ES2584678T3 - Método de separación de la lignina del licor negro que comprende la eliminación de compuestos de azufre del efluente de agua formado - Google Patents

Método de separación de la lignina del licor negro que comprende la eliminación de compuestos de azufre del efluente de agua formado Download PDF

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Abstract

Método para la separación de la lignina del licor negro original (BLIN) que se maneja en las operaciones de recuperación de productos químicos con etapas de evaporación que reciben licor negro de un digeridor, teniendo dicho licor negro original un primer valor de pH, que comprende las siguientes fases en secuencia: una primera etapa de precipitación (PR) en la que se añade una carga acidificante al licor negro original con el fin de disminuir el valor del pH del licor negro original a un segundo nivel de pH de inicio de la precipitación de lignina en la que dicho segundo nivel de pH está por encima de pH 7 y por debajo de 11,5, seguida de una fase de separación (FP1) en la que la lignina precipitada se separa como una torta de lignina de la fase líquida restante del licor negro original acidificado, y la que dicha fase líquida restante del licor negro original acidificado es enviada de nuevo a las operaciones de recuperación química, suspensión de la torta de lignina en una solución de ácido sulfúrico fuerte estableciendo un nivel de pH por debajo de 5 y mantenimiento de la suspensión de lignina acidificada en este estado de suspensión durante al menos 2 minutos, deshidratación de la suspensión de lignina acidificada (FP2) obteniendo una segunda torta de lignina (LP) y al menos una fase líquida ácida (FL1), caracterizado porque la fase líquida ácida (FL1) se somete a un proceso de eliminación de azufre en el que se añade un compuesto de calcio a la fase líquida ácida, por lo que el azufre en la fase líquida ácida reacciona con el compuesto de calcio formando yeso sólido, separando el yeso sólido (WG) de la fase líquida ácida y purgando dicho yeso de las operaciones de recuperación química, mientras se envía la fase líquida ácida restante (FL2) con menor contenido de azufre a las etapas de evaporación en las operaciones de recuperación química.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de separacion de la lignina del licor negro que comprende la eliminacion de compuestos de azufre del efluente de agua formado
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un metodo para la separacion de la lignina del licor de coccion gastado, llamado licor negro original, utilizando un proceso de precipitacion.
Antecedentes
Las ventajas de la separacion de la lignina del licor negro ya se describen en los documentos WO 2006/031175 y WO2006/038863. Estas patentes describen el nuevo procedimiento LignoBoost™ que en la actualidad vende Metso, y de las cuales WO 2006/031175 divulga el proceso de lavado acido en dos etapas basicas y WO2006/038863 divulga una mejora del proceso en el que se anaden al proceso sulfato o iones de sulfato.
Un aspecto importante del proceso es que la carga de productos qmmicos requerida para la acidificacion puede ser alta. Siendo asf, el coste de los productos qmmicos frescos supone una gran parte del costo operativo y la viabilidad comercial del proceso es inferior. Estos problemas podnan reducirse si el proceso esta optimizado para un requerimiento mmimo de carga de productos qmmicos frescos, haciendo el producto lignina comercialmente solido. Acidificantes en forma de flujo de residuos generados a partir de procesos de fabricacion son por lo tanto preferibles, ya que pueden resolver el problema de la eliminacion de residuos y disminuir el impacto ambiental. Dado que la precipitacion de lignina requiere la acidificacion de los flujos de licor negro alcalinos, gran parte de la cantidad total de agente de acidificacion se utiliza para disminuir el nivel de pH hasta el punto en el que la lignina comienza a precipitar. La primera fase en la obtencion de este nivel de pH normalmente reduce el nivel de pH desde aproximadamente pH 13 en el licor negro original hasta un nivel de pH de aproximadamente 11,5, y, normalmente, no entrana ninguna nucleacion de partfculas de lignina. La cantidad de acidificante requerida es, sin embargo, relativamente alta para esta primera fase dado que el pH sigue una escala logantmica, y cualquier siguiente descenso adicional del pH de 11,5 requiere mucho menos acidificante para el mismo orden de valor de pH absoluto rebajado.
