BR0011398B1 - método e sistema de tratamento de polpa. - Google Patents

Description

"MÉTODO E SISTEMA DE TRATAMENTO DE POLPA".

A presente invenção relaciona-se a um método de tratamentode polpa, que em uma etapa de retirada de água é sem água a umaconcentração de fibra de pelo menos 20% e que em uma etapa debranqueamento posterior é branqueada em um vaso de reator por reação comgás ozônio. A invenção também relaciona-se a um sistema para tratamento depolpa, incluindo um dispositivo de retirada de água para retirar água da polpaa uma concentração de fibra de pelo menos 20%, e um vaso de reator parabranquear a polpa sem água por reação com gás ozônio.

Em sistemas tradicionais para branqueamento por ozônio depolpa a uma alta concentração de polpa, a polpa tem que sofrer um processo,incluindo várias etapas de tratamento preparatórias antes que a polpafinalmente possa ser branqueada com gás ozônio no vaso de reator. Assim, apolpa é sem água em uma etapa de retirada de água inicial no dispositivo deretirada de água, normalmente na forma de uma prensa de rolos geminados. Apolpa sem água é cortada em uma etapa de corte de polpa em um cortador. Apolpa sem água e cortada é então transportada em uma etapa de transporte,normalmente por um parafuso de plugue, do cortador para um afofador, noqual a polpa é afofada em uma etapa de afofação. Uma vez que a polpa sofreuestas etapas preparatórias, ela pode ser branqueada no vaso de reator.

A função de dito parafuso de plugue é comprimir a polpacortada a um plugue que forma um selo de gás prevenindo gás ozônio devazar do vaso de reação a montante no sistema para o ambiente. A função doafofador é afofar a polpa comprimida que deixa o parafuso de polpa, deforma que a polpa adquire uma superfície específica grande, que facilita areação do gás ozônio com a lignina da polpa. Assim, a polpa que entra navaso de reator tem que ser afofada, a fim de obter uma utilização de ozônioalta e uma boa seletividade de branqueamento.

WO 9605365A1 mostra um sistema de tratamento de polpaconhecido incluindo um plugue de polpa formando um parafuso de pluguepara transporte de polpa sem água e cortada para um afofador, e um vaso dereação que contém gás de branqueamento de polpa.

Assim, o sistema de tratamento de polpa tradicional descritoacima para branquear polpa com gás ozônio é relativamente extenso econseqüentemente caro, que é uma desvantagem. Além disso, com váriasetapas de tratamento no processo, o sistema inteiro será mais sensível aperturbações em cada parte única do processo. Portanto, seria vantagem seuma ou mais etapas de tratamento pudessem ser eliminadas.

Um objetivo da presente invenção é prover um método novopara tratar polpa, que é branqueada através de reação com gás ozônio, cujométodo é mais simples e mais confiável do que métodos tradicionais e resultaem uma utilização de ozônio eficiente para o branqueamento da polpa.

Este objetivo é alcançado pelo método declarado inicialmente,que é caracterizado pelo fato de que depois da etapa de retirada de água eantes da etapa de branqueamento, a polpa é cortada em um vaso de corte depolpa fechado, a polpa cortada é transportada sem compressão continuamentefora do vaso de corte de polpa por um tubo de saída dele, de forma que o tubode saída é mantido cheio com polpa passante, do tubo de saída do vaso decorte de polpa, a polpa cortada é diretamente transportada ao vaso de reaçãopor um conduto que é selado à gás do ambiente, o interior do conduto secomunicando com o interior do tubo de saída e com o interior do vaso dereator, e a pressão de gás no vaso de corte de polpa é mantida mais alta doque a pressão de gás no vaso de reator.

Foi provado que a combinação das duas medidas - (1) mantero tubo de saída cheio com polpa não comprimida cortada passante, e - (2)manter a pressão de gás no vaso de corte de polpa mais alta do que o vaso dereator é suficiente para impedir gás ozônio de vazar a montante fora para oambiente. Por este meio, nem um parafuso de plugue nem um afofador éprecisado, que faz o método novo de acordo com a invenção particularmentesimples e confiável.

Vantajosamente, a diferença de pressão entre a pressão de gásno vaso de corte de polpa e a pressão de gás no vaso de reator é regulada paraum valor predeterminado, em que as pressões de gás no vaso de corte depolpa e no vaso de reator são mantidas adequadamente abaixo da pressãoatmosférica ambiente.

Preferentemente, a polpa cortada é transportada no condutoestanque à gás pela ajuda de gravidade sem necessidade de qualquer meio detransporte mecânico.

No vaso de corte de polpa, a polpa é vantajosamente cortadapor um parafuso de transporte com pelo menos uma rosca dentada, em que oparafuso de transporte também provê o transporte da polpa cortada pelo tubode saída do vaso de corte de polpa.

Um objetivo adicional da presente invenção é prover umsistema novo para tratar polpa, que é branqueada através de reação com gásozônio, cujo sistema é mais simples do que os sistemas tradicionais descritosacima e elimina as desvantagens mencionadas acima e problemas deles.

Este objetivo é obtido pelo sistema declarado inicialmente,que é caracterizado por um dispositivo de corte de polpa para cortar a polpasem água, cujo dispositivo de corte de polpa inclui um vaso de corte de polpafechado, um tubo de saída do vaso de corte de polpa, e um meio de transportepara transporte contínuo da polpa cortada sem comprimir a polpa fora dovaso de corte de polpa pelo tubo de saída, de forma que o último é mantidocheio com polpa passante, um conduto que é vedado à gás do ambiente e queconecta o tubo de saída do vaso de corte de polpa de forma estanque a gás aovaso de reação, de forma que o interior do tubo de saída diretamente secomunica com o vaso de reação pelo interior do conduto, e um dispositivo deregulação de pressão para manter uma pressão de gás no vaso de corte depolpa que é mais alta do que aquela do vaso de reação.

