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http://hdl.handle.net/10773/23039
Title: | Branqueamento curto O-ECF de pasta kraft de Eucalyptus globulus |
Author: | Rodrigues, Patrícia Castellano de la Câmara Novo |
Advisor: | Portugal, Inês Barata, Paulo |
Keywords: | Engenharia de produção Indústria do papel Pasta Kraft - Branqueamento Processos de fabrico |
Defense Date: | 2002 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | O objectivo deste trabalho consistiu na identificação e comparação das
sequências de branqueamento mais recentemente implementadas em
fábricas de pasta kraft com pré-deslenhificação por oxigénio e na
avaliação laboratorial de um determinado conjunto de sequências de modo
a seleccionar aquela com maior potencial de implementação na Fábrica de
Pasta da Portucel em Setúbal.
Após caracterização sumária da evolução dos processos de
branqueamento, realizou-se um levantamento das sequências de
branqueamento adoptadas em fábricas novas ou resultantes de alterações
em fábricas existentes, dando ênfase à situação escandinava e às
principais fábricas que processam madeira de eucalipto no Brasil e na
Península Ibérica. O levantamento revelou uma apreciável diversidade de
alternativas O-ECF e O-TCF, envolvendo a aplicação de peróxido de
hidrogénio, ozono, quelantes, hidrólise ácida e, de forma menos comum,
ácido peracético e enzimas. As sequências ECF constituem a opção
preferida, nomeadamente as sequências ECF “light”, caracterizadas por
um reduzido número de estágios e por baixos consumos de dióxido de
cloro. Compararam-se casos de implementação industrial de sequências
O-ECF e O-TCF com peróxido de hidrogénio e/ou ozono, focando-se
também a questão do circuito de filtrados.
Para avaliação laboratorial seleccionou-se um conjunto de sequências
O-ECF com peróxido pressurizado utilizando pasta kraft de
Eucalyptus globulus: O-D0-EOP-D1, O-D0-EOP-D1-D2, O-D0-E1-D1-EOP e,
como referência experimental, O-D0-E1-D1-D2. Definiu-se como objectivo
de brancura 90 %ISO e compararam-se os consumos de dióxido de cloro
e peróxido de hidrogénio, os custos dos químicos e de investimento e a
qualidade da pasta obtida nas diversas sequências. Seleccionou-se a
sequência O-D0-EOP-D1-D2 por apresentar maior potencial para a redução
dos custos dos químicos, mesmo para um objectivo de brancura de
91 %ISO. Este resultado deveu-se, essencialmente, ao posicionamento da
fase EOP no início da sequência, à minimização da carga de dióxido na
fase D0 e de peróxido na fase EOP e à distribuição do dióxido no
branqueamento final por duas fases, D1 e D2.
Testou-se o desempenho da sequência seleccionada em condições de
operação mais próximas das da Fábrica de Pasta de Setúbal. As
alterações de temperatura e tempo de reacção nas fases de dióxido
tiveram como efeito mais significativo um aumento do consumo deste
químico, agravado nos ensaios com supressão da fase D2. A utilização de
pasta mix (com mistura de madeira de eucalipto de espécie diferente de
E. globulus) resultou num acréscimo importante do consumo de químicos,
mas a eficiência de branqueamento e de deslenhificação não revelaram
diferenças significativas face à pasta de E. globulus. Realizou-se um estudo de lavagem da pasta com recirculação de filtrados
em contra-corrente, com base na sequência seleccionada. Os objectivos
foram a avaliação do efeito da lavagem em contra-corrente e a
comparação de dois esquemas alternativos de lavagem: Esquema 1 -
lavagem em contra-corrente dos estágios ácidos e separação do filtrado
da extracção alcalina (HW ? D2 ? D1 ? D0 ? efluente ácido;
HW ? EOP ? efluente alcalino); Esquema 2 - lavagem em
contra-corrente de todos os estágios, com excepção da D0
(HW ? D2 ? D1 ? EOP ? efluente alcalino; HW ? D0 ? efluente
ácido). A comparação dos dois esquemas efectuou-se na perspectiva da
carga enviada para esgoto, da possibilidade de fecho acrescido de
circuitos e das alterações sobre a qualidade da pasta.
Os dois esquemas distinguem-se, essencialmente, pelo isolamento da
lavagem das fases EOP (Esquema 1) ou D0 (Esquema 2), onde o líquido
de lavagem é água quente (HW) e não filtrado recirculado, o que resulta
numa redução dos níveis de CQO e de metais nos filtrados destes
estágios. O Esquema 1 apresenta-se potencialmente vantajoso
relativamente à recirculação do efluente alcalino (EOP) para a lavagem da
pasta crua e para a recuperação de químicos e energia, bem como no que
se refere à recirculação de filtrados dentro do branqueamento. O efluente
ácido (D0) deverá ser enviado para tratamento na ETAR. Uma possível
desvantagem deste esquema é a ocorrência de depósitos de carbonato de
cálcio na fase EOP. Em ambos os esquemas, a lavagem em
contra-corrente conduziu a uma diminuição da brancura final da pasta e ao
aumento do teor de metais na pasta da fase D0
, porém sem
consequências visíveis sobre a eficiência do peróxido no estágio EOP
seguinte. The purpose of this work was to identify and compare bleaching sequences recently implemented in kraft pulp mills with oxygen pre-delignification and to perform a laboratory evaluation of selected sequences in order to recommend a new bleaching sequence for Portucel Setúbal Pulp Mill. After a brief characterization of the evolution of pulp bleaching, a survey of new bleaching sequences is presented, pointing out those implemented in Scandinavia and in eucalyptus pulp mills in Brazil, Portugal and Spain. As this survey showed, there are many different O-ECF and O-TCF alternatives using hydrogen peroxide, ozone, chelants, acid hydrolysis and, less frequently, peracetic acid and enzymes. Most mills prefer ECF sequences, particularly ECF “light”, which are short and have low chlorine dioxide consumption. Mill cases were compared concerning O-ECF and O-TCF sequences with hydrogen peroxide and/or ozone. The filtrate recovery systems were also analysed. A set of O-ECF sequences with a pressurized peroxide stage was chosen for laboratory trials using Eucalyptus globulus kraft pulp: O-D0-EOP-D1, O-D0-EOP-D1-D2, O-D0-E1-D1-EOP and, as a reference, O-D0-E1-D1-D2. The sequences reaching the brightness target 90 %ISO were compared considering chlorine dioxide and hydrogen peroxide consumption, chemical's and investment costs and pulp quality. O-D0-EOP-D1-D2 was selected due to its higher potential for chemical’s costs reduction, even at 91 %ISO. This result can be explained by the EOP position at the beginning of the sequence, the minimal charge of chlorine dioxide in D0 and hydrogen peroxide in EOP and the final bleaching with two dioxide stages. Additional tests were done on the selected sequence bringing closer laboratory and Setúbal Mill conditions. As a result of changing temperature and reaction time in D stages there was an increase in chlorine dioxide consumption, especially when D2 was eliminated. Using mix pulp (E. globulus mixed with another eucalyptus species) led to an increase of chemical consumption, but bleaching and delignification efficiency were similar to E. globulus pulp. |
Description: | Mestrado em Engenharia dos Processos de Produção de Pasta para Papel |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/23039 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DQ - Dissertações de mestrado |
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