El licor negro es un residuo generado durante la producción de celulosa en las fábricas de papel. Actualmente, se utiliza para recuperar productos químicos de cocción y producir vapores a alta presión, necesarios en los procesos de fabricación de pulpa y papel. Está compuesto por diversas sustancias como lignina, hemicelulosa, hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na₂S). El biocombustible puede obtenerse a partir de la lignina presente en el licor negro.
Sin embargo, según el informe de la AIE, el licor negro como fuente de energía tiene un futuro brillante por delante, ya que se considera una de las cinco fuentes de energía más esenciales de la Tierra.
Propiedades del licor negro
Las propiedades básicas son:
- Bases del diseño de equipos de evaporación: Optimiza el diseño en función de la transferencia de calor, las características del material y los procesos.
- Impacto de los cambios en la química del ciclo del licor: El control regular de la desviación del valor de diseño es vital para garantizar el rendimiento de los evaporadores.
- Viscosidad: Afecta el movimiento y la conducción del calor; y aumenta a mayores contenidos de sólidos y temperaturas.
- Aumento del punto de ebullición: El equipo debe hacer frente al aumento de la temperatura de ebullición durante la evaporación y a la influencia de la composición química y la concentración.
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Propiedades térmicas del licor negro
1. Correlación de la conductividad térmica:
La conductividad térmica del licor negro se modela con una correlación en términos de ± 4%k, W/m°C -0.58 +1.44×10⁻³ ( T°C) -3.35× 10⁻³ (%S). Con una incertidumbre de aproximadamente tres, esta ecuación proporciona un valor preciso para la conductividad térmica a cualquier temperatura dada en relación con el contenido de sólidos (%).
2. Calor específico (Cp):
Tiene un calor específico no uniforme, denominado Cp, que varía según el contenido de sólidos y la temperatura. Esta variación oscila entre 2700 y 3900 J/kg/°C o entre 0.65 y 0.95 Btu/lbm/°F. Esta comprensión resulta esencial durante las transferencias térmicas de licores negros.
3. Calor de vaporización:
El calor de vaporización es de -2325 kJ/kg o 1000 Btu/lb. La presencia de este parámetro es fundamental en el diseño y la optimización de procesos relacionados con la evaporación del licor negro, ya que permite determinar la cantidad de energía necesaria durante esta transición de fase.
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Licor negro producido por la industria papelera
Esta sustancia contiene enormes cantidades de sólidos en suspensión, contaminantes orgánicos y compuestos tóxicos que provocan una grave contaminación cuando se vierte directamente en la fuente de agua cercana. Los principales peligros son:
- La presencia de desechos de la industria papelera con exceso de fibra, pigmento y sal inorgánica en el cuerpo de agua le da un color negro oscuro y un olor peculiar y desagradable.
- El licor negro que se encuentra en los desechos de la industria papelera con altas concentraciones de contaminantes orgánicos tiene una alta demanda bioquímica de oxígeno (DBO) de 5000~40000g/L.
- El licor negro extruido utilizado en el proceso de pulpa tiene una alta concentración de lignina. Aprovechamiento completo del producto sulfonato de lignina en forma de licor negro para la fabricación de papel.
- Como materia prima se utiliza licor negro concentrado, sulfonado y espolvoreado. Se utiliza ampliamente en la producción de productos de lignosulfonato.
- Para la seguridad ecológica y la armonía natural en el desarrollo, el licor negro utilizado para la fabricación de papel se convierte en productos de lignina a través de un uso integral, lo que reduce el impacto ecológico.
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¿Por qué la fabricación de papel produce un líquido negro?
La razón de la presencia de líquido en el proceso de fabricación de papel se debe al vertido de tres tipos de agua.
- El primero es el líquido residual generado durante el despulpe y la cocción, comúnmente conocido como licor para fabricar papel.
- El segundo tipo es el agua utilizada para lavar, seleccionar y enjuagar la pulpa después de separarla del licor, también conocida como agua.
- Por último, está el agua en la máquina de papel que puede ser tratada y reutilizada.
Entre estas aguas, el agua intermedia constituye más del 10 % del volumen restante tras la extracción del licor negro. Sin embargo, es importante destacar que el 90 % de los contaminantes vertidos por la planta provienen de las emisiones de licor negro. En consecuencia, estas emisiones se convierten en una fuente de contaminación para las fábricas de papel.
La composición del licor se altera durante el proceso de edición. En cuanto a los materiales utilizados en la fabricación de papel, como la paja, contienen celulosa, lignina y hemicelulosa (glicanos). Solo la celulosa (40%) se utiliza para la fabricación de papel, mientras que el 25% proviene de la madera. El 18% restante consiste en hemicelulosa y xilosa, junto con potasio, nitrógeno, fósforo y otros elementos que se desechan con el licor. El licor negro contiene sustancias como lignina y hemicelulosa, así como xilosa, potasio, nitrógeno y fósforo, que tienen importantes aplicaciones industriales y agrícolas.
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