Zwarte loog is een afvalproduct dat ontstaat tijdens de celluloseproductie in papierfabrieken. Tegenwoordig wordt het gebruikt om chemicaliën voor de productie van chemicaliën terug te winnen en hogedrukstoom op te wekken, wat nodig is voor de pulp- en papierproductieprocessen. Het bevat diverse stoffen zoals lignine, hemicellulose, NaOH (natriumhydroxide) en Na₂S ( natriumsulfide). Met behulp van de lignine in de zwarte loog kan biobrandstof worden geproduceerd.
Volgens het IEA-rapport heeft black liquor als energiebron echter een mooie toekomst voor zich, aangezien het wordt beschouwd als een van de vijf belangrijkste energiebronnen op aarde!
Eigenschappen van zwarte likeur
De basiseigenschappen zijn:
- Basis van het ontwerp van verdampingsapparatuur: Optimaliseert het ontwerp op basis van warmteoverdracht, materiaaleigenschappen en processen.
- Impact van veranderingen in de chemie van de vloeistofcyclus: Regelmatige controle op afwijkingen van de ontwerpwaarde is essentieel om de prestaties van verdampers te waarborgen.
- viscositeit: Het beïnvloedt beweging en warmtegeleiding en neemt toe bij een hoger vastestofgehalte en hogere temperaturen.
- Kookpuntstijging: De apparatuur moet rekening houden met de stijgende kooktemperaturen tijdens verdamping, die worden beïnvloed door de chemische samenstelling en concentratie.
Zie ook: Wat zijn hernieuwbare energiebronnen?
Thermische eigenschappen van zwarte likeur
1. Correlatie van thermische geleidbaarheid:
De thermische geleidbaarheid van zwarte loog wordt gemodelleerd met een correlatie in termen van ± 4%k, W/m°C -0.58 +1.44×10 -3 (T°C) -3.35×10 -3 (%S). Met een onzekerheid van ongeveer drie geeft deze vergelijking een nauwkeurige waarde voor de thermische geleidbaarheid bij een gegeven temperatuur, rekening houdend met het gehalte aan vaste stoffen (%).
2. Soortelijke warmte (Cp):
Het heeft een niet-uniforme specifieke warmte, aangeduid als Cp, die verandert op basis van het vastestofgehalte en de temperatuur. Een dergelijke variatie varieert van 2700 - 3900 J/kg/°C of 0.65 - 0.95 Btu/lbm/°F. Dit begrip wordt essentieel tijdens thermische overdrachten van zwarte logen.
3. Verdampingswarmte:
De verdampingswarmte bedraagt -2325 kJ/kg of 1000 Btu/lb. De aanwezigheid van deze parameter is cruciaal voor het ontwerp en de optimalisatie van processen met betrekking tot de verdamping van zwarte loog, omdat hiermee de benodigde hoeveelheid energie tijdens deze faseovergang kan worden bepaald.
Zie ook: Wat is biomassa?
Zwarte likeur geproduceerd door de papierindustrie
Deze stof bevat enorme hoeveelheden zwevende deeltjes, organische verontreinigende stoffen en giftige verbindingen, wat leidt tot ernstige vervuiling wanneer deze rechtstreeks in nabijgelegen waterbronnen wordt geloosd. De belangrijkste gevaren zijn:
- De aanwezigheid van afval uit de papierindustrie met overtollige vezels, pigment en anorganisch zout in het waterlichaam zorgt ervoor dat het een donkerzwarte kleur en een vieze, eigenaardige geur krijgt.
- De zwarte loog die in het afval van de papierindustrie wordt aangetroffen, bevat hoge concentraties organische verontreinigingen heeft een hoge biochemische zuurstofbehoefte (BZV) van 5000~40000g/L.
- De geëxtrudeerde zwarte loog die in het pulpproces wordt gebruikt, heeft een hoge concentratie lignine. Volledig gebruik van het ligninesulfonaatproduct in de vorm van zwartloog voor de papierproductie.
- Als grondstof wordt geconcentreerde, gesulfoneerde en bestoven zwarte loog gebruikt uitgebreid gebruikt bij de productie van lignosulfonaatproducten.
- Voor ecologische veiligheid en natuurlijke harmonie in de ontwikkeling wordt de zwarte loog uit de papierproductie omgezet in lignineproducten door middel van uitgebreid gebruik, wat de ecologische impact vermindert.
Lees ook: Wat zijn e-brandstoffen?
Waarom ontstaat er zwarte vloeistof bij de papierproductie?
De aanwezigheid van vloeistof in het papierproductieproces is te wijten aan de lozing van drie soorten water.
- De eerste is de afvalvloeistof die ontstaat tijdens het pulpen en koken, beter bekend als papiermaakvloeistof.
- Het tweede type is het water dat wordt gebruikt voor het wassen, selecteren en spoelen van de pulp nadat deze is gescheiden van de vloeistof, ook wel water genoemd.
- Ten slotte is er nog het water in de papiermachine dat behandeld en hergebruikt kan worden.
Van al deze wateren vormt het middelste water meer dan 10% van de hoeveelheid die overblijft na de winning van zwarte loog. Het is echter belangrijk om te benadrukken dat 90% van de verontreinigende stoffen die door de fabriek worden geloosd, afkomstig is van de emissies van zwarte loog. Bijgevolg vormen deze emissies een bron van vervuiling in papierfabrieken.
De samenstelling van de loog verandert tijdens het bewerkingsproces. Materialen die gebruikt worden bij de papierproductie, zoals stro, bevatten cellulose, lignine en hemicellulose (glycanen). Alleen cellulose (40%) wordt gebruikt voor de papierproductie, terwijl 25% afkomstig is van hout. 18% bestaat uit hemicellulose en xylose, samen met kalium, stikstof, fosfor en andere elementen die met de loog worden afgevoerd. De zwarte loog bevat stoffen zoals lignine en hemicellulose, maar ook xylose, kalium, stikstof en fosfor, die belangrijke industriële en agrarische toepassingen hebben.
Lees ook: Wat is de Renewable Fuel Standard (RFS)?
