PT101490B - Processo para a purificacao de gases de escape de um incinerados dos gases odoriferos numa fabrica de celulose pelo processo do sulfato - Google Patents

Description

“Processo para a purificação dos gases de escape de um incinerador dos gases odoríferos numa fábrica de celulose pelo processo do sulfato

A presente invenção refere-se a um processo para a purificação de gases de escape do incinerador dos gases odorífero numa fábrica de celulose pelo processo do sulfato, sendo o referido método do tipo descrito no preâmbulo da reivindicação 1 em anexo.

O processo sulfuroso de uma fábrica de celulose pelo processo do sulfato produz como subproduto quantidades importantes de compostos sulfurosos no estado gasoso tais como o ácido sulfídrico e o dimetil-mercaptano. Para se eliminar os problemas do odor, esses gases conhecidos pela designação de gases odoríferos, são incinerados num incinerador especial, daí resultando a produção de dióxido de carbono, água e dióxido de enxofre. Para se eliminar as descargas de enxofre provocadas pelos gases de escape de um incinerador, submete-se o dióxido de enxofre, numa depuradora a jusante do incinerador, à acção de uma solução de hidróxido de sódio e introduz-se no ciclo químico da fábrica a solução resultante de sulfito de sódio e de sulfato de sódio. De um modo geral remove-se o excesso de enxofre do processo químico, por exemplo, lançando o pó de sulfato de sódio directamente num sistema aquoso.

O hidróxido de sódio utilizado como produto químico de neutralização é responsável por uma parcela de valor importante na neutralização dos gases de escape. Calculouse que numa fábrica que produza 500 000 toneladas de pasta de papel por ano os custos dos produtos químicos, quando se utiliza lixívia, representa anualmente cerca de 15 milhões de FIM. Isto corresponde aproximadamente à neutralização de 500 quilogramas de enxofre por hora. O sulfato de sódio que é necessário remover do ciclo químico é solúvel em água e o método vulgar para a sua remoção tem sido a sua dissolução em água que é depois lançada no esgoto.

Constitui um objectivo da presente invenção proporcionar um processo economicamente melhor para a purificação dos gases de escape sem que seja necessário introduzir grandes modificações no processo. Para se conseguir tal objectivo, o processo da presente invenção caracteriza-se principalmente pelo que se encontra especificado na cláusula de caracterização da reivindicação 1 em anexo. O neutralizador utilizado numa depuradora dos gases de escape é constituído por um composto calcário alcalino, isto é, a questão tem a ver com uma depuradora normal que funciona com cálcio. Conjuntamente com o dióxido de enxofre, a reacção produz um derivado de cálcio, isto é, sulfito de cálcio e/ou sulfato de cálcio, o qual é introduzido no sistema de tratamento de esgotos de uma fábrica deste tipo. Depois, a maior parte dos derivados de cálcio dissolve-se nas águas residuais sendo possível a sua remoção do processo com relativa facilidade sem que haja outros investimentos substanciais em equipamento.

A presente invenção abrange dois aspectos que conjuntamente representam um conceito inventivo:

A lixívia anteriormente utilizada numa fábrica de celulose de sulfato é substituída por um composto calcário. Isto é novo no que respeita às fábricas de celulose pelo processo do sulfato que até ao presente têm recorrido à utilização de lixívia (NaOH) a qual é fácil de obter no processo químico de uma fábrica deste tipo.

os derivados de cálcio produzidos na purificação são transportados para um sistema de esgoto. Quando se utiliza compostos calcários num processo de purificação dos gases de escape, o sulfito de cálcio e/ou o sulfato de cálcio são previamente removidos em vez de serem descarregados num volume muito maior de água residual que contem também materiais provenientes de outros processos.

As reivindicações 2-6 anexas, não independentes, revelam algumas variantes alternativas e preferenciais deste processo. O derivado de cálcio pode ser levado para o tanque de pré-sedimentação da água residual que contem a pasta de papel numa fábrica de celulose pelo processo do sulfato para uma posterior remoção em conjunto com as lamas residuais. O sulfito de cálcio é um produto da reacção directa do

dióxido de enxofre e de um composto calcário e pode ser oxidado para originar sulfato de cálcio o qual é mais solúvel em água. O composto calcário utilizado pode ser qualquer composto de cálcio alcalino inorgânico tal como o calcário natural ou ainda os derivados carbonato de cálcio (CaCO₃), óxido de cálcio (CaO) ou hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂).

A presente invenção vai agora ser descrita mais pormenorizadamente tomando-se como referência os desenhos anexos nos quais as figuras representam:

A fig. 1 representa um diagrama do processo que ilustra a purificação dos gases de escape com o processo da presente invenção, e

A fig. 2 representa um sistema de tratamento de esgotos incorporado no processo da presente invenção.

A Fig. 1 ilustra um processo, incluindo uma depuradora 1 dos gases de escape que é alimentada com os gases de escape que contêm dióxido de enxofre provenientes de um incinerador através de uma conduta 2. A depuradora 1 está dotada de sistemas convencionais de circulação 3 por onde circula a água de lavagem, sendo o líquido de lavagem transportado para a secção superior da depuradora e reintroduzido na circulação na secção do fundo da depuradora. Alimenta-se a depuradora com líquido de lavagem renovado através de uma conduta 4 e a solução de lavagem consumida que contem impurezas é eliminada do processo através de uma conduta 5.

O processo incorpora um mecanismo 6 de distribuição do calcário natural o qual é constituído por um tanque de alimentação e por uma transportadora roscada que fornece o calcário natural finamente pulverizado ao tanque 7 de mistura. O tanque de mistura é alimentado com água e a massa calcária obtida para uma determinada concentração da mistura vai alimentar a depuradora 1 através da conduta 4.

