según otra realización ilustrada en la Fig. 3, un sistema para ajustar el pH de los lodos del licor verde es de tipo depurador. El sistema comprende un recipiente 302 para poner en contacto la suspensión que contiene lodos 300 del licor verde y el gas 301 de combustión. El recipiente 302 es un depurador. La suspensión que contiene lodos del licor verde se conduce a una parte inferior del depurador 302a. La parte inferior del depurador 302a está preferiblemente equipada con un agitador. La suspensión que contiene lodos 300 del licor verde se recircula desde la parte inferior del depurador 302a mediante una línea 300a hasta una parte superior del depurador 302b, desde la cual se pulveriza en contracorriente hacia el gas 301 de combustión alimentado al depurador, tal como se ilustra en la Fig.3. Después del contacto con el gas 301 de combustión, la suspensión que contiene ahora lodos del licor verde tratados retorna a la parte inferior del depurador 302a. El sistema puede comprender además un sensor de pH en la parte inferior del depurador 302a para supervisar el pH de la suspensión que contiene lodos del licor verde. Cuando se desee el pH de la suspensión que contiene lodos del licor verde en la parte inferior del depurador 302a, los lodos 306 del licor verde tratados pueden recogerse y secarse cuando sea necesario. Tal como se ilustra mediante una línea discontinua en la Fig. 3, al menos parte del gas o gases 309 resultantes puede conducirse mediante una línea 318 para ser introducidos en la parte superior del depurador 302b para volver a contactar con la suspensión que contiene lodos 300 del licor verde.

[0124] Según una realización adicional ilustrada por la Fig.4, el gas 401 de combustión y la suspensión que contiene lodos 400 del licor verde se dirigen a una disposición 411 de inyección, y la suspensión que contiene lodos 400 del licor verde y el gas 401 de combustión se mezclan en la disposición 411 de inyección. Una entrada 410 de gas está configurada para conducir el gas 401 de combustión a la disposición 411 de inyección. Además de la disposición 411 de inyección, el sistema comprende una disposición 412 de bombeo. La disposición de inyección comprende al menos un inyector. Mediante el uso de al menos una bomba de la disposición 412 de bombeo, el flujo de la suspensión que contiene lodos del licor verde a través de un inyector de la disposición 411 de inyección genera succión en la entrada 410 de gas. De este modo, el gas 401 de combustión es aspirado hacia la disposición 412 de bombeo, y el gas 401 de combustión se mezcla con la suspensión que contiene lodos 400 del licor verde. La disposición 411 de inyección puede disponerse dentro del recipiente 402, tal como se ilustra en la Fig.4. Alternativamente, la disposición 411 de inyección puede disponerse fuera del recipiente 402. En ese caso, sin embargo, la disposición 411 de inyección está dispuesta para suministrar la suspensión que contiene lodos 400 del licor verde y el gas 401 de combustión al recipiente 402. Como resultado, se forman lodos 406 del licor verde tratados, los cuales pueden recogerse y secarse cuando sea necesario. El (los) gas(es) 409 resultante(s) puede(n) ser liberados mediante una chimenea y/o una limpieza del gas de combustión.

[0125] Tal como se ilustra mediante líneas discontinuas en la Fig.4, el sistema puede comprender líneas adicionales para recircular las sustancias. El sistema puede comprender una línea 419 para recircular al menos parte de los lodos del licor verde tratados para su retratamiento. En el caso de que el pH de los lodos del licor verde tratados no esté a un nivel deseable, es posible permitir que los lodos 406 del licor verde tratados entren de nuevo en contacto con el gas 401 de combustión recirculándolos desde el recipiente 402 de vuelta a la disposición 411 de inyección mediante la disposición 412 de bombeo. De manera adicional o alternativa, al menos algunos de los gases 409 resultantes pueden conducirse mediante una línea 418 para ser introducidos a través de la entrada 410 de gas en la disposición 411 de inyección. Además, el pH de los lodos del licor verde tratados puede ajustarse controlando la cantidad de lodos tratados recogidos del recipiente 402.

[0126] El principio de funcionamiento de un inyector 511a se ilustra mediante la Fig.5. La disposición 411 de inyección de la Fig. 4 puede comprender un inyector 511a o más de un inyector 511a. El inyector 511a comprende una entrada para recibir la suspensión que contiene lodos 400, 500 del licor verde desde la disposición 412 de bombeo (véase la Fig.4). El inyector 511a comprende una primera cámara 520 para recibir la suspensión que contiene lodos 400, 500 del licor verde mediante la entrada desde la disposición 412 de bombeo, y una tobera 513 de chorro para formar un chorro 514 de la suspensión que contiene lodos del licor verde. El inyector 511a comprende una segunda cámara 515, dispuesta, en la dirección de flujo de la suspensión que contiene lodos del licor verde, aguas abajo de la primera cámara 520. El inyector 511a comprende además una salida dispuesta en la segunda cámara 515 para expulsar la suspensión y el gas de combustión desde la segunda cámara 515.