El proceso Lignoboost produce un producto de lignina que si es utilizado como combustible se clasifica como un combustible “verde” al estar basado en combustible recuperado. La idea de la clasificacion de los combustibles “verdes” se basa en el concepto de no incrementar la huella de dioxido de carbono, es decir, las emisiones por la quema de combustibles fosiles. Los acidos mas prometedores para este proceso son el dioxido de carbono durante al menos la precipitacion inicial de la lignina y a continuacion utilizando acido sulfurico (H2SO4) para el lavado y la lixiviacion de los metales de la lignina. El acido sulfurico se podna anadir como un acido sulfurico fresco de un proveedor de productos qmmicos, o preferiblemente, utilizando el llamado “acido gastado” de un generador de dioxido de cloro a menudo utilizado en una fabrica de celulosa. Este ultimo uso de acido gastado, ya disponible en la mayona de los emplazamientos de las plantas, enfatiza aun mas que el producto de lignina se considera como un combustible “verde”.
US 2 701 255 reivindica la produccion de un producto lfquido PS-1 a partir de licor negro como material de partida. El licor negro se acidifica a un pH de 1,5 para la precipitacion de la lignina en un solo paso. El licor negro restante se trata con cal y carbonato de calcio para iniciar una precipitacion adicional de yeso.
Una desventaja del uso de acido sulfurico es que los lfquidos residuales del proceso de lavado de la lignina contienen una gran cantidad de azufre y, si estos lfquidos residuales se reciclan para el proceso de recuperacion, terminaran en las cenizas de la caldera de recuperacion. El balance de azufre de la fabrica se vera afectado y con el fin de restablecer el adecuado balance de sodio/azufre en los productos qmmicos de coccion se debera agregar sodio fresco a altos costes. Como no se ha encontrado mejor acido para el lavado de la lignina que alcance los resultados del uso de acido sulfurico en cuanto al rendimiento de la lignina y la capacidad practica de filtrado de los productos de lignina, se considera prioritario la necesidad de resolver el balance de azufre de la fabrica.
Resumen de la invencion
La invencion se basa en el hallazgo de que el filtrado de acido utilizado en el proceso de lavado acido de la lignina precipitada puede ser sometido a un proceso de eliminacion de azufre que purga el azufre en forma de yeso. Mediante este proceso de eliminacion de azufre se reduce significativamente la cantidad de azufre adicional reciclada al proceso de recuperacion, resolviendo el problema con el balance de azufre.
Asf, la invencion se refiere a un metodo para la separacion de la lignina del licor negro original que tiene un primer valor de pH, que comprende las siguientes fases en secuencia:
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una primera etapa de precipitacion en la que se anade una carga acidificante al licor negro original con el fin de disminuir el valor del pH del licor negro original hasta un segundo nivel de pH que inicie la precipitacion de la lignina, por lo que dicho segundo nivel de pH esta por encima de pH 7 y por debajo de 11,5, seguida de una fase de separacion en la que la lignina precipitada se separa como una torta de lignina de la fase lfquida restante del licor negro original acidificado,
suspension de la torta de lignina en una solucion de acido fuerte estableciendo un nivel de pH por debajo de 5 y mantenimiento de la suspension de lignina acidificada en este estado de suspension durante al menos 2 minutos,
deshidratacion de la suspension de lignina acidificada obteniendo una segunda torta de lignina y al menos una fase lfquida acida, y siendo sometida tal fase lfquida acida, de acuerdo con los aspectos de la invencion, a un proceso de eliminacion de azufre en el que se anade un compuesto que contiene calcio a la fase lfquida acida, con lo cual el azufre en la fase lfquida acida reacciona con el compuesto de calcio formando yeso solido,
separacion del yeso solido de la fase lfquida acida y envfo de la fase lfquida acida restante con contenido reducido de azufre a la recuperacion qmmica.