Na depuradora o cálcio reage, de forma já conhecida, com o dióxido de enxofre produzindo sulfito de cálcio, algum do qual é oxidado originando sulfato de cálcio consoante o teor em oxigénio doas gases de escape.

As lamas residuais resultantes constituídas por sulfito de cálcio / sulfato de cálcio são eliminadas da depuradora através da conduta 5 para o sistema de tratamento de esgotos de uma fábrica. A Fig. 2 ilustra esquematicamente os locais para onde as lamas residuais podem ser transportadas. As lamas podem ser transportadas conjuntamente com a água residual 8 do processo de fabrico que contem pasta de papel para um tanque de pré-sedimentação 9 seguindo-se o tratamento dessas lamas residuais 10. Também é possível orientar as referidas lamas residuais para um tanque de arejamento 11 o qual fica situado a jusante do tanque de pré-sedimentação 9 e o qual é alimentado com outras águas residuais 15 de uma trituradora, independentes das águas residuais 8 que contêm pasta de papel. A questão tem a ver com um tanque de arejamento incorporado na instalação industrial das lamas residuais activadas de uma fábrica de celulose pelo processo do sulfato, em que o sulfito de cálcio fracamente solúvel, através da acção do oxigénio contido no ar fornecido ao tanque, oxida para proporcionar gesso ou sulfato de cálcio mais solúvel em água. O gesso resultante pode ser separado num tanque de sedimentação secundário 12 a jusante do tanque de arejamento 11 no sistema de tratamento de esgotos, donde é finalmente transportado para o sistema de tratamento de lamas residuais 10. Uma vez que os derivados de cálcio são transportados num grande volume de águas residuais provenientes de uma fábrica de celulose pelo processo do sulfato, também é possível que a maior parte do sulfato de cálcio se dissolva e apenas uma porção menor termine no tratamento de lamas residuais. Sendo assim, vai existir sob uma forma de solução em conjunto com água purificada cuja descarga se processa a jusante do tanque secundário de sedimentação 12.

Outra possibilidade de oxidar o sulfito de cálcio para originar sulfato de cálcio consiste em introduzir na secção do fundo da depuradora 1 ar ou oxigénio através de um tubo conforme representado na figura 1. Deste modo, as lamas residuais de sulfato de cálcio que foram obtidas podem ser conduzidas para os mesmos locais no sistema de esgotos conforme anteriormente descrito.

É possível efectuar um cálculo sobre os custos de neutralização quando se utiliza por exemplo, calcário natural numa fábrica que produza 500 000 toneladas de pasta de papel por ano, que permite determinar em termos gerais cerca de 4,5 milhões de FIM por ano, podendo consequentemente a poupança conseguida ser de cerca de 10 milhões de FIM/ano. As grandes quantidades de água utilizadas numa fábrica de celulose pelo processo do sulfato facilitam o tratamento dos derivados de cálcio produzidos na neutralização pelo que não são necessárias as instalações independentes de tratamento podendo esses compostos ser tratados com o equipamento existente tais como os arejadores, os tanques de sedimentação e as prensas para as lamas residuais. Do mesmo modo, a quantidade de derivados de cálcio provenientes da depuradora não afectam o sistema de tratamento de esgotos uma vez que as águas residuais são sempre neutralizadas com o cálcio.

A presente invenção não se limita aos aspectos revelados na descrição precedente dos diagramas, podendo ser modificada no âmbito do conceito inventivo especificado nas reivindicações anexas. O calcário natural introduzido no tanque de mistura 7 pode ser substituído por qualquer outro composto inorgânico derivado de cálcio. O líquido de limpeza também pode ser constituído por uma solução de cal diluída nas águas residuais segundo o princípio dos lotes ou de acordo com um fraco regime de reciclagem. Sendo assim, o excesso de cálcio contido na solução a jusante da depuradora 1 pode servir também como agente de neutralização no sistema de tratamento de esgotos de uma fábrica. Além disso, é possível utilizar derivados de cálcio alcalinos contidos nas cinzas, especialmente nas partículas incombustíveis poluentes de um digestor de uma fábrica de celulose pelo processo do sulfato conforme anteriormente descrito.

Claims (6)

1. Processo para a purificação dos gases de escape de um incinerador dos gases odoríferos numa fábrica de celulose pelo processo do sulfato em que os gases de escape que contêm dióxido de enxofre são purificados pela introdução de um neutralizador numa depuradora (1) dos gases de escape, reagindo esse neutralizador com o dióxido de enxofre, caracterizado pelo facto de esse neutralizador ser constituído por um composto calcário alcalino e pelo facto de o derivado de cálcio produzido na reacção com o dióxido de enxofre ser removido (5) da depuradora (1) dos gases de escape para ser introduzido no sistema de tratamento de esgotos (9, 10, 11, 12) existente na fábrica.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o derivado de cálcio ser conduzido para um tanque de pré-sedimentação (9) para as águas residuais que contêm pasta de papel, sendo esse composto parcialmente descarregado em conjunto com as lamas residuais.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o sulfito de cálcio produzido na reacção ser oxidado para proporcionar sulfato de cálcio através da introdução de oxigénio no sulfito de cálcio.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o meio gasoso que contem oxigénio ser introduzido (14) na depuradora (1) dos gases de escape para oxidar o sulfito de cálcio originando sulfato de cálcio na depuradora.

5. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o derivado de cálcio produzido na reacção ser introduzido num tanque (11) de arejamento das águas residuais onde o sulfito de cálcio vai oxidar para proporcionar sulfato de cálcio.

6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5 caracterizado pelo facto de o composto calcário alcalino ser seleccionado entre calcário natural, CaCO3, CaO, Ca(OH)2 ou uma sua combinação.