[0127] El inyector 511a está dispuesto para dejar salir la suspensión que contiene lodos 400, 500 del licor verde hacia el recipiente 402. El inyector 511a comprende además una entrada 410, 510 de gas, configurada para conducir el gas 401, 501 de combustión a la segunda cámara 515 mediante la succión generada por el flujo de la suspensión que contiene lodos del licor verde a través de la tobera 513 de chorro. La disposición 412 de bombeo está configurada para bombear la suspensión que contiene lodos 400, 500 del licor verde a través de la disposición 411 de inyección hacia el recipiente 402, de tal modo que el bombeo de la suspensión que contiene lodos del licor verde a través de la tobera 513 de chorro genera el chorro 514 y succión en la entrada 410, 510 de gas.

[0128] Según una realización, un recipiente 402 y un inyector 511a pueden combinarse de modo que una parte del recipiente sirva como la segunda cámara. En consecuencia, no es necesaria una segunda cámara separada. En tal caso, la segunda cámara del inyector 511a forma parte del interior del recipiente. En tal caso, el chorro 514 de la suspensión y el gas de combustión se formarían directamente en el recipiente 402.

[0129] Según una realización, el procedimiento comprende bombear una suspensión que contiene lodos 400, 500 del licor verde a una disposición 411 de inyección mediante una disposición 412 de bombeo, comprendiendo la disposición 411 de inyección al menos un inyector 511a. La suspensión se bombea de tal manera que el bombeo de la suspensión a través de la tobera 513 de chorro genera succión en la entrada 510 de gas del inyector 511a, en donde el gas 501 de combustión es conducido a una segunda cámara 515 (o al recipiente 402) y se mezcla con la suspensión para generar burbujas del gas de combustión en la suspensión. De este modo, la suspensión se trata mediante reacciones químicas que ocurren en las interfaces de las burbujas y la suspensión.

[0130] En todas las realizaciones, el sistema puede comprender un sensor de pH dispuesto para supervisar el pH de la suspensión que contiene lodos del licor verde tratados y/o el pH de los lodos del licor verde tratados. El sistema también puede comprender un procesador para controlar el sistema. Además, el sistema puede comprender una válvula para controlar la cantidad de lodos del licor verde tratados expulsados del recipiente y un procesador para controlar la válvula. El sistema puede comprender también cualquier componente necesario, tal como bombas adicionales, líneas, sensores, válvulas y procesadores para implementar la invención descrita en este documento. El sistema no necesita comprender un sensor de pH.

[0131] En una realización ejemplar calculada, una suspensión que contiene lodos del licor verde con un contenido de sólidos secos del 30 % en peso y una temperatura de 80 °C se puso en contacto con gas de combustión que tenía una temperatura de 150 °C. Las composiciones teóricas de los lodos del licor verde y del gas de combustión se presentan en la Tabla 1.

[0132] Tabla 1.

[0135]

[0136] Antes del contacto con el gas de combustión, el pH de los lodos del licor verde era de 10,8. Después del contacto con el gas de combustión, en un cálculo en estado de equilibrio, el pH se redujo a 7,5. La reducción de SO<2>en el gas de combustión fue del 100 % y la reducción de CO<2>del 40 %. En el caso de que los lodos del licor verde tuvieran un contenido más elevado de CaO y/o Mg(OH)<2>, la reducción de CO<2>sería mayor. Un contenido de sólidos secos de los lodos del licor verde tratados era aproximadamente del 56 %.

[0137] En otra realización ejemplar calculada, en donde un contenido de sólidos secos de una suspensión que contiene lodos del licor verde era del 10 % en peso (cantidad de agua 370 kg) y los pH de los lodos antes del tratamiento y después del tratamiento eran los mismos que en el ejemplo presentado anteriormente, las reducciones de SO<2>y CO<2>en el gas de combustión fueron las mismas (100 % y 40 %, respectivamente), y un contenido de sólidos secos de los lodos del licor verde tratados era aproximadamente del 15 %.

[0138] La composición química de los lodos del licor verde varía de una planta a otra, pero debido a la alcalinidad de los lodos, los lodos contienen siempre compuestos capaces de reaccionar con CO<2>.

[0139] Los lodos del licor verde tratados por el procedimiento presentado anteriormente tienen un pH neutro o un pH ligeramente por encima del neutro. El pH de los lodos 106, 206, 306, 406 del licor verde tratados puede estar entre 7-9, preferiblemente entre 7-8. Por lo tanto, el pH de los lodos del licor verde puede reducirse mediante el procedimiento presentado anteriormente desde un pH de 10-13 hasta un pH de 7-9.