Mediante este metodo la fase lfquida acida conteniendo azufre podna agotar su contenido de azufre de una manera eficiente para resolver el problema con el balance de azufre de la fabrica, mientras que el yeso formado puede ser expulsado del proceso.
Preferiblemente, el compuesto que contiene calcio es carbonato de calcio, formandose dioxido de carbono durante la reaccion y en el que al menos una parte del dioxido de carbono liberado en el proceso de eliminacion de azufre se utiliza como parte de la carga acidificante anadida al licor negro original. Debido a este uso del dioxido de carbono generado en el proceso en sf, podna reducirse considerablemente la necesidad de alimentacion externa de acidificante para el proceso de precipitacion, de manera que el proceso de extraccion de lignina se convierte en un proceso autosostenible que genera sus propios productos qmmicos necesarios.
Como alternativa al compuesto que contiene calcio, podna utilizarse acetato de calcio, formandose dioxido de carbono durante la reaccion y en el que al menos una parte del dioxido de carbono liberado en el proceso de eliminacion de azufre se utiliza como parte de la carga acidificante anadida al licor negro original.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se anade acido al proceso de eliminacion de azufre con el fin de mantener el proceso de eliminacion de azufre acido y disminuir la solubilidad del yeso. De esta manera, un mayor contenido de azufre puede estar ligado al yeso formado. Preferiblemente el proceso de eliminacion de azufre se mantiene a un pH en el intervalo de 4-8, y mas preferiblemente en aproximadamente pH 5. El acido anadido para el proceso de eliminacion de azufre es preferiblemente un acido organico y entre estos acidos organicos, se prefieren el acido acetico, acido formico o acido cttrico. El acido organico puede ser mezclado con el compuesto que contiene calcio antes de ser anadido al proceso de eliminacion de azufre.
El carbonato de calcio podna por ejemplo ser empapado en acido organico en una primera etapa, formando acetato de calcio, y anadiendo despues a partir de ese momento el acetato de calcio.
A fin de no perder sodio con el yeso solido separado se prefiere tambien lavar cualquier sodio residual del yeso solido y devolver el filtrado de lavado a las etapas de evaporacion.
Se entiende a lo largo de la presente descripcion que la expresion “deshidratacion” abarca cualquier medio de deshidratacion. Preferiblemente, la deshidratacion se lleva a cabo mediante el uso de centrifugado, un aparato de prensa de filtro, un filtro de banda, un filtro rotatorio, tal como un filtro de tambor, o un tanque de sedimentacion, o equipo similar, y mas preferiblemente se utiliza un aparato de prensa de filtro.
Se entiende a lo largo de la presente descripcion que la expresion “licor negro original” abarca licor de coccion gastado de un digeridor, que tiene la mayor parte de la lignina del material de celulosa original disuelta en el “licor negro original”. El “licor negro original” tambien puede tener un gran contenido de material organico e inorganico, pero tambien puede haber pasado a traves de procesos de separacion para la extraccion de trementina u otros constituyentes espedficos, mientras se mantiene inalterado el volumen de la masa de lignina disuelta.
Se entiende a lo largo de la presente descripcion que la expresion “horno de cal” abarca la planta de conversion en la isla de reciclado donde el carbonato de calcio del lodo de cal obtenido en la planta de recaustificacion se calcina a oxido de calcio y se reutiliza en el ciclo de cal.
Breve descripcion de las figuras
La Fig. 1 muestra el estado de la tecnica para el proceso de separacion de la lignina, de acuerdo con el documento WO 2006/031175.
La Fig. 2 muestra el uso de los gases del horno de cal en la etapa de precipitacion.
La Fig. 3 muestra el uso de gases del horno de cal en la etapa de precipitacion, asf como el uso de al menos una parte de los gases del horno de cal para la deshidratacion de la torta/producto de lignina;
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La Fig. 4 muestra el uso de los gases del horno de cal en paralelo en las etapas de deshidratacion;
La Fig. 5 muestra el uso de los gases de combustion procedentes del horno de cal en serie en varias etapas de deshidratacion.
