MÉTODO PARA EL TRATAMIENTO DE LEJÍA RESIDUAL.

La invención se refiere a un método para el tratamiento de lejía residual procedente de una fábrica de pasta con el fin de recuperar los productos químicos y la energía contenidos en la lejía. La lejía residual en este contexto significa lejía negra y tales lejías residuales que resultan de la cocción de sulfuro de diferentes tipos así como de otros procedimientos de cocción de pasta, que contienen productos químicos de cocción así como sustancias orgánicas disueltas procedentes de material deslignificado. En el proceso de producción de pasta, el material de partida fibroso se cuece en una disolución química de cocción, que en el proceso al sulfato contiene sulfuro de sodio e hidróxido de sodio y en el proceso al sulfito contiene disoluciones de sulfito de diferentes tipos. Durante la cocción, los compuestos orgánicos se disolverán a partir del material de madera, y el más importante de éstos es la lignina que une las fibras de madera entre sí. Tras la cocción, se separan las fibras de la lejía residual formada por los productos químicos de cocción y por las sustancias disueltas procedentes de la madera. En el proceso al sulfato esta lejía se denomina lejía negra, mientras que en los métodos al sulfito su nombre más general es lejía residual. La lejía residual diluida existente tras el lavado se evapora hasta un contenido en materia seca, que puede ser incluso del 70 - 85% dependiendo de la fábrica. También se han presentado diversos métodos de cocción para la separación de las fibras y basados en disolventes orgánicos. Éstos difieren de los procesos al sulfato y al sulfito con respecto a su circulación de productos químicos, entre otras cosas. Hasta la fecha los métodos de cocción basados en disolventes orgánicos no han logrado una posición significativa en la competencia con los métodos al sulfato y al sulfito, que son más eficaces cuando usan tecnología moderna. Tras la planta de evaporación, la lejía residual se procesa quemándola en condiciones controladas en una caldera de lejía residual, que es habitualmente una caldera de recuperación de sosa cuando se usan disoluciones de cocción basadas en sodio. La principal tarea de la caldera de recuperación de sosa es producir condiciones favorables para recoger en una forma de este tipo los productos químicos inorgánicos contenidos en la lejía residual, que tras regeneración pueden usarse de nuevo en el procedimiento de cocción. Otra tarea importante de la caldera de recuperación de sosa es recuperar la energía química contenida en las sustancias orgánicas disueltas procedentes de la madera, que tiene lugar como un procedimiento en caldera de vapor normal. A medida que las sustancias orgánicas se queman, se libera calor a partir de ellas y el calor se usa para producir vapor a alta presión para la producción de electricidad y vapor a baja presión para el uso en el procedimiento. No se necesita una caldera de recuperación de sosa en relación con la cocción basada en disolventes orgánicos, sino que la circulación de productos químicos tiene lugar mediante destilación o mediante algún otro método químico. La sustancia que contiene lignina, a partir de la cual se han separado los productos químicos de cocción, puede quemarse, por ejemplo, en una caldera de lecho fluidizado habitual o en algún otro equipo de quemado. La tecnología de caldera de recuperación de sosa es una muy conservadora. El dispositivo de quemado en cuestión es uno que se parece a la caldera de vapor con una estructura y un funcionamiento que han permanecido fundamentalmente iguales durante décadas. La mejora de la fiabilidad y el aumento de la capacidad mientras que se mantienen los antiguos principios de funcionamiento han sido aspectos importantes en el desarrollo. La caldera de recuperación de sosa es habitualmente el componente más grande y más caro en la fábrica de pasta y sus costes de inversión son de aproximadamente el 15 - 25% del precio total de la fábrica. Puesto que la composición de la lejía residual quemada en la caldera de recuperación de sosa conlleva problemas relacionados con la tecnología de materiales, los valores de vapor producidos en la caldera de recuperación de sosa son bajos en comparación con las calderas de fuerza convencionales, que dan como resultado una escasa razón fuerza-calor desde el punto de vista de la producción de electricidad. Se han presentado disoluciones alternativas para sustituir la caldera de recuperación de sosa, y de éstas la gasificación de lejía negra es la que ha estado más cerca de la implementación comercial. Las patentes FI 82494 y FI 91290 describen ejemplos de métodos para recuperar productos químicos y energía basados en la gasificación de lejía negra. En la patente FI 82494, se gasifica la lejía negra en un reactor de gasificación presurizado a una temperatura de 700 - 1300ºC usando aire u oxígeno como medio de gasificación, mediante lo cual las sustancias orgánicas del lejía negra se convierten completamente en gases. Los productos químicos inorgánicos forman una masa fundida que consiste principalmente en carbonato de sodio y sulfuro de sodio. El calor necesario para las reacciones se produce usando oxígeno en la fase del reactor de gasificación temprana quemar el hidrógeno y monóxido de carbono obtenidos en la gasificación. El gas se enfría, se lava y se usa como combustible para generar vapor y, si es económicamente rentable, para producir energía eléctrica. En la patente FI 91290, se gasifica la lejía negra con la ayuda de aire a una temperatura de 800 - 1200ºC, mediante lo cual los compuestos inorgánicos se recuperan en la fase fundida como compuestos que pueden usarse en el procedimiento de cocción y como energía de los compuestos orgánicos de la lejía negra, energía que está vinculada 2 E02745456 28-11-2011   principalmente a los compuestos químicos de la fase gaseosa. Los gases obtenidos en la gasificación y que contienen compuestos de sodio se dirigen hacia un enfriador