Введение
Промышленный побочный продукт В промышленной химии черный ликёр - это побочный продукт процесса крафт при переваривании целлюлозы в бумажную целлюлозу, удаляя лигнин, гемицеллюлозы и другие экстрактивные вещества из древесины для освобождения целлюлозных волокон. Эквивалентный материал в сульфитном процессе обычно называют коричневым спиртом, но также используются термины красный спирт, толстый спирт и сульфитный спирт.
In industrial chemistry, black liquor is the by product from the kraft process when digesting pulpwood into paper pulp removing lignin, hemicelluloses and other extractives from the wood to free the cellulose fibers. The equivalent material in the sulfite process is usually called brown liquor, but the terms red liquor, thick liquor and sulfite liquor are also used.
Состав
Приблизительно 7 тонн черного спирта производится при производстве одной тонны целлюлозы. Черный ликёр представляет собой водный раствор остатков лигнина, гемицеллюлозы и неорганических химических веществ, используемых в процессе. Черный спирт содержит 15% твердых веществ по весу, из которых две трети - органические химические вещества, а остальные - неорганические. Обычно органические вещества в черном спиртном содержат 40-45% мыла, 35-45% лигнина и 10-15% других органических веществ. Органическое вещество в черном ликере состоит из водорастворимых/щелочных компонентов разложения из древесины. К 1990-м годам большинство крафт-мельниц потребляли почти весь свой черный спиртный побочный продукт. Обычно он концентрируется до 65-80% в многоэффективных испарителях и сжигается в котле для получения энергии и восстановления химических веществ приготовления пищи. Вязкость увеличивается по мере повышения концентрации. При приблизительно 50-55% твердых веществ достигается предел растворимости соли. Талловое масло является важным побочным продуктом, отделяемым от черного спирта с помощью обжига перед его переходом в испарители или после первой стадии испарителя.
Источник энергии для целлюлозного завода
Цельсомольные заводы использовали черный спирт в качестве источника энергии, по крайней мере, с 1930-х годов. В результате, лесной промышленности стал одним из ведущих производителей в Соединенных Штатах углеродно-нейтральной возобновляемой энергии, производя приблизительно 28,5 тераватт часов электроэнергии в год.
Газификация
Разработаны новые методы переработки энергии из отходов для восстановления и использования энергии в черном ликере. Использование газификации черного спирта может обеспечить более высокую общую энергоэффективность, чем обычный котел для рекуперации, одновременно генерируя богатый энергией синтетический газ из спирта. Сингаз может сгорать в газотурбинном комбинированном цикле для производства электроэнергии (обычно называемый BLGCC для комбинированного цикла газификации черного спирта; аналогично IGCC) или преобразовываться через каталитические процессы в химические вещества или топливо, такие как метанол, диметилэфир (DME) или дизель F T (обычно называемый BLGMF для газификации черного спирта для моторного топлива). Эта технология газификации в настоящее время используется в пилотной установке мощностью 3 МВт на испытательном объекте Chemrec в Питеа, Швеция. Этапа синтеза DME будет добавлена в 2011 году в рамках проекта "BioDME", поддерживаемого Седьмой рамочной программой Европейской Комиссии (FP7) и Шведским энергетическим агентством. Используемый для производства биотоплива, путь газификации черного спирта, как было показано, имеет очень высокую эффективность преобразования и потенциал сокращения парниковых газов.
Гидротермальная сжижение
Гидротермальная сжигание подходит для преобразования черного спирта в передовые биотоплива из-за способности процесса обрабатывать высокие входы влаги.
Экстракция лигнина
Если мощность рекуперационного котла ограничена и существует узкое место на целлюлозно-мельничном заводе, лигнин из черного спирта может быть извлечен, затем экспортирован или использован в качестве топлива в варочной печи мельницы. Это часто заменяет ископаемое топливо биотопливом.
Налоговый кредит США 2007-2010
Налоговый кредит, созданный Конгрессом США в 2005 году в рамках законопроекта о дорогах 2005 года для поощрения и поддержки использования жидкого альтернативного топлива, полученного из углеводородов, в транспортном секторе, был расширен в 2007 году, чтобы включить не мобильные использования жидкого альтернативного топлива, полученного из биомассы. Это изменение означало, что, помимо переработчиков рыбы, переработчиков животных и мясопакетовщиков, производители крафт-пульпы стали иметь право на налоговый кредит в результате их производства и использования черного спирта для производства энергии. Для одной крупной компании (International Paper) это может составить до $3,7 миллиарда в виде льгот. В мае 2009 года Weyerhaeuser объявил, что также рассматривает возможность получения налоговых льгот. Некоторые аналитики бумажной промышленности критиковали право бумажной промышленности на налоговый кредит на смесь альтернативных видов топлива на том основании, что она увеличила использование ископаемого топлива, но отрасль ответила, что добавление ископаемого топлива является требованием закона и что, независимо от этого, это не привело к чистому увеличению использования ископаемого топлива, поскольку компании просто заменяют существующее ископаемое топливо, которое они уже смешали с черным жидкостью - природным газом, одним из трех видов топлива, указанных в законе: бензином, керосином или дизельным топливом. Кредит на биотопливо для черного спирта закончился 1 января 2010 года.