CONTROLE AMBIENTAL NA
INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL
Contextualização
“Fabricação de celulose”
processo “químico”
digestão da celulose
tratamento com solução química
dissociação de 50% de seus componentes
separação de fibras e remoção de substâncias indesejáveis
processo kraft
1
Poluição atmosférica
• Resolução CONAMA 05 de 15/06/1989
– Institui o PNQA
• Resolução CONAMA 03 de 28/06/1990
– Limites máximos de emissão para qualquer fonte
poluidora
Emissões Atmosféricas no Processo Kraft
Principais Poluentes Aéreos
1)
2)
3)
4)
5)
Material Particulado (MP)
Compostos de Enxofre Total Reduzido (TRS)
Óxidos de Enxofre e Nitrogênio (SOx,NOx)
Cloro e Dióxido de Cloro
Compostos Orgânicos Voláteis (VOC)
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Emissões Atmosféricas no Processo Kraft
• Controle complexo
• 4 principais gases:
–
–
–
–
Dimetil sulfeto;
Dimetil dissulfeto;
Sulfeto de hidrogênio
Metil mercaptana
• Três grandes grupos:
- Materiais particulados;
- Compostos reduzidos de enxofre;
- Outros gases
1) Material Particulado (MP)
• Partículas microscópicas (<30 µm)
• Importância:
– penetram no sistema respiratório, podendo causar
danos a saúde humana
• Fontes:
– caldeira de recuperação (Na2SO4,Na2CO3),
– caldeira de biomassa,
– forno de cal,
– tanque dissolução de fundidos
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1) Material Particulado (MP)
• Partículas microscópicas (<30 µm)
• Importância:
– penetram no sistema respiratório, podendo causar
danos a saúde humana
• Fontes:
– caldeira de recuperação (Na2SO4,Na2CO3),
– caldeira de biomassa,
– forno de cal,
– tanque dissolução de fundidos
2) Enxofre Total Reduzido (TRS)
• Compostos:
– H2S, CH3SH, CH3SCH3, CH3S2CH3
• Importância :
– odores a concentrações extremamente
baixas
• Fontes:
– digestores,
– evaporadores,
– caldeira de recuperação
4
2) Enxofre Total Reduzido (TRS)
• Formação tem início com o ataque dos íons hidrossulfetos
e dos íons sulfetos aos grupos metoxilas da lignina:
• LigOCH3 + HS → CH3SH + LigO• LigOLigOCH3 + S-- → CH3S- + LigO• CH3SH + OH→ CH3S- + H2O
• LigOCH3 + H3S→ CH3SCH3 + LigO• 2 CH3SH + ½ O2
→ CH3SSCH3 + H2O
• 2 CH3SH
→ CH3S CH3 + H2S
• CH3SCH3 + OH
→ CH3S- + CH3OH
• CH3SCH3 + OH→ CH3S- + CH3OH
Emissão de ERT
•
•
•
•
•
•
Fonte Emissão,
Lavagem e depuração
Evaporadores
Caldeira de recuperação
Tanque de dissolução
Forno de cal
m3/tsa
2.500
10
10.000
600
1100
5
OUTROS GASES
3) Óxidos de Enxofre e Nitrogênio
• Compostos:
– SO2,NOx
• Importância:
– danos no trato respiratório humano,
– corrosão,
– danos a vegetação
• Fontes:
– SO2: caldeira de recuperação, caldeira de biomassa,
forno de cal
– NOx: forno de cal , caldeira de biomassa, caldeira de
recuperação
OUTROS GASES
4) Cloro e Dióxido de Cloro
• Importância:
– corrosão, tóxicos à saúde humana
• Fontes:
– plantas de branqueamento
6
OUTROS GASES
5) Compostos Orgânicos Voláteis (VOC)
• Compostos:
– álcoois, terpenos, fenóis
• Importância:
– tóxicos,
– reações fotoquímicas na atmosfera com produção
de ozônio
• Fontes:
– digestores,
– evaporadores
Fontes de Emissão dos Poluentes Aéreos
MP,
TRS,
SO2
Caldeira de
Recuperação
MP,
SO2,
NOX
Caldeira de
Biomassa
MP,
TRS
MP,
TRS,
SO2,
NOX
Tanque de Forno de
Dissolução
Cal
Cl2,
ClO2
Branqueamento
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Fontes de Emissão dos Poluentes Aéreos
EMISSÃO
FONTE PRIMÁRIA
FONTE SECUNDÁRIA
Compostos Reduzidos
de Enxofre
Digestor
Evaporador de múltiplo efeito
Caldeira de recuperação
Tanque de dissolução
Forno de cal
Depuradores de lavagens da polpa