La Fig. 6 muestra un diagrama de proceso de un ejemplo de implementacion del proceso de eliminacion de azufre de la invencion;
La Fig. 7 muestra una implementacion alternativa del proceso de eliminacion de azufre de la invencion con el reciclaje alternativo de acidificantes producidos en el proceso.
Descripcion detallada de la invencion
En la figura 1 se muestra el proceso conocido en el estado de la tecnica segun el documento WO 2006/031175. Comprendiendo la separacion de la lignina del licor negro original BL las siguientes etapas en secuencia: precipitacion de la lignina mediante una primera etapa de acidificacion del licor negro original BLin mediante la adicion de un primer acido o mezcla de acidos AC1 en cualquier reactor de precipitacion PR adecuado, seguido de deshidratacion mientras se forma una primera torta de filtracion con un alto contenido de lignina, hecha dicha deshidratacion en cualquier prensa de filtro adecuada FP1, que puede drenar un primer filtro FL1 de la suspension de lignina y adicionar un golpe de gas a traves de G1 de la torta de lignina con el fin de desplazar cualquier solucion acida residual,
suspension de la primera torta de filtro de lignina obtenida en la etapa b en una segunda etapa de acidificacion usando un segundo acido o mezcla de acidos AC2, dicha suspension hecha en cualquier tanque de resuspension adecuado RT mientras se descartan los gases malolientes H2S emitidos, despues de lo cual una segunda suspension de lignina se obtiene en el tanque de resuspension RTm,
deshidratacion de la segunda suspension de lignina formando una segunda torta de filtro/lignina con alto contenido de lignina, dicha deshidratacion hecha en cualquier prensa de filtro adecuado FP2, que puede drenar un segundo filtrado FL2 de la suspension de lignina, y al menos una parte de este segundo filtrado FL2 puede volver a circular de nuevo a la etapa c,
lavado de la segunda torta de filtro, dicho lavado realizado en cualquier aparato de lavado adecuado WP, anadiendo un lfquido de lavado WL a esta etapa de lavado, y finalmente
deshidratacion de la segunda torta de lignina lavada obteniendo un producto de lignina LP, dicha deshidratacion preferiblemente hecha en las ultimas etapas del aparato de lavado WP, que pueden drenar un tercer filtrado FL3 de la segunda torta de filtro/lignina, y al menos una parte de este segundo filtrado FL2 puede volver a circular de nuevo a la etapa c, y puede tambien adicionar un golpe de gas a traves de G2 de la torta de lignina con el fin de desplazar cualquier solucion acida residual.
En la figura 2 se muestra una alternativa usando gases de combustion G1a obtenidos a partir de un horno de cal LK enviados directamente a la etapa de precipitacion PR. El uso de gases del horno de cal para la acidificacion es conocido per se. Al menos una parte del primer acido o mezcla de acidos anadidos a la primera etapa de precipitacion pueden ser gases ricos en dioxido de carbono y que tienen su origen en los gases de combustion ventilados de un horno de cal, lo que significa que los gases de combustion pueden ser enviados directa o indirectamente a la etapa de precipitacion. En la figura 3 se muestra todavfa una alternativa en la que al menos una parte de los gases de combustion G1a ventilados de un horno de cal LK se utilizan primero para la deshidratacion de la torta de lignina antes de ser utilizados como agente de acidificacion en la primera etapa de precipitacion, y los gases residuales desplazados G1b tambien se anaden a la etapa de precipitacion PR junto con los gases del horno de cal G1a enviados directamente a la etapa de precipitacion.
