Papel e celulose: o precipitador da caldeira de recuperação e as demais coletas da fábrica

Uma caldeira de recuperação kraft queima licor negro concentrado para recuperar os químicos de polpação e gerar vapor — e, ao fazê-lo, produz uma poeira que não existe em nenhuma outra queima de combustível sólido: fumo de salino (saltcake). Compostos de sódio vaporizam no leito de char e condensam na fornalha superior em partículas com moda de massa em torno de 0,5–1 µm — uma ordem de grandeza mais finas que cinza volante de caldeira — em cargas de aproximadamente 10–30 g/Nm³, dominadas por Na₂SO₄ com carbonato e cloreto de sódio. O precipitador eletrostático que as coleta não está descartando um resíduo: sua captura retorna ao ciclo de licor como químico de reposição, o que faz do ESP de recuperação uma operação unitária da química da fábrica tanto quanto do seu controle de emissões.

O contexto brasileiro dá escala ao problema: o Brasil está entre os maiores produtores mundiais de celulose, com linhas de fibra de grande porte cujas caldeiras de recuperação operam continuamente entre paradas anuais — e cada uma dessas linhas para inteira quando a recuperação para. A mesma fábrica normalmente opera outras coletas — uma caldeira de força a casca ou biomassa, cuja cinza se comporta como o caso geral descrito em caldeira de biomassa, e um forno de cal fechando o circuito de cálcio. Esta página pertence à série de indústrias da Arrow; a manchete quantitativa do setor é uma única razão: o fumo de recuperação exige área coletora específica de 100–150 s/m onde 60–80 s/m bastam na caldeira de força ao lado — praticamente o dobro de precipitador por unidade de gás, por razões que são pura física de partícula.

Na caldeira de recuperação o ESP está, na prática, sem concorrência, e o trem é o próprio precipitador, dimensionado com generosidade. A filtração por mangas é desqualificada pela torta pegajosa e higroscópica — manga cegada, e não manga limpa, é o desfecho realista — e a lavagem úmida colocaria o químico recuperado numa corrente de água que o ciclo de licor teria então de evaporar de novo. A base da Arrow para recuperação é um ESP multicampos a 100–150 s/m com fontes TR seccionadas, para que uma falha de campo reduza capacidade em vez de derrubar a unidade; aquecimento de carcaça e moegas contra condensação; e o arranjo de fundo escolhido com a fábrica: fundo úmido (wet-bottom), descarregando o salino por diluição direta em licor, ou o hoje mais comum fundo seco (dry-bottom), com transportadores de arraste entregando salino seco ao tanque de mistura. A lógica do n-mais-margem importa em dobro aqui, porque uma parada da caldeira de recuperação para a linha de fibra inteira.

O enriquecimento de cloreto e potássio acrescenta uma dimensão de controle que a caldeira de força nunca vê. NaCl e KCl são os componentes mais voláteis do fumo e concentram-se nas partículas mais finas — e como a captura do ESP é reciclada ao licor, o cloreto recircula e acumula no ciclo, a menos que exista uma purga. Muitas fábricas tratam parte da captura do precipitador, ou a poeira do último campo, onde o enriquecimento é máximo, como ponto de purga de cloreto. Essa decisão de processo alcança o projeto do ESP: segregação de poeira campo a campo, transporte separado do campo de saída e arranjos de moega que deixem a fábrica escolher, por campanha, o que recicla e o que purga.

A caldeira de força a casca é o caso geral da biomassa vestindo as cores da fábrica — carryover de char, brasas, resistividade moderada — e recebe o trem em estágios descrito na página de caldeira de biomassa: um primeiro estágio Electrocyclone removendo a fração grossa de char (e apagando brasas), depois um ESP compacto, ou um filtro manga onde os limites estão em um dígito e a pré-coleta removeu o risco de incêndio. O forno de cal, cuja poeira fina de carbonato de cálcio retorna ao circuito de cal, é coletado em ESP ou filtro manga a jusante do resfriamento de gás; a poeira higroscópica e potencialmente cimentante impõe as mesmas disciplinas de prevenção de condensação da unidade de recuperação.

Os números desta página — fumo de 0,5–1 µm, cargas de 10–30 g/Nm³, SCA de 100–150 s/m na recuperação contra 60–80 s/m na caldeira de força — são envelopes indicativos de serviço, não garantias. O dimensionamento do ESP de recuperação, em particular, é regido pelas propriedades medidas do fumo e pelas regras de média de curto prazo da licença, já que taxa de queima de licor e condição do leito de char movem a carga de fumo em escalas de minutos. Os limites de particulado aplicáveis a caldeiras de recuperação, caldeiras de força e fornos de cal no Brasil seguem as Resoluções CONAMA 382/2006 e 436/2011 e o licenciamento estadual, que pode ser mais restritivo: CONFIRMAR: limite vigente de MP por fonte da fábrica, em mg/Nm³ com condição de referência, conforme a licença de operação. O funcionamento do marco está em limites de emissão atmosférica no Brasil.

A Arrow fornece precipitadores novos e reconstrói e moderniza ESPs existentes de recuperação e de força — internos, fontes TR, controles e sistemas de aquecimento de carcaça — dentro da janela de parada anual da fábrica, com o método descrito em modernização de precipitador eletrostático. Resumos anonimizados de projetos em serviços comparáveis estão reunidos em referências de projetos. Valores garantidos são declarados por projeto, após a avaliação técnica, em base declarada: mg/Nm³, O₂ de referência, gás seco ou úmido e faixa de queima de licor ou combustível.