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Las emisiones aéreas son monitoreadas y controladas rigurosamente para evitar la descarga hacia la atmósfera de sustancias dañinas para el medio ambiente o los seres vivos. Las fuentes fijas más importantes en una planta de celulosa y sus correspondientes equipos para el abatimiento de emisiones son las siguientes:

Caldera Recuperadora: Es la principal fuente de emisiones aéreas de la planta. Como ya se indicó, esta caldera es alimentada con Licor Negro concentrado. Aproximadamente un tercio del peso seco de esta sustancia son químicos inorgánicos, de los cuales se recupera el sulfuro de sodio (Na2S), el carbonato de sodio (Na2CO3), el sulfato de sodio (Na2SO4 ) y sal (NaCl). El resto son sustancias orgánicas disueltas. Al interior de esta caldera, que opera en torno a los 1.000 °C, se producen una serie de reacciones químicas que liberan compuestos gaseosos, algunos de los cuales deben ser eliminados o tratados con el objeto de mitigar su impacto en la calidad del aire. Debido a la gran cantidad de variables que intervienen en el proceso, se dispone de sofisticados sistemas de control computarizado que permiten una óptima operación de la caldera.

El principal compuesto gaseoso que se produce en la caldera recuperadora es el Dióxido de Azufre (SO2). Para reducir su emisión se opera con licor negro a elevada concentración, lo cual aumenta la temperatura de combustión en la caldera. En estas condiciones, el sodio en fase gas reacciona con el dióxido de azufre en presencia de oxígeno, produciendo sulfato de sodio (Na2SO4) y por lo tanto, disminuyendo la generación de SO2.

La caldera recuperadora emite además material particulado (principalmente Na2SO4), Óxidos de Nitrógeno (NOx) y Sulfuro de Hidrógeno (H2S), este último es uno de los responsables del olor característico de las plantas de celulosa Kraft. Se han incorporado una serie de mejoras y equipos auxiliares en las calderas recuperadoras con el objeto de reducir sustancialmente estas emisiones. Se adicionaron lavadores (depuradores) de gases, que retiran el remanente de SO2 y parte del material particulado. El SO2 reacciona con el licor de lavado formando Na2SO3 y algo de Na2SO4 en solución, la cual es reciclada en el proceso para la preparación del Licor Blanco. También existen los precipitadores electrostáticos, equipos muy eficientes en los cuales prácticamente todo (99,9%) el material particulado es ionizado y removido en unos electrodos suspendidos. Finalmente se han realizado mejoras en el diseño de estas calderas hasta llegar a las denominadas “calderas de bajo olor”. Básicamente son equipos que permiten regular la concentración del Licor Negro y las entradas de aire para la combustión, de forma tal de minimizar la emisión no sólo de SO2, como ya se explicó, sino también de H2S.

La formación de NOx en la caldera recuperadora está principalmente influenciada por el contenido de Nitrógeno en el Licor Negro y por un exceso de Oxígeno en la combustión. Para lograr una eficiente recuperación de los productos químicos, esta caldera opera con bajas concentraciones de Oxígeno y en consecuencia, las emisiones de NOx son muy bajas. Ellas son reducidas aún más en las calderas modernas, que disponen de sistemas de alimentación de aire modificados y que optimizan las condiciones de combustión con la ayuda de sistemas de control computarizado.

Horno de Cal: Los hornos de cal son alimentados con lodos debidamente lavados, provenientes del proceso de caustificación. Ellos contienen, entre otros elementos químicos, la cal apagada o caliza (CaCO3). Estos lodos son calcinados a alta temperatura para convertir la caliza en óxido de Calcio (CaO).

Esta reacción tiene lugar físicamente en un horno rotatorio cilíndrico donde los lodos son secados y calentados hasta alcanzar la temperatura de reacción, calcinados y enfriados nuevamente. La reacción de calcinación comienza a los 800°C y para completar la reacción se requieren temperaturas de hasta 1.000°C a 1.100°C en el lado más caliente del horno. El enfriamiento se logra usando intercambiadores de calor con flujo de aire.

Las principales emisiones aéreas de un horno de cal son el Dióxido de Azufre (SO2), Óxidos de Nitrógeno (NOx), otros gases sulfurados (TRS) y material particulado.

El Dióxido de Azufre se genera en el horno de cal principalmente por el azufre contenido en el combustible empleado para calentar el horno. Los lodos que alimentan el horno hacen un aporte marginal en contenido de azufre, ya que ellos son previamente lavados con sistemas de clarificadores o filtros de prensas para recuperar la mayor parte de los compuestos que contienen azufre, los cuales son reutilizados en el proceso. Además de la solución evidente de utilizar combustibles con bajo contenido de azufre, es importante señalar que el horno de cal tiene la capacidad para reducir la emisión de SO2, en base al Carbonato de Sodio (Na2CO3) presente en los lodos de alimentación.

La emisión de gases sulfurados (TRS), principalmente Sulfuro de Hidrógeno (H2S), desde el horno de cal es relativamente baja. El principal responsable de su generación es la presencia de Sulfuro de Sodio (Na2S) en los lodos de alimentación, el cual reacciona con el CO2 y el vapor de agua, para formar el sulfuro de hidrógeno y carbonato de sodio.

Por esta razón, los lodos son lavados y filtrados previos a su ingreso al horno de cal con el propósito de extraerles el Sulfuro de Sodio, un insumo valioso del proceso de cocción de la pulpa. Esta depuración básicamente busca oxidar el Na2S, transformándolo en Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3), una sustancia no tóxica.

La emisión de material particulado se minimiza en virtud de los sistemas de control que poseen los modernos hornos de cal de CMPC, además de equipos adicionales, como lavadores de gases (scrubbers) y precipitadores electroestáticos.

Calderas de Biomasa: Como ya se explicó, estas calderas son alimentadas con cortezas, astillas y otros desechos forestales generados tanto en la misma planta de celulosa como en las faenas forestales. Dada la naturaleza de estos materiales, estas calderas son neutras desde el punto de vista de la emisión de gases con efecto invernadero. La única emisión que es necesario controlar es la de partículas, lo que se logra mediante precipitadores electrostáticos más un adecuado manejo de las condiciones de combustión.

Gases TRS: Proviene del término en inglés Total Reduced Sulfur. Bajo este nombre se agrupan un conjunto de compuestos que se generan en el proceso de producción de celulosa, los más importantes son el Sulfuro de Hidrógeno (H2S), los mercaptanos (CH3SH), el dimetil-sulfito (CH3SCH3) y el dimetil disulfuro (CH3SSCH3). También se les conoce como gases malolientes, ya que el olfato humano es capaz de detectarlos aún en concentraciones tan bajas como 1µg/l. (esto es, 10 elevado a -6 g/l). En particular, el umbral de percepción del H2S es de 0,0047 partes por millón (ppm) (esto es, 0,0047 miligramos por kilo de solución).