A ELETROQUÍMICA E O PROCESSO DE CELULOSE E PAPEL
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A ELETROQUÍMICA E O PROCESSO DE CELULOSE E PAPEL. 17/SET/2013. Dr. Osvaldo Vieira. CELULOSE E PAPEL. Processo subdividido em 5 partes : Matéria Prima Fibrosa; Preparo de Madeira; Fabricação de Fibras; Recuperação Química; Máquina de Papel. CELULOSE E PAPEL.

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17/SET/2013

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Presentation Transcript


17 set 2013

A ELETROQUÍMICA E O PROCESSO DE CELULOSE E PAPEL

17/SET/2013

Dr. Osvaldo Vieira


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

  • Processo subdividido em 5 partes:

  • Matéria Prima Fibrosa;

  • Preparo de Madeira;

  • Fabricação de Fibras;

  • Recuperação Química;

  • Máquina de Papel.


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Visão Geral do Processo de Fabricação de Celulose e Papel

2

3

1

Florestal (Matéria Prima Fibrosa)

Preparo de Madeira

Fabricação de Fibras

Recuperação Química

Máquina de Papel

4

5


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Matéria Prima Fibrosa

Folhosas (Eucalipto)

Coníferas (Pinus)


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Preparo de Madeira


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Fabricação de Fibras (Processo KRAFT)

  • Utilização de reagentes químico e de calor para dissolver a lignina;

  • Remove a lignina, permanecendo a celulose e as hemiceluloses;

Cavaco

Temperatura

Químicos

Polpa celulósica

(+ licor negro)

Licor negro (químicos + componentes da madeira)


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Recuperação Química (KRAFT)

Licor

Verde


17 set 2013

CELULOSE E PAPEL

Máquina de Papel

Independente da natureza da polpa, química, mecânica ou reciclada, fibra longa ou fibra curta, polpa marrom ou branqueada, o básico da fabricação de papel é similar.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

A eletroquímica é um processo termodinâmico que estuda o aproveitamento da transferência de elétrons entre diferentes substâncias para converter energia química em energia elétrica e vice-versa.

Pode ser subdividida em duas áreas:


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Iônica: Está relacionada com os íons em solução e os líquidos iônicos que são formados a partir da fusão de sólidos compostos por íons;

Eletródica: Relacionada com os fenômenos que ocorrem na interface entre o eletrodo e o eletrólito, além do estudo da transferência de carga nesta região;


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Existem dois tipos de células eletroquímicas:

 Célula ou Pilha Galvânica:

É uma célula eletroquímica que produz eletricidade como resultado da reação que nela se passa, sendo essa energia liberada em consequência de uma reação espontânea.

Célula Eletrolítica:

É uma célula eletroquímica em que uma reação não espontânea é impelida por uma fonte externa de corrente.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Termodinâmica envolvida nas reações Eletroquímica: Energia Livre de Gibbs e Equação de Nernst:

G = -nFE

G = Go + RTlnQ

-nFE = (-nFE)o + RTlnQ

E = Eo –(RT/nF) lnQ

E = Eo – (0,0592/n) lnQ

G0, E 0

Processo espontâneo

G0, E 0

Processo não espontâneo

G = 0

Equilíbrio do sistema


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Potenciais Padrão de Redução (em solução aquosa a 25oC):


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Célula ou Pilha Galvânica:

Processo termodinamicamente espontâneo (G0), pilha de Daniell.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA

Célula Eletrolítica:

Processo termodinamicamente não espontâneo (G0).


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Aspectos Positivos:

- Sistemas de Proteção Anódico, Proteção Catódica;

- Sistemas de Monitoramento (Ex: ORP);

Aspectos Negativos:

- Processos de Corrosão.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Interação entre proteção eletroquímica e corrosão

Aspectos

Eletroquímicos

Resistência

à Corrosão

Aspectos

Termodinâmicos

Aspectos

Metalúrgicos

Aspectos

Físico-Químicos

 Corrosão é um processo termodinamicamente favorável, que pode ser minimizado através da compreensão dos aspectos eletroquímicos envolvidos.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Processos de Corrosão:

- Principais influências da corrosão na fabricação de celulose KRAFT:

 Aumento da sulfidez dos licores e o aumento da temperatura dentro dos processos aumenta a taxa de corrosão;

 Aumento do teor de sólidos presentes no licor negro provoca o aumento da taxa de corrosão durante processo de recuperação química.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Processos de Corrosão:

- Principais influências da corrosão nas Máquinas de Papel:

 Agressividade dos componentes utilizados no tratamento microbiológico são agressivos aos materiais metálicos no ambiente da produção


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Sistemas de Proteção:

- Proteção anódica para digestores;

A proteção anódica atua devido à possibilidade que o aço oferece de passivar-se nos licores do digestor. Na condição passiva, uma camada uniforme e aderente de óxido protege a superfície do metal contra corrosão, reduzindo sua reatividade, assim protegendo o material de corrosão uniforme, pitting e ataque preferencial a zonas termicamente afetadas (regiões de soldas).


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Sistemas de Proteção:

- Proteção catódica interna para tubulações de água;

A proteção catódica aplicada a tubulações de água com ou sem revestimento é a injeção de uma corrente impressa e potenciais adequados ao longo de toda superfície interna das tubulações, visando diminuir a corrente iônica das águas de captação do processo.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Sistemas de Proteção:

- Proteção eletroquímica contra depósitos:

Através de reações eletroquímicas o sistema altera o potencial redox do meio, alterando propriedade física na superfície e em formas de energia de repulsão eletrostática, impedindo formação de depósitos orgânicos, inorgânicos e condições anaeróbicas que levam a corrosão microbiológica.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

Sistemas de Proteção:

- Monitoramento do Potencial de oxidação/redução;

 Opotencial de oxidação/redução é a espontaneidade, ou a tendência de uma espécie química adquirir elétrons e, desse modo ser reduzido. A medição aplicada a máquinas de papel pode ser utilizada para monitoramento da presença de íons indesejáveis , como a presença de íons cloreto, muitas vezes responsáveis pelo aumento do processo de corrosão.


17 set 2013

ELETROQUÍMICA/CELULOSE E PAPEL

CONCLUSÃO

Há diversas aplicações para eletroquímica dentro da industria de Celulose e Papel. Aplicações essas muitas vezes ligadas a processos de medições e/ou proteção, assim como efeitos indesejáveis responsáveis pelo processo de corrosão eletroquímica.


17 set 2013

OBRIGADO

Osvaldo Vieira

[email protected]


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