de partículas y hacia un filtro, desde los que se devuelve el polvo de sodio al dispositivo de gasificación. El gas limpio se lleva a la turbina de gas. El documento US 3.607.619 da a conocer un procedimiento para el tratamiento de lejía negra por medio de un método denominado hidropirólisis. El procedimiento comprende calentar previamente la lejía negra, cocer la lejía a una temperatura en el intervalo entre 232ºC y 371ºC en ausencia de oxígeno libre añadido a una presión suficiente para prevenir la vaporización de agua para producir coque, gas y un efluente acuoso que contiene sales inorgánicas, y separar los productos así formados unos de otros. El coque puede quemarse para suministrar calor para el procedimiento y recuperar los productos químicos contenidos en el mismo. El documento US 4.135.968 da a conocer un procedimiento de aumento de la capacidad de un horno de recuperación. Se concentra la lejía residual y se divide en dos partes. Se piroliza una parte y el residuo de pirólisis sólido que consiste en residuo de carbonización carbonífero y material inorgánico se transporta hasta un horno de recuperación. Se transporta la otra parte de la lejía residual directamente hasta el horno de recuperación, donde se somete a combustión con dicho residuo de pirólisis. El documento US 5.174.860 da a conocer un procedimiento que comprende pirolizar lejía negra para producir un residuo de carbonización que contiene carbono y sales inorgánicas, reducir el componente de oxiazufre de dicho residuo de carbonización para dar una sal de sulfuro, enfriar el residuo de carbonización, lixiviar el residuo de carbonización enfriado con un líquido de lixiviación acuoso para lixiviar las sales inorgánicas del mismo, y recuperar el líquido acuoso como una lejía verde. Se recuperan los compuestos volátiles procedentes de la pirólisis y la reducción y se someten juntos a combustión en un reactor de lecho fluido. A pesar de las grandes expectativas sobre la comercialización de la gasificación, la práctica ha mostrado que la eficiencia energética del procedimiento de gasificación es más escasa que la de las calderas de recuperación de sosa tradicionales, al menos hasta la fecha. También están relacionadas pérdidas adicionales con la conversión de energía. El gas producto formado por la mezcla de gases combustibles y no combustibles tiene un valor calorífico relativamente bajo. Además, es caro limpiar el gas producto, y la capacidad de utilización de las plantas de gasificación es bastante escasa en el momento actual. La presente invención tiene como objetivo una nueva manera de tratar lejía negra u otra lejía residual del proceso de producción de pasta para lograr el resultado final deseado de un modo económicamente más sensato de lo que se ha logrado con la tecnología de caldera de recuperación... [Seguir leyendo]

1. Método para el tratamiento de lejía residual en una fábrica de pasta, especialmente para el tratamiento de lejía negra, con el fin de recuperar su contenido en productos químicos y energía, que comprende las etapas de: - hacer pasar un flujo (10) de lejía residual desde una planta de evaporación hasta un reactor (1) de pirólisis, - pirolizar la lejía residual en el reactor (1) de pirólisis a una temperatura de 300-800ºC en ausencia de un componente gaseoso externo con el fin de separar los compuestos (12) evaporables del coque (11), permaneciendo dicho coque en un estado sólido, conteniendo los compuestos evaporables agua vaporizada, - recuperar los compuestos (12) evaporables a partir del reactor (1) de pirólisis, caracterizado por - gasificar el coque (11) en un reactor (2) de gasificación a una temperatura de 1000-1400ºC en condiciones tales que los compuestos de azufre contenidos en el coque (11) y que se derivan de la cocción de los productos químicos se reducen a sulfuro de sodio, y - recuperar los gases producto generados mediante gasificación en el reactor (2) de gasificación. 2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque sólo se lleva una parte del flujo (10) de lejía residual que llega de la planta de evaporación al reactor (1) de pirólisis, mientras que se lleva una segunda parte del flujo (10) de lejía residual a una caldera (3) de recuperación de sosa en la que se quema con el fin de recuperar su contenido en productos químicos y energía. 3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se usan los compuestos (12) evaporables separados de la lejía residual en el reactor (1) de pirólisis en la fábrica como combustible en parte o completamente. 4. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se procesan adicionalmente los compuestos (12) evaporables separados de la lejía residual en el reactor (1) de pirólisis. 5. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se usan los gases (14) producto que resultan de la gasificación en la fábrica como combustible en parte o completamente. 6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el reactor (1) de pirólisis es para un procedimiento discontinuo, mediante lo cual comienza un aumento de la temperatura a partir de la temperatura de la lejía residual que llega al reactor, mientras que la temperatura final se elige según los productos finales deseados. 7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el reactor (1) de pirólisis es para un procedimiento continuo. 8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se lleva a cabo la pirólisis en tales condiciones de procedimiento (temperatura, presión, tiempo de residencia, velocidad de calentamiento, etc.), en las que los compuestos (12) evaporables consisten principalmente en gases no condensables. 9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se lleva a cabo la pirólisis en tales condiciones de procedimiento (temperatura, presión, tiempo de residencia, velocidad de calentamiento, etc.), en las que los compuestos (12) evaporables consisten principalmente en aceite de pirólisis. 7 E02745456 28-11-2011   8 E02745456 28-11-2011   9 E02745456 28-11-2011