[0140] El contenido de sólidos secos de los lodos del licor verde tratados es preferiblemente más alto que antes del tratamiento mediante el procedimiento. Por lo tanto, la necesidad de un secado adicional de los lodos del licor verde tratados puede reducirse o incluso eliminarse. Como regla general, puede mencionarse que, en el caso de que el contenido de sólidos secos de los lodos del licor verde no tratados sea aproximadamente del 1-10 % en peso, se necesita un secado adicional para permitir un uso adecuado de los lodos tratados.

[0141] A veces puede ser beneficioso tratar los lodos del licor verde eliminando, o al menos reduciendo el contenido de, metales pesados (tales como Cd, As). Esto puede realizarse para los lodos del licor verde tratados mediante el procedimiento presentado anteriormente. De manera alternativa o adicional, este tipo de tratamiento puede preceder al procedimiento descrito anteriormente.

[0142] El contenido de metales pesados de los lodos del licor verde también puede disminuirse mediante el propio procedimiento. La disminución del pH de los lodos del licor verde causada por el contacto con el gas de combustión puede mejorar la lixiviabilidad de los metales pesados, tales como Cd, Pb, Zn, As y Sb. En la bibliografía se ha demostrado una mejora significativa en la lixiviabilidad de los metales pesados a un pH inferior a 9 en comparación con valores de pH más altos. Esto significa que la disminución del pH puede hacer que una fracción mayor de los metales pesados pase de los sólidos a la parte líquida de los lodos. En el caso de que la parte líquida se elimine al menos parcialmente posteriormente, el contenido de metales pesados de los lodos restantes puede ser menor que el de los lodos antes del tratamiento.

[0143] Los lodos del licor verde tratados mediante el procedimiento descrito anteriormente encuentran uso, por ejemplo, como fertilizante forestal. Los lodos del licor verde sin tratar a menudo no pueden utilizarse como fertilizante debido al elevado pH de los lodos. Sin embargo, mediante el tratamiento de los lodos, el pH se reduce hasta un estado que permite el uso de los lodos como fertilizante. Además, los lodos pueden encontrar uso, por ejemplo, como material de relleno y en construcción de terrenos. Tal como se analizó anteriormente, la disminución del contenido de metales pesados de los lodos como resultado del procedimiento utilizado puede permitir además el uso de los lodos como fertilizante.

[0144] Por lo tanto, un beneficio del procedimiento descrito consiste en transformar los lodos del licor verde de un residuo depositado en vertedero a un material reciclable mediante una reducción significativa del pH de los lodos.

[0145] Otro beneficio del procedimiento consiste en la posibilidad de fijar emisiones nocivas en los lodos. El SO<2>contenido en el gas de combustión puede fijarse muy eficazmente mediante el procedimiento. Además, puede fijarse al menos parte del CO<2>. Para plantas de pasta de celulosa que usen únicamente combustibles renovables en su funcionamiento, es posible hacer que las plantas sean negativas en CO<2>utilizando el procedimiento. Normalmente, se requieren productos químicos especialmente fabricados para la captura de CO<2>, pero los productos químicos pueden sustituirse por los lodos tratados. De este modo, se reducirían los costes adicionales relacionados con el uso de productos químicos.

[0146] Un beneficio adicional se relaciona con la reducción de los costes asociados al secado de los lodos. Como las reacciones que ocurren entre el gas de combustión y los lodos liberan calor, el calor puede usarse para evaporar el agua de los lodos.

[0147] Además, mediante el procedimiento descrito en esta invención es posible convertir todos los residuos de lodos transformándolos completamente en un producto utilizable.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para ajustar el pH de lodos del licor verde, comprendiendo el procedimiento poner en contacto una suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde con gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión, en donde

- la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde se origina a partir de un clarificador/filtro (103) de licor verde y/o de un filtro (104) de lodos configurado para separar la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde del licor verde,

- un contenido de sólidos secos de la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde es del 1 al 40 % en peso,

- el gas (101,201,301,401,501) de combustión contiene dióxido de carbono, y

- el pH de los lodos del licor verde después del contacto con el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión está entre 7-9.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde una temperatura de la suspensión que contiene lodos del licor verde es como máximo 150 °C y una temperatura del gas de combustión es como máximo 400 °C.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde un contenido de sólidos secos de la suspensión que contiene lodos del licor verde es del 1 al 20 % en peso.

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión se origina a partir de una caldera (105) de recuperación.

5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión se origina a partir de la combustión de al menos un combustible renovable.

6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el procedimiento comprende hacer burbujear el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión en la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde.

7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el procedimiento comprende dirigir la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde y el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión a una disposición (411) de inyección y mezclar la suspensión que contiene lodos (100, 200, 300, 400, 500) del licor verde y el gas (101, 201, 301, 401, 501) de combustión en la disposición (411) de inyección.

8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el procedimiento comprende pulverizar la suspensión que contiene lodos (300) del licor verde en contracorriente con respecto al gas (301) de combustión.