Condições ótimas para branquear polpa kraft de eucalipto com uma seqüência de três estágios

Abstract

Em dezembro de 2003 foi instalado um novo sistema de branqueamento na Suzano Papel e Celulose S.A., na unidade de Suzano, SP, iniciando o processo com seqüência em três estágios, visando a produção de polpa kraft de eucalipto, com alvura final entre 88% e 90% ISO. O procedimento experimental descrito neste trabalho teve a finalidade de identificar as melhores condições operacionais da planta e de dar subsídios para a sua otimização logo após partida. Foi utilizada polpa industrial pré-branqueada com oxigênio, exibindo kappa 10,5, viscosidade 21,2 mPa.s e alvura 52,3% ISO. O estudo laboratorial desenvolveu a otimização das variáveis mais significativas da seqüência DHT(PO)D, sendo: temperatura, fator kappa e pH no estágio DHT; temperatura, pH, carga de oxigênio e de sulfato de magnésio no estágio (PO); carga de dióxido de cloro e pH no estágio D final. Os resultados permitiram concluir que as condições ótimas para o estágio DHT foram: temperatura entre 80ºC e 85ºC, fator kappa 0,25 e pH 3,0. A elevação da temperatura do estágio (PO) de 80ºC para 95ºC prejudica a eficiência e a seletividade do processo, sendo seu uso neste estágio totalmente dispensável. O estágio final D da seqüência DHT(PO)D é muito mais eficiente quando realizado em pH 5,5, mostrando-se diferente das práticas normalmente utilizadas de pH entre 3,5 e 4,0. Sob as condições otimizadas acima descritas, os consumos de reagentes químicos requeridos para obtenção de alvura 89% ISO foram 9,7 kg de ClO2/tas, 4,5 kg de H2O2/tas, 8,6 kg de NaOH/tas). O sucesso do estudo de laboratório foi observado na indústria, auxiliando na partida do branqueamento e otimizando a planta para menores consumos de reagentes químicos. Depois da implementação da otimização, a planta de branqueamento reduziu em 21,58% e 18% as aplicações de ClO2 e de NaOH, respectivamente.

In December 2003 Suzano Papel & Celulose S/A company implemented a three stage sequence to produce fully bleached (88-90% brightness) eucalyptus kraft pulp at the Suzano mill. The experimental procedure described herein aimed at identifying best operational conditions to run the bleach plant, which served as support data for the mill start up. An oxygen delignified eucalyptus kraft pulp of kappa 10.5, viscosity 21.2 mPa.s and brightness 52.3% ISO was used throughout the study. The laboratory study involved the optimization of the most significant variables of the DHT(PO)D sequence, including DHT-stage temperature, kappa factor and pH, (PO)-stage temperature, pH, magnesium sulfate charge and oxygen charge, and D-stage chlorine dioxide charge and pH. It was concluded that optimum DHT stage conditions include a temperature of 80-85ºC, kappa factor of 0.25 and pH 3.0. Decreasing pH under 3.0 also results in significant kappa drop but causes pulp darkening and significant viscosity loss. Increasing (PO) stage temperature from 80 to 95ºC penalizes the process efficiency and the selectivity; therefore the use of oxygen at this stage is totally unnecessary. The final D-stage of the DHT(PO)D sequence is much more efficient when run at pH 5.5, contrary to the common belief that this stage should be run in the range of pH 3.5-4.0. For optimum conditions as described above, chemical requirements for brightness of 89% ISO were: 9.7 kg/adt ClO2, 4.5 kg/adt H2O2 and 8.6 kg/adt NaOH. The results of the laboratory study have been successfully verified under mill operation for about 12 months. After industrial implementation of the new bleach plant the chlorine dioxide and sodium hydroxide consumptions at the mill decreased by 21, 58% and 18%, respectively.