BR112017005647B1 - Processo para tratamento de licor negro - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA TRATAMENTO DE LICOR NEGRO. A invenção descreve um processo para o tratamento de licor negro, composto por licor negro de pirólise em um reator de leito fluidizado para obter partículas sólidas e gás de licor negro pirolisado, que aquece a massa sólida, retornando a massa sólida aquecida para o reator de leito fluidizado para uso na reação de pirólise; condensação do gás de licor negro de pirólise para obter um condensado e recuperar o calor e um gás residual liberado durante a condensação para aquecer a massa sólida para uma temperatura predeterminada para isso é necessário para a pirólise.

Description

[001] A invenção se refere a um processo para o tratamento de licor negro. Em particular, a invenção se refere a um processo de obtenção de gás de licor negro pirolisado que pode também ser tratado.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em um processo de polpação de papel, os cavacos de madeira são tratados em um sistema digestor para separar as fibras de celulose e remover a lignina, que une as fibras no estado natural da madeira. A digestão de cavacos usando calor e produtos químicos é uma prática comum na indústria. No chamado “processo kraft”, os cavacos de madeira e um licor de digestão alcalina são introduzidos em um digestor que cria a polpa e licor negro, que é a lignina que contém a parte solúvel. Após o processo de digestão, a polpa e o licor negro produzidos são separados. A polpa é composta por fibras de celulose e normalmente é tratada também para produção de papel. O licor negro é composto por lignina, hemiceluloses, sais inorgânicos e outros componentes de extração. O licor negro pode ser retirado do digestor e pode ser tratado também pela queima em caldeiras de recuperação específica para a produção de energia e recuperação do sal, que pode ser utilizado novamente no processo kraft. Pode-se utilizar alguma parte do licor negro para recuperar a lignina. A lignina pode ser despolimerizada posteriormente para o alquilfenol (éteres) correspondente, que pode reagir também e ser usada para diversas aplicações.

[003] Há várias outras maneiras de processar o licor negro conhecido na arte. O licor negro contém estruturas aromáticas grandes energeticamente valiosas, tais como lignina e se realiza o processamento do licor negro para obter energia. Dependendo do método de processamento do licor negro, além de energia, também são obtidas diferentes composições de compostos ou diferentes concentrações das composições. Utiliza-se a gaseificação de licor negro, usando o ar ou o oxigênio como meio de gaseificação para obter compostos como gás de síntese. O gás de síntese pode ser também processado para obter biocombustível para usos automotivos e outros usos industriais ou pode ser convertido cataliticamente para MeOH, éter dimetílico ou outras moléculas orgânicas mais valiosas e peso molecular mais alto.

[004] Apesar de o licor negro tratado ter encontrado aplicações em diversos mercados, ainda há uma necessidade de prover outras formas de processamento de licor negro. Muita pesquisa tem sido realizada tratando o licor negro para recuperar o sal por outras formas do que usando a caldeira de recuperação. Uma desvantagem é que as peças das fábricas de celulose existentes se tornam redundantes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] É, portanto, um objeto para obter um processo para o tratamento de licor negro, que pode ser implementado em uma fábrica de papel kraft existente e pelo qual suficiente licor negro permanece disponível para a recuperação de sal para o processo de despolpagem dos cavacos de madeira.

[006] Além disso, é um objeto da invenção prover um novo processo para o tratamento de licor negro para que o licor negro tratado forneça substâncias que podem ser usadas em várias aplicações industriais.

[007] Além disso, é um objeto da invenção prover um processo novo e contínuo para o tratamento de licor negro, de forma que os resíduos e fluxos de energia liberados durante o sejam utilizados de maneira otimizada em outros processos e no processo de fábrica de celulose existente.

[008] Estes objetos, entre outros objetos, podem ser alcançados pelo menos parcialmente, se não completamente, por um processo de acordo com a reivindicação 1.

