Análise da recuperação de sódio a partir das cinzas de caldeiras de recuperação na indústria de papel e celulose

dc.contributor.advisor1Bernardo, André
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/5705402824877708por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9345-3361por
dc.contributor.authorBarros, Maria Julia Castro de Mesquita
dc.date.accessioned2024-10-17T12:05:40Z
dc.date.available2024-10-17T12:05:40Z
dc.date.issued2024-09-19
dc.description.abstractIn recent decades, the pulp and paper industry has grown significantly worldwide in recent decades, with Brazil becoming the second largest producer. In line with this development, the search for cost and environmental impact reduction has become one of the industry's goals. In this context, ash from recovery boilers stands out due to its high generation and the presence of compounds essential to the process, such as sodium carbonate (Na2CO3) and sodium sulfate (Na2SO4). In addition to the salts of interest, ash is also composed of non-processable elements (NPEs), such as chloride (Cl-) and potassium (K+), which represent one of the biggest bottlenecks for the industry, since accumulation within the circuit leads to scale, corrosion and, consequently, changes in adequate operating conditions and reduced production efficiency. To reduce the concentration of NPEs and, simultaneously, ensure satisfactory results for the recovery of sodium salts, leaching or crystallization techniques are used to treat ash. Using electrolyte modeling in the Aspen Plus 2010 process simulator, this study analyzed the purity of the crystals obtained and the adhesion temperature of the deposits at the end of the treatments mentioned above, with the evaluated variables being the concentration of solids (1.1; 1.3, and 1.5), water temperature (35°C and 75°C), ash temperature (90°C and 120°C) and system pressure (0.3 bar and 1 bar). In the leaching process, the optimal operating conditions resulted in the recovery of 92.5% of Na2SO4, 83.2% of Na2CO3, and a sticky temperature in the range of 800 to 850°C. For crystallization, the recovery of sodium sulfate was around 89.7%, in the range of 53.7 to 77.3% for sodium carbonate and a sticky temperature between 750 and 850°C. The results demonstrate that leaching and crystallization techniques are viable and consolidated treatments to ensure operational stability, with higher solids concentration, temperature, and pressure resulting in greater selectivity of the stream of compounds of interest.eng
dc.description.resumoNas últimas décadas, observou-se no cenário mundial o crescimento significativo da indústria de papel e celulose, com o Brasil alcançando a marca de segundo maior produtor. Atrelado a esse desenvolvimento, a busca pela redução de custos e de impactos ambientais se tornou um dos objetivos dessa indústria. Nesse contexto, as cinzas das caldeiras de recuperação se destacam devido à sua elevada geração e à presença de compostos essenciais para o processo, como carbonato de sódio (Na2CO3) e sulfato de sódio (Na2SO4). Além dos sais de interesse, as cinzas também são compostas por elementos não processáveis (NPEs), como o cloreto (Cl-) e potássio (K+), que representam um dos maiores gargalos para a indústria, já que o acúmulo dentro do circuito acarreta em incrustações, corrosão e, consequentemente, em alterações nas condições operacionais adequadas e na redução da eficiência de produção. Com o objetivo de reduzir a concentração dos NPEs e, simultaneamente, garantir resultados satisfatórios para a recuperação dos sais de sódio, são empregadas as técnicas de lixiviação ou cristalização para o tratamento das cinzas. Utilizando a modelagem de eletrólitos no simulador de processos Aspen Plus 2010, este trabalho analisou a pureza dos cristais obtidos e a temperatura de aderência dos depósitos ao final dos tratamentos citados, sendo as variáveis avaliadas a concentração de sólidos (1,1;1,3 e 1,5), temperatura da água (35°C e 75°C), temperatura das cinzas (90°C e 120°C) e pressão do sistema (0,3 bar e 1 bar). No processo de lixiviação, as condições ótimas de operação resultaram na recuperação de 92,5% do Na2SO4, de 83,2% do Na2CO3 e temperatura de aderência na faixa de 800 a 850°C. Para a cristalização, a recuperação do sulfato de sódio foi em torno de 89,7%, na faixa de 53,7 a 77,3% para o carbonato de sódio e temperatura de aderência entre 750 e 850°C. Os resultados demonstram que as técnicas de lixiviação e cristalização são tratamentos viáveis e consolidados para garantir estabilidade operacional, sendo que valores mais altos de concentração de sólidos, temperatura e pressão acarretam em maior seletividade da corrente dos compostos de interesse.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationBARROS, Maria Julia Castro de Mesquita. Análise da recuperação de sódio a partir das cinzas de caldeiras de recuperação na indústria de papel e celulose. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20801.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20801
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQpor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectpapel e celulosepor
dc.subjectrecuperação de sódiopor
dc.subjectTratamento cinzaspor
dc.subjectCaldeiras de recuperaçãopor
dc.subjectPulp and papereng
dc.subjectSodium recoveryeng
dc.subjectAsh treatmenteng
dc.subjectRecovery boilerseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.titleAnálise da recuperação de sódio a partir das cinzas de caldeiras de recuperação na indústria de papel e celulosepor
dc.title.alternativeAnalysis of sodium recovery from boiler ash recovery in the pulp and paper industryeng
dc.typeTCCpor

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