En la figura 4 se muestra una realizacion preferida adicional del proceso de precipitacion segun el documento WO 2006/031175. Como se describe anteriormente la primera etapa de precipitacion PR y primera etapa de deshidratacion FP1 es seguida por una etapa de suspension RT en la que la primera torta de filtro de lignina se suspende en una segunda etapa de acidificacion usando un segundo acido o mezcla de acidos AC2, despues de lo cual se obtiene una segunda suspension de lignina. Esta etapa es seguida despues por una segunda etapa de deshidratacion FP2 de la segunda suspension de lignina formando una segunda torta de filtro con un alto contenido de lignina. Sigue una etapa de lavado WP para el lavado de la segunda torta de filtro y finalmente seguida de una tercera etapa de deshidratacion de la segunda torta de lignina lavada obteniendo un producto de lignina LP. De acuerdo con las realizaciones preferidas del metodo inventivo, los gases residuales H2S y CO2 emitidos de la segunda etapa de acidificacion RT tambien son recirculados y se mezclan con el licor negro original en la primera etapa de precipitacion PR. El dioxido de carbono formado en el tanque de resuspension, se origina a partir del contenido de sulfuros y carbonatos en la torta de lignina. Estos compuestos reaccionan con el agente de acidificacion y forman dioxido de carbono (CO2) y sulfuro de hidrogeno (H2S), de acuerdo con:
CO32- + 2H+ <-> CO2 + H2O HCO3- + H+ <-> CO2 + H2O S2- + 2H+ <-> H2S HS- + H+ <-> H2S
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La formacion de dioxido de carbono en este proceso permite una fuente adicional de dioxido de carbono necesario para la primera etapa de acidificacion, y el sulfuro de hidrogeno es tambien un contribuyente neto a la acidificacion, ya que el valor pKa de sulfuro de hidrogeno es 6,89.
En esta realizacion los gases del horno de cal son enviados directamente y en flujos paralelos Gia y G2a a las etapas de deshidratacion FPi y WP, y los gases residuales desplazados Gib y G2b de estas etapas de deshidratacion se recogen y se anaden a la fase de precipitacion PR. Aqrn no hay gases de combustion del horno de cal enviados directamente a la etapa de precipitacion, sino mas bien a traves de dichas etapas de deshidratacion.
En la figura 5 se muestra una realizacion alternativa de la figura 4. En esta realizacion los gases del horno de cal son enviados directamente a la ultima etapa de deshidratacion WP, y los gases residuales desplazados G2b de esta ultima etapa de deshidratacion se recogen y se anaden a una etapa de deshidratacion anterior, aqrn FPi. Los gases residuales desplazados Gib de esta etapa de deshidratacion precedente se recogen y se anaden a la etapa de precipitacion PR. Aqrn no hay gases de combustion del horno de cal enviados directamente a la etapa de precipitacion, sino mas bien a traves de la utilizacion en dichas etapas de deshidratacion y a contracorriente del flujo de lignina a traves del proceso.
Como podra entenderse a partir de estos ejemplos de realizaciones, la alimentacion directa y/o alimentacion indirecta a la etapa de precipitacion a traves de las etapas de deshidratacion de los gases de combustion del horno de cal podna implementarse en cualquier proporcion posible.
Un procedimiento adicional para la estabilizacion de la lignina durante el proceso de 2 etapas es, en combinacion con una disminucion de pH, ajustar la fuerza ionica en la fase de suspension, preferiblemente con iones de metales alcalinos multivalentes o iones de metales alcalinoterreos (por ejemplo calcio). A un pH dado, una fuerza ionica mas alta en la etapa de suspension reduce las perdidas de rendimiento de lignina. Aqrn tambien la fuerza ionica y el pH del agua de lavado se correspondenan esencialmente con las condiciones en la etapa de suspension para evitar gradientes durante el proceso de lavado. Una fuerza ionica mas alta en la suspension y en el agua de lavado da una lignina estable y un alto rendimiento de la lignina incluso a valores a pH- en el intervalo acido superior.
Una desventaja de las soluciones descritas es que el filtrado acido de las etapas de deshidratacion contiene una gran cantidad de azufre, y si estos filtrados acidos se envfan a la isla de reciclaje el azufre terminara en las cenizas de la caldera de recuperacion y el equilibrio de azufre se vera afectado, necesitando una carga compensatoria de sodio fresco con el fin de restablecer el correcto equilibrio de azufre.