[009] Em particular, esses objetos podem ser alcançados, pelo menos parcialmente, pelo primeiro aspecto de acordo com a invenção, um processo para o tratamento de licor negro, compreendendo as etapas: • Prover um reator de leito fluidizado constituído por uma massa sólida que contém partículas sólidas, na qual a massa sólida tem uma temperatura e uma capacidade de calor tal que a pirólise de licor negro e as partículas sólidas permanecem fluidizáveis; • prover licor negro e deixar o licor negro escoar para o reator de leito fluidizado para prover uma reação de pirólise do licor negro e obter partículas sólidas e gases de licor negro pirolisado, no qual as partículas sólidas formam parte da massa sólida; • separar a massa sólida do gás de licor negro pirolisado; • aquecer pelo menos uma primeira parte da massa sólida; • retornar a massa sólida aquecida para o reator de leito fluidizado para uso na reação de pirólise; • tratar o gás de licor negro pirolisado em um segundo reator para obter gás de licor negro pirolisado tratado; • opcionalmente, absorver o gás de licor negro pirolisado tratado; • condensar o gás de licor negro pirolisado tratado, que foi opcionalmente absorvido para obter um condensado, calor liberado durante a condensação e gás residual; • recuperar o calor e/ou o gás residual liberado durante a condensação ou absorção.

FIGURAS

[0010] A invenção é ilustrada, mas não limitada pela figura a seguir.

[0011] A Figura 1 é uma visão esquemática de um processo para pirolisar o licor negro de acordo com a invenção, em que o gás de licor negro pirolisado obtido é tratado também por meio de um catalisador.

DEFINIÇÕES E TERMOS

[0012] Licor Negro: De acordo com esta invenção, o licor negro é a parte solúvel que está presente depois de os cavacos de madeira terem sido tratados com o processo kraft. No processo kraft, adiciona-se uma mistura básica como uma mistura de hidróxido de sódio e sulfeto de sódio, ou uma mistura de hidróxido de sódio e antraquinona (Soda-AQ) aos cavacos de madeira e digeridos em um digestor, de forma que ligações que unem a lignina para a quebra de celulose, o que resulta em polpa de celulose, seja insolúvel no ambiente básico e um líquido, o licor negro. O licor negro é composto por lignina, fragmentos de lignina, hemicelulose, carboidratos da quebra da hemicelulose, carbonato de sódio, sulfato de sódio e outros sais inorgânicos e água. Normalmente, o licor negro apresenta conteúdo de sólidos de 15% de peso por peso. A massa sólida de licor negro pode ser medida de acordo com Método de Teste TAPPI T650 OM-09.

[0013] Catalisador: De acordo com esta invenção, um catalisador é um material que modifica e aumenta a taxa de uma reação sem ser consumido no processo.

[0014] Pirólise neste contexto significa um processo termoquímico, em que a alimentação está sujeita à alta temperatura, considerando que nenhum ar ou vapor é adicionado e no qual o calor é introduzido no processo por meio do substrato sólido e através do calor, o licor negro decompõe em gás de licor negro pirolisado e partículas sólidas.

[0015] Absorção é um processo no qual um fluxo de gás é trazido em contato com um líquido a fim de permitir que determinados componentes gasosos passem do gás para o líquido, enquanto outros componentes gasosos não permanecem no líquido e saem o absorvente onde ocorre a absorção.

DESCRIÇÃO

[0016] A presente invenção agora será descrita a seguir. Nas passagens seguintes, os diferentes aspectos da descrição são definidos mais detalhadamente. Cada aspecto assim definido pode ser combinado com qualquer outra modalidade a menos que claramente indicado em contrário. Em particular, qualquer recurso indicado como sendo preferencial ou vantajoso pode ser combinado com qualquer outro recurso ou recursos indicados como preferenciais ou vantajosos.

[0017] Antes de ser descrito, o presente método usado na invenção, é para ser entendido que esta invenção não é limitada a determinados métodos, componentes ou dispositivos descritos, como métodos, componentes e dispositivos podem, é claro, variar. Além disso, deve ser entendido que a terminologia utilizada aqui não se destina a ser um fator limitante, uma vez que o escopo da presente invenção será limitado apenas pelas reivindicações acrescentadas.

[0018] A referência ao longo desta especificação como “uma modalidade”, “uma modalidade” significa que um determinado recurso, estrutura, ou característica descrita em relação com a modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Assim, as ocorrências das frases “em uma modalidade” ou “numa modalidade” em vários lugares ao longo desta especificação não são necessariamente todos referindo-se a mesma modalidade, mas pode. Além disso, os recursos, as estruturas, os materiais ou as características particulares podem ser combinados de qualquer maneira adequada como seria aparente para uma pessoa versada na arte a partir da descrição em uma ou mais modalidades. Adicionalmente, enquanto algumas modalidades aqui descritas incluem algumas, mas não outras características incluídas em outras modalidades, combinações de características de diferentes modalidades visam estar no âmbito da invenção e formam diferentes modalidades como seria entendido por aqueles na arte. Por exemplo, nas seguintes reivindicações, qualquer uma das modalidades reivindicadas pode ser utilizada em qualquer combinação.

