Gasificação do licor negro

 

Setor: Pasta e Papel

Processo: Produção de Pasta

Subprocesso: Recuperação de Químicos e Energia

 

Descrição

O licor negro concentrado é normalmente queimado em caldeiras de recuperação para recuperação de produtos químicos e para produzir vapor de processo e eletricidade no local (através de uma turbina a vapor). A eficiência destas caldeiras é, contudo, baixa (cerca de 65 – 70 %). A gaseificação do licor negro é um processo em que um gás de síntese limpo (syngas) é produzido a partir do licor negro concentrado, convertendo o seu teor de biomassa em portador de energia gasosa. O gás de síntese pode subsequentemente ser utilizado em caldeiras ou em processos de ciclo combinado (utilizando turbinas a gás) para gerar eletricidade no local e/ou processar vapor. A gaseificação produz um gás combustível que necessita de ser limpo para remover impurezas indesejáveis para o sistema elétrico e para recuperar os produtos químicos do cozimento.

As potenciais vantagens da gaseificação de licor negro são a maior flexibilidade de utilização final oferecida por um combustível gasoso, a redução do teor de poluentes atmosféricos e rácios de eletricidade/calor mais elevados nos sistemas de ciclo combinado do que nos sistemas normais de turbinas a vapor da caldeira de recuperação. As potenciais desvantagens da implementação dos sistemas de ciclo combinado incluem os investimentos em energia necessários para obter uma concentração suficiente de sólidos de licor negro e cargas mais elevadas de cal e caustificador (e entradas de combustível associadas) em comparação com os sistemas de caldeira de recuperação Tomlinson. Além disso, como os sistemas de ciclo combinado geram energia elétrica de forma mais eficiente do que os sistemas baseados em turbinas a vapor, a satisfação das necessidades de vapor da instalação pode exigir a utilização de uma maior quantidade de combustível. No entanto, esta utilização adicional de combustível também resulta em mais eletricidade disponível para utilização da instalação ou para exportação para a rede. 1

A gasificação do licor negro já atingiu as fases iniciais de comercialização, mas ainda requer um maior nível de desenvolvimento e implementação. 2

 

Potencial de Poupança de Energia

Os cálculos teóricos mostram que uma gaseificação integrada com ciclo combinado (GICC) baseada no licor negro pode atingir uma eficiência energética de cerca de 30 % calculada sobre o valor térmico do licor negro. Comparada com a eficiência de 12 a 13 % para a caldeira de recuperação convencional, a GICC pode aumentar a produção de energia elétrica em cerca de 900 kWh/ADt, reduzindo simultaneamente a produção de calor em 4 GJ/ADt (sendo superior ao excedente típico numa caldeira Kraft). [6] É estimada uma poupança de combustível de 1,6 GJ/t de pasta de papel para um ciclo completo de gaseificação e ciclo combinado. 3

 

Custos de Investimento

Um estudo estimou que os custos totais de investimento em sistemas de gaseificação para um sistema com 2 720 toneladas de sólidos contidos em líquidos negros por dia seriam de cerca de 224 M$ para sistemas de baixa temperatura e 194 M$ para sistemas de alta temperatura (dólares de 2002). [19] O custo de investimento da tecnologia deverá custar 320 $ por tonelada de produção. O custo de exploração e manutenção está estimado em 6,9 $/t de pasta. 3