En la figura 6 se refiere el proceso Lignoboost divulgado con el proceso inventivo de eliminacion de azufre. En la mayona de las partes que aqrn se muestran, las etapas basicas se describen en las figuras anteriores, pero aqrn se da a conocer como el proceso Lignoboost esta conectado a las operaciones de recuperacion, es decir, las etapas de evaporacion 2 a 7 que reciben licor negro, BLdig, de un digeridor. El licor negro original BLin que se manejara en el sistema Lignoboost se extrae despues de la etapa de evaporacion 2 y normalmente tiene una concentracion de materia seca de aproximadamente 42% y un pH de aproximadamente 13. Preferiblemente solo una parte del flujo total es desviado al proceso Lignoboost. Segun los ultimos hallazgos el proceso de precipitacion se divide en al menos 2 fases en dos torres en serie, utilizando una primera torre de precipitacion PR1 en la que el objetivo principal es reducir el nivel de pH hacia un punto de partida para la precipitacion de partfculas de nucleo de lignina. Preferiblemente esta torre tiene un relleno aleatorio con cuerpos de relleno, tales como anillos Rachig, aumentando el area de la superficie de contacto entre el acidificante y el licor negro. Tfpicamente, el pH se reduce hasta aproximadamente 11,5 en la primera torre. En la segunda torre PR2 se implementa la reduccion final del pH y la mayor parte de la lignina precipita aqrn y por lo tanto esta torre es de un diseno abierto que permita al precipitado de lignina vaciarse a su traves. El pH al final de esta segunda torre es de aproximadamente 11 y, por lo tanto, todavfa alcalino. El licor negro con su contenido de precipitado de lignina se reenvfa a un aparato de deshidratacion posterior, FP1, que filtra el precipitado de lignina como una torta, la flecha hacia abajo en la figura, y la fase lfquida restante BLout del licor negro original acidificado se envfa de nuevo a las etapas finales de evaporacion 1a-1b-1c. La torta de lignina es transportada por cintas transportadoras hasta un recipiente de mezcla en el que la torta de lignina se suspende en una solucion de acido fuerte que establece un nivel de pH por debajo de 5 y manteniendo la suspension de lignina acidificada en este estado de suspension durante al menos 2 minutos en un tanque de retencion RT. Finalmente, la suspension de lignina acidificada se envfa a un aparato de deshidratacion FP2, en el que una segunda torta de lignina LP se filtra fuera de la fase lfquida acida (FL1). De acuerdo con el metodo de la invencion la fase lfquida acida FL1 se somete a un proceso de eliminacion de azufre en el que un compuesto que contiene calcio, aqrn CaCO3, se anade a la fase lfquida acida en un recipiente de mezcla, con lo que el azufre en la fase lfquida acida reacciona con el compuesto de calcio formando yeso solido, CaSO4. El yeso solido se separa despues de la fase lfquida acida en un aparato de deshidratacion, que puede incluir la adicion de agua de lavado. El yeso solido deshidratado y preferiblemente lavado WG se purga y la fase lfquida acida restante FL2 con menor contenido en azufre se envfa a la recuperacion qmmica y, preferiblemente, como se muestra, se mezcla en el flujo de licor negro BLdig del digeridor. El yeso purgado podna ser vendido como material de base para la produccion de placas de yeso u otros usos, o incluso ser enviado al vertedero.
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Cuando se anade CaCO3 a la fase Uquida acida FL2 el pH aumentara hasta aproximadamente 12, incluso aunque la fase lfquida acida tenga un nivel de pH inicial de aproximadamente 2. A tal nivel alto de pH 12, la solubilidad del yeso CaSO4 aumentara y con el fin de promover la formacion de una fase solida de yeso debe anadirse acido, preferiblemente un acido organico tal como acido acetico, acido formico o acido cftrico, y en una cantidad tal que el nivel de pH se mantenga en aproximadamente 5. Sin embargo, la formacion de yeso todavfa puede ser significativa, hasta un pH de aproximadamente 8, pero mejor aproximadamente pH 5. Otro efecto ventajoso es que dioxido de carbono se forma en el proceso de eliminacion de azufre y en una cantidad tal que corresponde aproximadamente al 25-30% de la necesidad de CO2 en la fase de precipitacion.
