Papel e Celulose

Produção de ácido sulfúrico a partir de gases odoríferos

Quimica e Derivados
13 de novembro de 2020
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    O sódio e o enxofre do processo Kraft

    O processo Kraft possui dois elementos químicos protagonistas: o sódio e o enxofre. O equilíbrio entre estes dois elementos no processo é fundamental para que tanto a quantidade quanto a concentração destes elementos estejam adequadas. As fábricas fazem um rigoroso controle de entradas e saídas (make-up e controle de perdas), mantendo um inventário destes elementos de forma suficiente para a operação da planta. Esse controle é denominado balanço de sódio e enxofre (ou balanço Na/S).

    Uma parte das perdas destes elementos se dá através dos gases de combustão do forno de cal e da caldeira de recuperação, mediante a emissão de compostos de enxofre em maior parte oxidados na forma de dióxido de enxofre (SO2) – que não proporciona odor – e uma pequena parte destas perdas ocorre na forma de TRS (total reduced sulphur, ou ERT, em português, siglas para enxofre reduzido total), que nesses gases é composto por sulfeto de hidrogênio (H2S), metilmercaptana (MM – CH3SH), dimetil sulfeto (DMS – CH3SCH3) e dimetil dissulfeto (DMDS – CH3SSCH3).

    Estes compostos de enxofre gerados na forma gasosa nas fábricas de celulose podem ser classificados em dois tipos: GNCD (gases não condensáveis diluídos) e GNCC (gases não condensáveis concentrados). O que diferencia o GNCD e o GNCC, como o próprio nome já diz, é a sua concentração dos compostos de enxofre. O GNCD é um ar contaminado e malcheiroso, com baixo teor de TRS. Este é gerado em equipamentos não-pressurizados, de menores temperaturas e com cargas de enxofre mais reduzidas em seus fluidos, na sua maioria oriundo da “respiração” em tanques atmosféricos. Por sua vez, o GNCC é um gás rico em TRS e com baixa concentração de oxigênio, o que o torna um combustível. É gerado em equipamentos fechados e com alta carga de enxofre, como no digestor e na planta de evaporação de licor negro. Por questões de segurança, não se mistura o GNCD ao GNCC de forma que o primeiro sempre tenha uma quantidade de ar em excesso e o segundo praticamente tenha quantidades não significativas de oxigênio, para que ambos estejam fora da faixa de explosividade.

    Como mencionado anteriormente, esses gases foram por anos fonte da má reputação das fábricas de celulose, devido à ausência de sistemas de captação e incineração, ou pela ineficiência dos mesmos. Devido a sua composição e características de explosividade, têm-se registros de incidentes com explosões e acidentes causados pela coleta e incineração inadequada destes gases. Atualmente, a maioria das fábricas possui modernas e eficientes tecnologias para que não haja emissões desses gases para a atmosfera. Existem referencias de fábricas com “odor zero” como, por exemplo, a planta da CMPC em Guaíba-RS. Para tanto, o projeto do sistema precisa ser realizado de forma bastante criteriosa, tendo em vista que o TRS pode ser sentido pelo olfato humano em concentrações da ordem de ppb (parte por bilhão).

    Todavia, todo o esforço e investimento para conter as emissões de GNCs era visto puramente como uma questão ambiental, e que se tratava de um “custo necessário”, tanto de implementação, como de operação e manutenção, causado pela pressão das comunidades vizinhas ou por imposição de órgãos ambientais. Com exceção da recuperação do enxofre de volta para o ciclo de recuperação e auxílio no balanço Na/S (quando esses gases são incinerados no forno de cal ou na caldeira de recuperação), não se via muito valor agregado a esse subproduto. Isso mudou quando a Valmet desenvolveu e implementou a primeira planta de ácido sulfúrico a partir de GNCs em Äänekoski, na Finlândia.



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