[0019] De acordo com uma modalidade, a invenção está relacionada a um processo para o tratamento de licor negro, compreendendo as etapas: • Prover um reator de leito fluidizado gás-sólido composto por sólidos fluidizados por gás (massa de sólidos) que é composto por partículas sólidas, em que a massa de sólidos tem uma capacidade de calor e uma temperatura que as pirolises de licor negro e tal que as partículas sólidas permaneçam em um estado em que estão suficientemente sólidas para que não haja aglomeração substancial em partículas grandes que não fluidificam; • prover licor negro e deixar o licor negro escoar para o reator de leito fluidizado para prover uma reação de pirólise do licor negro e obter partículas sólidas e gases de licor negro pirolisado, no qual as partículas sólidas formam parte da massa sólida; • separar a massa sólida do gás de licor negro pirolisado; • aquecer pelo menos uma primeira parte da massa sólida; • retornar a massa sólida aquecida para o reator de leito fluidizado para uso na reação de pirólise; • tratar o gás de licor negro pirolisado em um segundo reator para obter gás de licor negro pirolisado tratado; • opcionalmente, absorver o gás de licor negro pirolisado tratado; • condensar o gás de licor negro pirolisado tratado, que foi opcionalmente absorvido para obter um condensado, calor liberado durante a condensação e gás residual; • recuperar o calor e/ou o gás residual liberado durante a condensação ou absorção.

[0020] Os inventores surpreendentemente constataram que, sujeitando o licor negro, que é um líquido, à pirólise sem a adição de um catalisador, o gás de licor negro e as partículas sólidas são formados, em que o gás de licor negro ainda é composto por uma quantidade suficiente de compostos com um grande valor energético. O gás de licor negro pirolisado inclui compostos tais como hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, gás de síntese de metano, água, hidrocarbonetos com insaturação olefínica, oxigênio contendo compostos e compostos aromáticos monoméricos e oligoméricos. O gás de licor negro também pode ser tratado, por exemplo, através de tratamento catalítico, de forma que os compostos desejáveis, tais como compostos aromáticos monoméricos, possam ser obtidos. Além disso, como nenhum catalisador é usado durante a pirólise, a regeneração do catalisador não é necessária e nenhum equipamento para a regeneração é necessário.

[0021] Além disso, os inventores encontraram um processo contínuo para o tratamento de licor negro em que a energia, os produtos químicos e outros materiais que são liberados são otimamente recuperados no processo, considerando que o processo pode ser usado em uma fábrica de celulose existente, para que uma quantidade mínima de energia extra seja necessária para executar o processo, enquanto compostos químicos valiosos podem ser criados. As partículas sólidas que são formadas durante a pirólise do licor negro, fazem parte da massa sólida. Embora a massa sólida possa conter outros sólidos inertes, é preferível que a massa sólida seja composta apenas de material que provém da pirólise de licor negro de forma que apenas sejam necessários os fluxos da fábrica de papel ou o processo da invenção. A massa sólida contém principalmente carvão animal e sais derivados do licor negro. Após a separação da massa sólida e o gás de licor negro pirolisado, a massa sólida pode precisar de reaquecimento a fim de aumentar seu calor sensível e prover o calor necessário para a reação endotérmica de pirólise. Os inventores constataram que o calor e outros resíduos, cuja energia pode ser recuperada sendo lançado em outros lugares do processo, podem ser usados para trazer a massa sólida até a temperatura pretendida. Na verdade, o calor e outros resíduos liberados durante a condensação ou absorção do gás de licor negro pirolisado ou o gás de licor negro pirolisado tratado podem ser usados pelo menos parcialmente para trazer a massa sólida até a temperatura pretendida. A massa sólida é trazida a uma determinada temperatura predeterminada, que é a temperatura necessária para habilitar a pirólise do licor negro. Não é necessário que a massa sólida seja convertida também, a única função do aquecimento é trazer a massa sólida à temperatura predeterminada para que a temperatura seja suficientemente elevada tal que as pirólises de licor negro e as partículas sólidas permaneçam sólidas. As partículas sólidas não começam a derreter e preferivelmente não substancialmente aglomeram em partículas grandes que não fluidificam. A massa sólida é devolvida ao reator de leito fluidizado, para que lá permaneça suficiente massa sólida no reator para realizar a pirólise.

