Análise exergética de um sistema de evaporação de múltiplos estágios para a concentração de licor negro

Abstract

As indústrias de papel e celulose, no Brasil, são grandes consumidoras de energia, dispondo de uma região ideal para o desenvolvimento de florestas do eucalipto. O processo Kraft é o mais empregado no país por ser capaz de reutilizar os produtos químicos, sendo o licor negro um dos subprodutos, substância complexa com composição orgânica e inorgânica. Para obter viabilidade econômica e ambiental, a parcela inorgânica deve ser readquirida em uma planta de recuperação para ser reutilizada, com a planta dispondo de um sistema de evaporação de múltiplos estágios, responsável por concentrar o licor para ser queimado na caldeira de recuperação. Em face do exposto, o objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento e validação de um modelo matemático fenomenológico que representasse o sistema de evaporação de múltiplos estágios, para realizar um estudo de temperatura e pressão de entrada que trouxessem os melhores resultados de economia de vapor, eficiência exergética, destruição de exergia e de teor de sólidos do licor negro. Dessa forma, foram encontrados as melhores condições de entrada e os evaporadores que detêm maiores taxas de destruição de exergia. Para isso, o modelo foi construído baseado nos trabalhos de pesquisa afim, utilizando balanços de massa, energia e equilíbrio de fases, assim como retratou satisfatoriamente os resultados encontrados pelo autor de referência, obtendo-se o maior desvio de 0,2%. Este trabalho possibilitou um avanço na compreensão dos fenômenos envolvidos e a otimização desse processo, visando uma melhoria no consumo energético do meio.