Silos de cavaco quando aquecidos
Tanques de caustificação
MP
Caldeira de recuperação
Forno de cal
Tanque de dissolução
Caldeira de geração devapor
Poeiras das operações de
descascamento
Picador
Armazenagem e combustão de
resíduos combustíveis
Dióxido de Enxofre
Caldeira de geração de vapor
Secagem da celulose
Caldeira de recuperação
Forno de cal
Incinerador para queima de gases
Equipamentos para o Controle das Emissões
Atmosféricas
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Classificação
• Quanto à eficiência
varia de 50 a 99,9% de remoção
tamanho da partícula
• Quanto ao estado físico do poluente
coletores secos
coletores úmidos
coletores de gases e vapores
Seleção do Equipamento
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Equipamentos de Controle mais Utilizados na
Indústria de Celulose
• Material Particulado (MP)
– Precipitadores eletrostáticos, lavadores de gases,
ciclones (associados ou não), filtros de manga
• Enxofre Total Reduzido (TRS)
– Incineração (forno de cal, caldeira de biomassa,
caldeira de recuperação)
• Óxidos de Enxofre e Nitrogênio
– condições operacionais, lavadores de gases
• Cloro e Dióxido de Cloro
– Lavadores de gases
• Filtro de manga
•
Princípio de operação - partículas
• removidas por barreira física, atração eletrostática
•
eficiência de remoção 99% a 99,5%
•
Mecanismos de remoção
•
impacto inercial / interceptação
•
coagem– material acumulado no
• tecido age como filtro
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Multiciclones
• Vantagens
– Mais eficientes:
remoção de
particulados: 90%
– Menor custo
– Menor área ocupada
• Desvantagens:
–
–
–
–
Entupimento frequente
Manutenção mais intensa
Substituição gradativa
Não alcançam metas
ambientais
• Ciclones
• Princípio de operação
gás contaminado entra
tangencialmente forçando sua
tangencialmente, trajetória em ciclone
•
força centrífuga leva as partículas
contaminantes para o exterior do
vórtice onde colidem com a parede
do coletor e caem para poço coletor
no fundo
•
eficiência de 50-90%
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Precipitadores Eletrostáticos
• Mecanismo: ionização de gases – força
eletrostática
–
–
–
–
indução por meio de campo elétrico
íons formados aderem-se a partículas de poeira
poeira é removida do fluxo gasoso
limpeza: pratos raspadores
• Eficiência: 99,5-99,8%
• Uso crescente em celulose e papel
Precipitadores Eletrostáticos
• Princípio de operação – corrente direta negativa
aplicada ao eletrodo criando descarga de elétrons de
alta velocidade que ioniza gás, que por sua vez
carrega partículas; partículas carregadas são atraídas
para placas coletoras
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lavadores de gases
• Princípio de operação – contaminantes sólidos são
transferidaspara um líquido, utilizando o princípio de
separação dos ciclones
•
eficiência > 95%
Incineradores
• Mecanismo: combustão
• Ideal para gases e vapores orgânicos
• Eficiência:
– Temperatura da câmara de incineração
– Tempo de residência dos poluentes
– Turbulência
– Velocidade dos gases
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Incineradores
Monitoramento das Emissões Aéreas
• Estações de Qualidade do Ar
– Material Particulado: Amostrador de grandes volumes
(Hi-vol)
– SO2: Amostrador de pequenos volumes (método
peróxido de hidrogênio)
• Amostragem nas Fontes Estacionárias
– Amostragem contínua (TRS, SO2 , NOx, Opacidade)
– Amostragem eventual (MP, Cl2, ClO2)
• Rede Humana de Monitoramento – FIBRIA/CENIBRA
– Odor
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