[0022] Após a pirólise do licor negro, o gás de licor negro pirolisado tratado opcionalmente pode ser absorvido. A absorção ocorre usando um material de absorção que pode ser, por exemplo, uma mistura composta por alifáticos, cicloalifáticas ou hidrocarbonetos aromáticos. O material absorvente tem uma elevada afinidade para os compostos valiosos no gás licor negro pirolisado tratado. Os compostos com menos ou nenhuma afinidade com material absorvente, tais como gás fluidizado, monóxido de carbono, dióxido de carbono, água, nitrogênio não permanecerão em material absorvente.

[0023] Além disso, uma parte do calor e resíduos de gás liberados durante a condensação pode ser usada para o aquecimento de uma caldeira de recuperação ou para outras partes na fábrica de celulose ou mesmo plantas próximas. Uma caldeira de recuperação é uma instalação que é encontrada na maioria das indústrias de celulose e recupera sais a partir de licor negro para reutilizar novamente para fabricação de polpa de papel. Normalmente, a recuperação de sais ocorre a uma temperatura de mais de 950oC, no qual os sais começam a derreter, cujos sais podem ser separados do licor negro na caldeira de recuperação.

[0024] Em uma modalidade, o aquecimento da massa sólida, que pode ser feito em um aquecedor de sólidos, por exemplo, através da combustão direta ou gaseificação em uma câmara separada, ou através de aquecimento indireto ou uma combinação dos mesmos, resulta na liberação de resíduos de aquecedor de sólidos na forma de gases. Estes resíduos podem ser recuperados e utilizados como fonte de energia para aquecimento da caldeira de recuperação ou para outras partes na fábrica de celulose ou até mesmo outras plantas próximas.

[0025] Em uma modalidade, uma outra parte da massa sólida que é separada do gás de licor negro pirolisado pode transmitir para a caldeira de recuperação. O sal na massa sólida poder ser recuperado e reutilizado para fazer polpa de papel, pelo qual o sal começa a derreter e pode ser separado do carvão animal. Preferivelmente entre 5% e 50% da massa sólida separada vai para a caldeira de recuperação. Esta modalidade tem como grande vantagem que o carvão animal, que pode ser considerado como resíduo durante a pirólise, é usado para outros processos valiosos na indústria de fabricação de papel. De fato, o carvão animal formado durante a pirólise pode ser usado também para recuperar o sal na massa sólida. Na caldeira de recuperação, o carvão animal pode ser utilizado como combustível e fornece energia para derreter os sais.

[0026] Preferivelmente, a temperatura da massa sólida é suficientemente elevada para que as pirólises de licor negro e o substrato sólido permaneçam sólidos. Preferivelmente, a temperatura está abaixo da temperatura em que o sulfato de sódio ou sulfeto começa a se decompor, segundo a qual os gases contendo enxofre, tais como sulfeto de hidrogênio, são liberados, o que pode envenenar o catalisador para o tratamento do gás de licor negro pirolisado. A temperatura de pirólise, preferivelmente, ocorre acima de 400oC, preferivelmente acima de 500oC. Preferivelmente, a temperatura está abaixo da temperatura de compostos inorgânicos, como sais, quando começam a derreter. Preferivelmente, a temperatura está abaixo de 1100oC, mais preferivelmente abaixo de 900oC. A pirólise pode ser realizada em um reator, tendo uma faixa de temperatura entre 400oC e 900oC, preferivelmente em uma faixa de temperatura de 450oC-650oC. Conforme descrito, a massa sólida é aquecida depois que foi separado, até uma predeterminada temperatura na qual a pirólise é habilitada e alcançada. Consequentemente, a massa de sólidos separada é aquecida a uma temperatura entre 450oC, preferivelmente acima de 500oC, 550oC ou acima de 600oC. Preferivelmente, a temperatura de sólidos pré-aquecidos está abaixo da temperatura quando os compostos inorgânicos, como sais, começam a derreter. Preferivelmente, a temperatura está abaixo de 1100oC, mais preferivelmente abaixo de 900oC. A determinação da temperatura predeterminada específica pode depender de que será feito com o gás de licor negro pirolisado. Se o gás do licor negro pirolisado for tratado também para obter compostos específicos desejados, a escolha da temperatura dependerá de quais compostos poderão ser atualizados do gás de licor negro. Uma pessoa qualificada compreenderá que temperaturas diferentes conduzirá a uma composição diferente do gás licor negro pirolisado. Além disso, o tipo de tratamento e o tipo de catalisador, que será usado em tratamentos de pode ter um efeito sobre a temperatura específica ou o intervalo de temperatura que será usado na pirólise.

