Possible alternatives for using kraft lignin as activated carbon in pulp mills – a review

Castro, Tatiana Aurora Condezo; Cardoso, Marcelo; Rezende, Adriano Alves de; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Quartaroli, Larissa; Silva, Cláudio

doi:10.1515/npprj-2022-0099

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“…Adicionalmente, o emprego da lignina para produção de CA representa uma alternativa de alto valor agregado, em vez de seu normal envio para queima na caldeira de recuperação . O CA pode ser utilizado como tratamento de água e/ou efluentes em diferentes setores dentro de uma fábrica de polpa celulósica kraft (CONDEZO et al, 2023). O objetivo do presente trabalho foi estudar a viabilidade técnica da utilização de carvão ativado produzido a partir de lignina, no tratamento terciário, para a remoção de fósforo e de matéria orgânica (DQO) em efluentes gerados da indústria de polpa celulósica kraft.…”

Section: Referenceunclassified

“…O emprego do CA no processo de produção de polpa celulósica kraft pode incluir o tratamento de águas e efluentes (CONDEZO et al, 2023). Os efluentes gerados nas fábricas possuem uma alta carga orgânica complexa e que pode causar efeitos negativos nos corpos hídricos (MANDEEP et al, 2019).…”

Section: Introdução Geralunclassified

“…O possível uso do CA para o tratamento dos filtrados do branqueamento é uma alternativa atrativa que permite o reuso da água e consequentemente a diminuição do seu consumo. O tratamento com CA pode remover metais que causam, a degradação das cadeias de carboidratos durante o branqueamento da polpa celulósica, o consumo de reagentes de branqueamento e a incrustação e corrosão nos equipamentos (CONDEZO et al, 2023).…”

Section: Introdução Geralunclassified

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Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado pulverizado obtido a partir de lignina kraft

Condezo Castro

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A extração da lignina kraft (LK) do licor preto (LP) gerado no processo de polpação é uma opção atraente devido aos diversos produtos de alto valor agregado que podem ser obtidos deste material. A possível conversão de fábricas de polpa celulósicas em biorrefinarias diversificaria sua linha de produtos e aumentaria a capacidade de produção de polpa, ao diminuir a carga orgânica (lignina) enviada para a queima nas caldeiras de recuperação. A produção de carvão ativado (CA) a partir de LK é uma opção viável devido às boas características físico-químicas, ao alto volume e disponibilidade da matéria prima. O uso do CA no processo de produção de polpa celulósica kraft é amplo, sobretudo para o tratamento de águas e de efluentes. Na presente pesquisa o CA foi utilizado visando o tratamento setorial dos filtrados do branqueamento (remoção de Mn) e no tratamento terciário de efluentes para a remoção de fósforo e matéria orgânica (DQO). O CA produzido foi quimicamente ativado com NaOH e apresentou características físico-químicas e morfológicas adequadas, as quais foram determinadas através de análise elementar e imediata, análise de metais, capacidade de troca catiônica, ponto de carga zero, número de iodo, análise de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região infravermelho e difração de raio-X Adicionalmente foram feitos testes de cinética para conhecer o mecanismo de adsorção avaliando modelos de pseudo primeira e segunda ordem, difusão intrapartícula e Elovich. O equilíbrio de adsorção também foi avaliado, aplicando-se modelagem com as equações de isotermas de Langmuir e Freundlich. O adsorvente apresentou uma alta capacidade de remoção de fósforo e de matéria orgânica 88,1% e 52,8% respectivamente. Na remoção de Mn não foi evidenciada nenhuma remoção do elemento, pelo contrário foi liberado Mn na solução. Esta liberação do elemento está associada à alta concentração de metais (Mn) no CA e na LK. No entanto, o uso de CA para a remoção de Mn não deveria ser descartado. O CA a partir de LK foi eficiente no tratamento terciário para a remoção de fósforo e de matéria orgânica recalcitrante, permitindo uma melhora da qualidade do efluente final. Palavras-chave: Biorrefinaria. Tratamento de Efluentes. Lignina Kraft. Carvão Ativado. Poluição hídrica.

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Section: Referenceunclassified

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Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado pulverizado obtido a partir de lignina kraft

Condezo Castro

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Numerical analysis of the porous structure of spherical activated carbons obtained from ion-exchange resins

Kwiatkowski,

He,

Valtchev

2024

Sci Rep

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This paper presents the results of an analysis of the porous structure of spherical activated carbons obtained from cation-exchange resin beads subjected to ion exchange prior to activation. The study investigated the effects of the type of cation exchange resin, the concentration of potassium cations in the resin beads and the temperature of the activation process on the adsorption properties of the resulting spherical activated carbons. The numerical clustering-based adsorption analysis method and the quenched solid density functional theory were used to analyse the porous structure of spherical activated carbons. Based on original calculations and unique analyses, complex relationships between preparation conditions and the porous structure properties of the obtained spherical activated carbons were demonstrated. The results of the study indicated the need for simultaneous analyses using advanced methods for the analysis of porous structures, i.e., the numerical clustering-based adsorption analysis method and the quenched solid density functional theory. This approach allows a reliable and precise determination of the adsorption properties of the materials analysed, including, among other things, surface heterogeneities, and thus an appropriate selection of production conditions to obtain materials with the expected adsorption properties required for a given industrial process.

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Evaluation of the potential use of powdered activated carbon in the treatment of effluents from bleached kraft pulp mills

Del’Antonio,

Silva,

de Oliveira

et al. 2024

Nordic Pulp &Amp; Paper Research Journal

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Pulp mill effluents contain organic compounds derived from wood processing that resist conventional biological treatment. Studies suggest that powdered activated carbon (PAC) can enhance the quality of these effluents. Two types of PAC, chemically activated (PAC1) and physically activated (PAC2), were characterized and applied in dosages of 1, 2, and 3 g/L to reduce chemical oxigen demand (COD) and color in kraft pulp mill effluent. In Phase 1, physicochemical tests identified the optimal PAC type, dosage, and maximum cycles for effective COD and color reduction. In Phase 2, biological aerobic sequencing batch reactors (SBR) were tested with the optimal PAC from Phase 1. Results indicated PAC1 could be reused for COD reduction for up to 8 cycles and PAC2 for up to 6 cycles. For color reduction, PAC1 was effective for up to 4 cycles, while PAC2 failed to reduce color. The type of activation used by PAC1 proved to be more effective in reducing both COD and color than PAC2. Adding PAC1 (3 g/L) to the SBR increased COD removal from 70.5 % to 75.5 % and color removal from 26.6 % to 43.8 %, also improving sludge settling.

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Possible alternatives for using kraft lignin as activated carbon in pulp mills – a review

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Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado pulverizado obtido a partir de lignina kraft

Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado pulverizado obtido a partir de lignina kraft

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