En la figura 7 se muestra una instalacion alternativa del sistema mostrado en la figura 6, pero que indica fuentes alternativas de acidificante para la etapa de precipitacion similares a las mostradas en las figuras 1-5. Aqm se indica que los gases del horno de cal Gia pueden ser enviados a la primera torre de precipitacion PR1, y que los gases ventilados procedentes de la etapa de suspension en el tanque de retencion RT pueden ser enviados a segunda torre de precipitacion PR2.
Ejemplo
En la siguiente tabla se muestran los costes de los productos qmmicos anadidos al proceso Lignoboost utilizando diferentes soluciones de proceso en una planta piloto.
En la solucion Original Lignoboost solamente se utilizan productos qmmicos frescos de un fabricante de productos qmmicos, es decir, dioxido de carbono concentrado (CO2) como acidificante para la etapa de precipitacion y acido sulfurico (H2SO4) para las etapas de limpieza acidas. Los costes de carga qmmica son aproximadamente 132,6 dolares por tonelada de lignina producida.
En la siguiente columna tambien los gases de ventilacion procedentes de la etapa de suspension, RT(gas), son tambien recirculados como gas de acidificacion a la etapa de precipitacion, siendo el resto de condiciones iguales a Original Lignoboost. El coste para el CO2 cae desde aproximadamente 33 hasta aproximadamente 23 dolares por tonelada de lignina producida, es decir, casi el 30%. Sin embargo el importe total de carga qmmica sigue siendo relativamente alto en 122,6 dolares por tonelada de lignina producida.
En la tercera columna se implementa el procedimiento de eliminacion de azufre de la invencion, GP, ademas de ventilar los gases procedentes de la etapa de suspension, RT (gas), como gas de acidificacion a la etapa de precipitacion, siendo condiciones iguales a Original Lignoboost. Lo que se puede ver aqm es que la necesidad de la adicion de sodio, NaOH, a fin de mantener el balance de azufre se reduce de 81,9 dolares por tonelada de lignina a ningun coste en absoluto. En las soluciones de procesos anteriores este ajuste de sodio constitma un 61-66% de los costes totales de produccion de lignina. Mediante la modificacion del procedimiento de la invencion, el coste total de la carga qmmica se reduce a unos 77 dolares por tonelada de lignina producida, es decir, una reduccion de aproximadamente el 38-42%.
En la cuarta columna final tambien los gases de ventilacion, GP(gas), del proceso de eliminacion de azufre se ventilan y se utilizan como gas acidificante en la etapa de precipitacion. Los costes de CO2 se reduciran asf de 23,23 dolares por tonelada de lignina a 9,7 dolares por tonelada de lignina, es decir, una reduccion de costes de alrededor del 59%. Mediante esta modificacion del proceso de la invencion el importe total de carga qmmica se reduce hasta unos 64 dolares por tonelada de lignina producida, lo cual supone menos del 50% del coste por el uso de la solucion del proceso Original Lignoboost.
“Original Lignoboost” RT(gas) RT(gas) + GP RT(gas) + GP + GP(gas)
CO2
33,18 23,23 23,23 9,7
H2SO4
17,48 17,48 17,48 17,48
NaOH
81,9 81,9 0 0
CaCO3
n.a. n.a. 14 14
CaSO4
n.a. n.a. 4 4
Acido formico
n.a. n.a. 20 20
I Costes de produccion en dolares/toneladas de lignina
132,6 122,6 77,8 64,4
Entonces, si los gases del horno de cal se utilizan tambien como fuente de CO2 para la etapa de precipitacion, el coste del CO2 se podna reducirse significativamente o incluso evitarse por completo.