[0027] Preferivelmente, o licor negro é submetido à pirólise rápida. Preferivelmente, a pirólise ocorre a uma pressão de entre 50 e 500 kPa absoluto (0,5 e 5 bara).

[0028] Preferivelmente, o gás fluidizado é adicionado para criar uma velocidade suficientemente alta no reator para que a alimentação de licor negro e o substrato sólido forme um leito fluidizado e podem ocorrer a fluidização e mistura da alimentação do licor negro e a massa de sólido no reator. O gás de fluidização preferivelmente é um gás inerte. Os gases de fluidização adequados são nitrogênio, dióxido de carbono e outros gases com pouca ou nenhuma reatividade química na condição de pirólise. A velocidade do gás é geralmente de 0,5 a 10 m/s na temperatura e pressão de funcionamento para manter o tempo de permanência do gás no reator de pirólise abaixo uma duração predeterminada, tipicamente entre 1 e 10, preferivelmente, menos de 5 segundos. O gás de licor negro pirolisado escoa através do reator e a massa sólida fica arrastada no fluxo de gás de licor negro pirolisado. As partículas sólidas são separadas do fluxo do gás e capturadas.

[0029] Preferivelmente, o licor negro que entra no reator de leito fluidizado tem uma temperatura entre 100oC e 140oC e, mais preferivelmente, aproximadamente 120oC quando ele entra no reator de leito fluidizado. Uma temperatura inferior a 100oC resulta em um líquido muito viscoso e preferivelmente é evitada uma temperatura acima de 140oC, uma vez que os compostos no licor negro iniciam a polimerização.

[0030] Preferivelmente, o licor negro deve ser alimentado ao reator horizontal ou verticalmente usando um bocal sob a ação de um gás inerte sobre uma placa de distribuidor para promover a formação de gotículas de líquido dispersas com um tamanho na faixa de 0,01-3 mm, já que a reação de pirólise é influenciada por elementos físicos, tais como o tamanho das gotículas de licor negro, a taxa de aquecimento de pirólise e inchaço das gotículas. As gotículas apresentam preferivelmente um diâmetro, de forma que elas pirolisam antes de depositar nas paredes de leito fluidizado.

[0031] Preferivelmente, o licor negro é licor negro forte, que é licor negro fornecido pelo processo kraft que tem um teor de sólidos de cerca de 15% que é primeiramente evaporado para um teor de sólidos superior a 70%, preferivelmente superior a 80% e mais preferivelmente maior que 85% antes de entrar no reator de leito fluidizado.

[0032] O gás de licor negro pirolisado e a massa sólida são separados. Preferivelmente, a separação pode ser efetuada em qualquer método conhecido para separar um gás de uma massa sólida. Tais métodos incluem filtrar (filtragem), separação eletrostática, separação por gravidade, inércia, força centrífuga, termoforese (difusão térmica) e/ou uma combinação deles. É preferido separar o gás do licor negro pirolisado e a massa sólida, usando a força centrífuga e inércia. Esta técnica se baseia na recuperação de partículas sólidas por uma mudança de direção do fluxo de gás contendo sólidos. Obtém-se esta recuperação geralmente usando um ou mais ciclones ou dispositivos de deflexão. A separação com um ou mais ciclones ou dispositivos de deflexão pode ser seguida por separação eletrostática ou outras técnicas de remoção de partículas mais finas, se for conveniente.

