Las fábricas de pasta de celulosa son notorias por su característico mal olor. Esto se debe al uso de sulfuro de sodio en combinación con el hidróxido de sodio (lejía blanca) para la cocción de las astillas de madera y su conversión en pasta de celulosa. El efecto combinado del sulfuro de sodio e hidróxido de sodio permite una delignificación mucho mas eficaz de la madera en un período relativamente corto, mientras que al mismo tiempo se preserva la resistencia de las fibras de celulosa. Para que el proceso sea económico es necesario que los productos químicos se recuperen y reciclen. De hecho, la mayoría de las fábricas de celulosa llegan a recuperaciones por arriba del 99.9%. Lamentablemente, el sulfuro de sodio empleado en la lejía blanca se combina con compuestos orgánicos y forma compuestos organosulfurados tales como mercaptanos, de muy mal olor. El olor del mercaptano es tan intenso que hace muchos años se añadía al "gas de agua" (una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno para uso doméstico), con el objeto de alertar a la gente de la naturaleza tóxica del gas, ya que el gas de agua puro carece de olor.
Los óxidos de azufre pueden causar problemas muy graves de salud, y solían ser emitidos en grandes cantidades por las plantas de energía eléctrica, antes de la implementación de reglamentos mas severos por parte del gobierno. En los Estados Unidos, así como también en la Unión Europea, las emisiones de óxidos de azufre se han controlado por las autoridades desde hace mas de 30 años. En cambio, la emisión de compuestos de azufre reducidos era de menor magnitud y su regulación vino mucho mas tarde. El control de estas emisiones ha impactado a las fábricas de celulosa Kraft, las cuales representan el grueso de dichas emisiones. En el caso de fábricas de celulosa, aún pequeñas emisiones de sulfuro de azufre o mercaptanos, que se forman cuando los sulfuros reaccionan con un ácido o um compuesto orgánico, pueden causar problemas de salud a los empleados y residentes aledaños, además de los problemas obvios de relaciones públicas.
El personal técnico de Prado & Associates se ha involucrado en el diseño de lavadores de aire de tipo alcalino para la remoción de emisiones de compuestos de azufre reducido en los Estados Unidos y Canadá desde hace muchos años. En el año 1985, el estado de La Florida se convirtió en el primer estado de los Estados Unidos en aprobar legislación para el control de las emisiones de compuestos de azufre reducido. En ese mismo año, Prado & Associates diseñó el primer lavador de aire tipo alcalino para la empresa Georgia-Pacific en Palatka, Florida. Este fue un proyecto muy exitoso, y fue seguido de otros proyectos similares. Desde entonces, Prado & Associates se ha dado a conocer en los mercados norteamericano y europeo por su diseño de lavadores de aire para la remoción de sulfuro de azufre y sulfuros orgánicos.
Además de los lavadores de aire, existen otras tecnologías alternas para el control de emisiones de azufre reducido en las fábricas de celulosa. Uno de ellos consiste en quemar los gases no condensables en la caldera de recuperación o en el horno de cal. Este método resuelve el problema de los gases de azufre reducido, pero crea óxidos de azufre. Dichos óxidos se pueden remover con una solución de hidróxido de calcio. Sin embargo, esta alternativa tiene que ser estudiada para determinar su vialibilidad económica en cada caso.
Las refinerías de petróleo llevan ya muchos años manejando los "gases ácidos". Estos gases consisten en hidrocarburos que contienen cantidades variables de sulfuro de azufre y mercaptanos. Una de sus estrategias para la eliminación de dichos gases consiste en su quema en una antorcha elevada si la cantidad de azufre es pequeña. Sin embargo, esta opción no es atractiva para las fábricas de celulosa, ya que los gases no condensables tienen un contenido calorífico muy limitado y generalmente no contribuirían a la combustión. En aquellas refinerías donde el contenido de azufre en los gases es substancial, es posible usar el proceso Clauss o el de lavadores de aminas para la remoción de los compuestos azufrados, con la producción potencial de azufre puro. Esta opción generalmente no es atractiva para las fábricas de celulosa, ya que se requiere un contenido relativamente alto de compuestos azufrados para justificar la inversión de capital requerida. Por otra parte, las refinerías de petróleo no encuentran atractivo el uso de lavadores de aire tipo alcalino, ya que generan un subproducto de sulfuro de sodio en solución el cual presenta un problema potencial. Sin embargo, a las fábricas de celulosa les conviene la recuperación del sulfuro de sodio, ya que es uno de los ingredientes en la producción de la lejía blanca.
En la mayoría de las fábricas de celulosa Kraft, el uso de los lavadores de aire tipo alcalino es el mas deseable, sobre todo por el costo moderado de inversión y operación. Sin embargo, el diseño y operación de dicho equipo es delicado. Todas la fábricas de celulosa tipo Kraft disponen de un suministro substancial de lejía blanca. Sería muy deseable utilizar este material como agente lavador. Sin embargo, su temperatura y contenido de sulfidez puede limitar su uso. Prado & Associates ha resuelto este problema al combinar dos lavadores en serie. El primero utiliza lejía blanca como agente lavador para remover la mayoría de los compuestos azufrados, pero sin que este nivel de remoción sea aceptable en muchos casos. Entonces proseguimos con un segundo lavador que usa una solución de hidróxido de sodio la cual remueve mas del 99.9% del azufre. Los subproductos de ambos lavadores se reintegran al almacén de lejía blanca. En caso de que se requiera remover mas del 99.9% del azufre presente en los gases, se puede seguir con un sistema de absorción de carbón activado. El carbón es caro, pero el uso primario de un lavador alcalino reduce el gasto del carbón y el costo asociado con el mismo.
Los materiales de construcción del lavador pueden ser acero inoxidable tipo 316, o plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP en inglés). El uso del FRP es menos costoso, pero su uso en soluciones alcalinas requiere un diseño especial especificado por Prado & Associates y un fabricante altamente calificado. Si la capacidad e integridad del fabricante de equipo de FRP no se puede garantizar, entonces es mejor fabricar todo el equipo de acero inoxidable.
Concluyendo, el uso de los lavadores de aire tipo alcalino es una tecnología bien establecida y disponible a las fábricas de celulosa Kraft. Su uso es efectivo económicamente y la química es compatible con la ya existente. Además, las precauciones de seguridad que se requieren son bien conocidas al personal de fábrica. Por lo tanto esta es una tecnología aceptable tanto a fábricas existentes como aquellas por construir. El uso de los lavadores de aire tipo alcalino no solamente cumpliría con la mayoría de los reglamentos ambientales, sino también ayudaría en resolver un viejo problema de relaciones públicas. Esta tecnología ha sido adoptada por la mayoría de las fábricas de celulosa en Norte América y Europa.
Nombre de la organización: Prado & Associates
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E-mail: tino@pradotec.com
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