Debera tenerse en cuenta que solo se busca una parte del contenido de lignina para la precipitacion, ya que el licor negro residual BLout se envfa al proceso de recuperacion convencional, y por lo tanto se necesita una cierta cantidad de lignina con el fin de mantener algunos de los contenidos de combustible, es decir, el valor calonfico, para la caldera de recuperacion. Por lo tanto, es importante que el licor negro residual despues del proceso de 5 precipitacion sea todavfa alcalino y no anadir problemas en el proceso de recuperacion subsiguiente. El proceso Lignoboost resulta asf ideal para las fabricas sobrecargadas donde las operaciones de recuperacion en la planta de evaporacion o en la caldera de recuperacion han alcanzado su lfmite operativo, y se necesita mas capacidad para el manejo de volumenes crecientes de licor negro. En lugar de esto, podna aumentarse la capacidad del proceso de fabricacion de pasta, y el aumento del volumen de licor negro se compensa con un proceso complementario 10 produciendo un combustible “verde” de gran valor.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    Reivindicaciones
    1. Metodo para la separacion de la lignina del licor negro original (BLin) que se maneja en las operaciones de
    recuperacion de productos qmmicos con etapas de evaporacion que reciben licor negro de un digeridor, teniendo
    dicho licor negro original un primer valor de pH, que comprende las siguientes fases en secuencia:
    una primera etapa de precipitacion (PR) en la que se anade una carga acidificante al licor negro original con el fin de disminuir el valor del pH del licor negro original a un segundo nivel de pH de inicio de la
    precipitacion de lignina en la que dicho segundo nivel de pH esta por encima de pH 7 y por debajo de 11,5,
    seguida de una fase de separacion (FP1) en la que la lignina precipitada se separa como una torta de lignina de la fase lfquida restante del licor negro original acidificado, y la que dicha fase lfquida restante del licor negro original acidificado es enviada de nuevo a las operaciones de recuperacion qmmica, suspension de la torta de lignina en una solucion de acido sulfurico fuerte estableciendo un nivel de pH por debajo de 5 y mantenimiento de la suspension de lignina acidificada en este estado de suspension durante al menos 2 minutos,
    deshidratacion de la suspension de lignina acidificada (FP2) obteniendo una segunda torta de lignina (LP) y al menos una fase lfquida acida (FL1), caracterizado porque
    la fase lfquida acida (FL1) se somete a un proceso de eliminacion de azufre en el que se anade un compuesto de calcio a la fase lfquida acida, por lo que el azufre en la fase lfquida acida reacciona con el compuesto de calcio formando yeso solido, separando el yeso solido (WG) de la fase lfquida acida y purgando dicho yeso de las operaciones de recuperacion qmmica, mientras se envfa la fase lfquida acida restante (FL2) con menor contenido de azufre a las etapas de evaporacion en las operaciones de recuperacion qmmica.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el compuesto que contiene calcio es carbonato de
    calcio y porque se forma dioxido de carbono durante la reaccion y en el que al menos una parte del dioxido de
    carbono liberado en el proceso de eliminacion de azufre se utiliza como parte de la carga acidificante anadida al licor negro original.
  3. 3. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el compuesto que contiene calcio es el acetato de
    calcio y porque se forma dioxido de carbono durante la reaccion y en el que al menos una parte del dioxido de
    carbono liberado en el proceso de eliminacion de azufre se utiliza como parte de la carga acidificante anadida al licor negro original.
  4. 4. Metodo segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizado porque en el proceso de eliminacion de azufre se anade acido a fin de mantener acido el proceso de eliminacion de azufre y disminuir la solubilidad del yeso.
  5. 5. Metodo segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el proceso de eliminacion de azufre se mantiene a un pH en el rango 4-8.
  6. 6. Metodo segun la reivindicacion 5, caracterizado porque el acido anadido al proceso de eliminacion de azufre es un acido organico.
  7. 7. Metodo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque el acido organico es acido acetico o acido formico o acido cftrico.
  8. 8. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el yeso solido separado se lava con el fin de eliminar cualquier azufre residual del yeso solido.
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