[0033] O gás do licor negro pirolisado pode ser processado também em um segundo reator. Preferivelmente, o gás de licor negro é tratado cataliticamente num leito fixo ou em um leito fluidizado. No segundo reator, os gases de licor negro pirolisado podem ser atualizados e podem ser convertidos, por exemplo, em compostos aromáticos monoméricos. Durante esse processo, alguns coques ou carbono podem ser produzidos, que podem obstruir os poros do catalisador. O catalisador pode ser regenerado intermitente ou continuamente e o calor gerado pode ser usado em outro lugar, na planta de onde a energia é necessária. Durante a regeneração, os coques ou carbono podem ser convertidos em monóxido de carbono. O monóxido de carbono pode ser usado em outro lugar na planta. Preferivelmente, utiliza-se o monóxido de carbono como combustível na caldeira de recuperação para derreter o sal na massa sólida. A reação catalítica ocorre preferencialmente a uma temperatura entre 300oC e 700oC, mais preferivelmente entre 400oC e 600oC.

[0034] O gás de licor negro pirolisado ou o gás de licor negro pirolisado tratado é condensado. Preferivelmente, os gases são resfriados a uma temperatura entre 80o e 110oC, preferivelmente cerca 90oC. Conforme descrito, o calor e gás residual liberado durante este processo de resfriamento podem ser recuperados para ser posteriormente utilizados na fábrica de papel e celulose. Preferivelmente, utiliza-se a energia para aquecer o aquecer de sólidos ou para a reação de pirólise. Durante a etapa de resfriamento, alguns compostos nos vapores são condensados e o líquido formado é separado do gás. A fração líquida pode ser também fracionada e os compostos desejáveis, tais como monoméricos aromáticos, como benzeno, tolueno e xileno, são recuperados. Durante a condensação, o CO permanece na fase gasosa e separa os compostos desejáveis.

[0035] As características acima e outras, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão aparentes quando tomados em conjunto com o desenho que acompanha, que ilustra, a título de exemplo, os princípios da invenção. Esta descrição é dada por uma questão de exemplo somente, sem limitar o escopo da invenção. A figura de referência citada abaixo se refere ao desenho em anexo.

[0036] A Figura 1 ilustra um processo para o tratamento de licor negro de acordo com a invenção. O licor negro 10, preferivelmente, o licor negro forte, entra em um reator de leito fluidizado 100, composto por uma massa sólida, a uma temperatura entre 450oC e 900oC, cuja massa sólida fluidiza no reator e submete o licor negro a uma reação de pirólise fornecendo partículas sólidas, formando parte da massa sólida e gás de licor negro pirolisado. A massa sólida e o fluxo 11 de gás de licor negro pirolisado para um separador como ciclone 200 no qual a massa sólida é no fluxo é substancialmente O gás 23 de licor negro pirolisado escoa para um segundo reator 500 para tratamento adicional. O segundo reator 500 pode ter um catalisador de leito fluidizado ou um catalisador de leito fixo. O catalisador pode precisar ser regenerado intermitentemente, e o licor negro pirolisado pode escoar para um outro reator 600 que compreende tal catalisador de forma que todo o processo possa continuar. Entretanto, o catalisador no reator 500 será regenerado. Uma vez que isso ocorreu, o gás de licor negro pirolisado possa escoar novamente no reator 500, e, ao mesmo tempo, o catalisador pode ser regenerado no reator de regeneração 600. O gás de 51 ou 61 de licor negro pirolisado tratado escoa para um condensador 800. O fluxo de gás se resfria. O líquido que é formado 82 pode agora incluir compostos desejáveis como olefinas, naftaleno, benzeno, tolueno, xileno. Nem todo o gás de licor negro pirolisado tratado é condensado. O resíduo de gás que permanece após a condensação e o calor liberado durante a condensação, 83 e 84 pode ser usado como fonte de energia em outros lugares do processo. Durante a regeneração, os coques no catalisador podem ser convertidos em monóxido de carbono.

[0037] Pelo menos uma parte da massa sólida 21 que é separada em fluxos de separador 200 para um aquecedor de sólidos 300, assim pode aquecer até a temperatura desejada para que a massa sólida possa ser usada novamente no reator de leito fluidizado. Os fluxos de massa sólida aquecida 31 então vão para o reator de leito fluidizado 100 e sujeita o licor negro a uma reação de pirólise. O aquecedor de sólidos usa a energia que é liberada de outras partes no processo para aquecer a massa sólida à temperatura predeterminada. O calor e o gás residual liberado durante a condensação (parcialmente) podem escoar 83 para o aquecedor de sólidos para aquecer a massa sólida. Além disso, pode ser necessária energia extra. Isto pode vir de um aquecedor de 700 que aquece, por exemplo, ar 71, que pode ser então usado para aquecer a massa sólida no aquecedor de sólidos 72. O calor e os gases residuais que são liberados durante o aquecimento da massa sólida 33 podem ser recuperados para aquecer uma caldeira de recuperação 400. Pelo menos, uma parte do calor e do gás residual liberado durante a condensação 84 também pode ser usada para aquecer a caldeira de recuperação 400. Uma parte da massa sólida 22 que é separada do gás de licor negro pirolisado pode ser trazida para a caldeira de recuperação 400, assim suficiente sal 41 pode ser recuperado para ser usado na fábrica de papel. O monóxido de carbono 62 que é um fluxo de saída de regenerador do catalisador pode ser alimentado para a caldeira de recuperação, no qual ele pode ser usado como combustível para derreter os sais na caldeira de recuperação.

Claims (17)

1. Processo para tratamento de licor negro, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas: • prover um reator de leito fluidizado (100) constituído por uma massa sólida que contém partículas sólidas, na qual a massa sólida tem uma temperatura e uma capacidade de calor tal que a pirólise de licor negro e as partículas sólidas permanecem fluidizáveis; • prover licor negro (10) e deixar o licor negro escoar para o reator de leito fluidizado para prover uma reação de pirólise do licor negro e obter partículas sólidas e gás de licor negro pirolisado (11), no qual as partículas sólidas formam parte da massa sólida; • separar a massa sólida (21) do gás de licor negro pirolisado (23); • aquecer pelo menos uma primeira parte da massa sólida (21); • retornar a massa sólida aquecida (31) para o reator de leito fluidizado para uso na reação de pirólise; • tratar o gás de licor negro pirolisado em um segundo reator para obter gás de licor negro pirolisado tratado (51); • opcionalmente, absorver o gás de licor negro pirolisado tratado (51); • condensar o gás de licor negro pirolisado tratado (51), que foi opcionalmente absorvido para obter um condensado (82), calor liberado durante a condensação e gás residual (83 e 84); • recuperar o calor e/ou o gás residual liberado durante a condensação ou absorção (83 e 84).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento de pelo menos a primeira parte da massa sólida (21) ocorre em um aquecedor de sólidos (300), fornecendo uma massa sólida aquecida (31) e um resíduo de aquecedor de sólidos (33), e no qual a massa sólida é aquecida a uma temperatura predeterminada.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura predeterminada varia de 400 e 900oC, mais preferivelmente entre 450 e 650oC.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que se utiliza o resíduo de aquecedor de sólidos (33) para a caldeira de recuperação de aquecimento (400).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o tratamento do licor negro pirolisado (23) no segundo reator (600) é um tratamento catalítico do gás de licor negro pirolisado usando um catalisador.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o catalisador é regenerado em um regenerador do catalisador (600) para produzir o catalisador regenerado e monóxido de carbono (62).

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o monóxido de carbono (62) é alimentado para a caldeira de recuperação (400).

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que um gás de fluidização não reativa é adicionado ao reator de leito fluidizado, preferivelmente para criar uma velocidade superficial de 0,5 a 10 m/s.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma segunda parte da massa sólida (22) é tratada em uma caldeira de recuperação (400) para obter o sal recuperado.

10. Processo de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a reação de pirólise ocorre sem catalisador.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o licor negro fornecido (10) tem uma temperatura entre 100o e 150oC, preferivelmente entre 110o e 130oC e mais preferivelmente aproximadamente 120oC.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o licor negro fornecido (10) está na forma de gotículas na faixa de tamanho de 0,01 a 3 mm, preferivelmente de 0,1 a 2 mm.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o licor negro fornecido (10) é licor negro forte com uma concentração de massa sólida de mais de 70%, preferivelmente superior a 80% e mais preferivelmente superior a 85%.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o leito fluidizado tem uma temperatura entre 400o e 900o C, mais preferivelmente entre 450o e 650o C, e/ou no qual a pirólise ocorre a uma pressão de entre 50 e 500 kPa absoluto (0,5 e 5 bara).

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a massa sólida e o gás de licor negro pirolisado são separados em um ciclone (21).

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o aquecedor de sólidos (300) aquece a massa sólida (21) por um aquecimento externo (700).

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que se utiliza o calor recuperado e/ou o gás residual liberado durante a condensação ou absorção (83 e 84) para aquecimento pelo menos a primeira parte da massa sólida (21), e/ou para uso em uma caldeira de recuperação (400).

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