De acordo com uma concretização preferida do sistema deacordo com a invenção, o meio de transporte inclui um parafuso de transporteque se estende no vaso de corte de polpa, preferentemente também no tubo desaída do vaso de corte de polpa, e que é provido com pelo menos uma roscadentada para cortar a polpa.

Vantajosamente, o dispositivo de regulação de pressão regulaa diferença de pressão entre a pressão de gás no vaso de corte de polpa e apressão de gás no vaso de reator para um valor predeterminado.

Preferentemente, o dispositivo de regulação de pressão incluium primeiro ventilador com uma capacidade controlável arranjado em umasaída de gás no vaso de corte de polpa para evacuação de gás dele, umsegundo ventilador com capacidade controlável arranjado em uma saída degás no vaso de reator para evacuação de gás dele, um primeiro sensor depressão para sentir a pressão de gás no vaso de corte de polpa, um segundosensor de pressão para sentir uma pressão de gás no vaso de reação, e umaunidade de regulação que em resposta ao primeiro e segundo sensores depressão, respectivamente, regula a capacidade do primeiro e segundoventiladores, respectivamente.

A invenção é descrita em mais detalhe no seguinte comreferência aos desenhos acompanhantes, nos quais Figura 1esquematicamente mostra um exemplo do sistema de acordo com a presenteinvenção, e Figuras 2 e 3, respectivamente, é uma seção transversal ao longoda linha II-II e III-III, respectivamente, em Figura 1.

O desenho mostra um sistema para tratamento de polpa queinclui um dispositivo de retirada de água 2, um dispositivo de corte de polpa4 e um vaso de reação 6 para branqueamento de polpa por reação com gásozônio. O dispositivo de retirada de água 2 inclui dois rolos de pressão 8, quesão arranjados para contra-girarem em um alojamento 10, e uma entrada 12para a polpa ser sem água na parte inferior do alojamento 10. Um motor 14provê a rotação dos rolos de pressão 8. Um vaso de corte de polpa fechadoalongado 16 se estende ao longo dos rolos de pressão 8 sobre estes. No vasode corte de polpa 16, um parafuso de transporte 18 se estende em paralelocom os rolos de pressão 8. Outro motor 20 é adaptado para girar o parafusode transporte 18. O vaso de corte de polpa 16 tem uma entrada alongadainferior para polpa ser sem água pelos rolos de pressão 8, veja Figura 2 e umtubo de saída 22, pelo qual o parafuso de transporte 18 se estende em parte,para polpa sem água e cortada.

O parafuso de transporte 18 tem um núcleo 24 com umdiâmetro constante e uma rosca de transporte dentada 26 com um passo dediâmetro constantes. A parte da rosca de transporte 26 que se estende no tubode saída 22 pode ser alternativamente não dentada. O interior do tubo desaída 22 também tem um diâmetro constante que é algo maior do que odiâmetro da rosca de transporte 26. Alternativamente, o parafuso detransporte 18 pode ter mais do que uma rosca de transporte 26.

Um conduto com estanque à gás vertical 28 conecta o tubo desaída 22 de forma estanque à gás a uma entrada superior 30 no vaso de reação6, tal que o interior do tubo de saída 22 diretamente se comunica com ointerior do vaso de reação 6 pelo interior do conduto 28. O vaso de reação 6tem um conduto de saída inferior 32 provido com uma válvula 34, paradescarga de polpa branqueada, e um conduto de saída superior 36 paraevacuação de gás. Também há um dispositivo, não mostrado, para prover gásozônio ao interior do vaso de reação 6.

Uma unidade de regulação 38 é por meio de linhas de sinalconectadas a um sensor de pressão 40 para sentir a pressão de gás Pl no vasode corte de polpa 16 e a um sensor de pressão 42 para sentir a pressão de gásP2 no vaso de reação 6. A unidade de regulação 38 é por meio de linhas desinal adicionais também conectada a um ventilador 44 com uma capacidadecontrolável localizado em um conduto de saída superior 46 do vaso de cortede polpa 16, e a outro ventilador 48 igualmente com uma capacidadecontrolável localizado no conduto de saída superior 36 do vaso de reação 6.

Durante a operação, uma suspensão de polpa é bombeada pelaentrada 12 do dispositivo de retirada de água 2 aos rolos de pressão 8, quesão contra girados pelo motor 14, a direção de rotação dos rolos de pressãosendo indicada através de setas em Figura 3, tal que a polpa é puxada entre osrolos de pressão 8 enquanto sendo sem água até a entrada do vaso de corte depolpa 16. Quando entrando na entrada do vaso de corte de polpa 16, a polpasem água tem uma concentração de fibra de 20 - 45%. No vaso de corte depolpa 16, a polpa é cortada pela rosca de transporte dentada 26 do parafusode transporte 18, que é girado pelo motor 20. Dependendo do resultadodesejado, a indentação da rosca de transporte 26 pode ser formada de formaque um corte relativamente grosso ou fino da polpa é obtido. Além disso, oparafuso de transporte 18 transporta polpa cortada pelo tubo de saída 22 semcomprimir a polpa. Do tubo de saída 22 a polpa cortada cai pelo condutovertical 28 ao vaso de reação 6, onde a polpa é branqueada pela reação comgás ozônio. Finalmente, a polpa branqueada é descarregada do vaso de reator6 pelo conduto de saída inferior 32.

A unidade de regulação 38 controla a capacidade dosventiladores 44 e 48, por exemplo através de controle de velocidade, emresposta aos sensores de pressão 40 e 42, de forma que a pressão de gás Pl novaso de corte de polpa 16 é mantida mais alta do que a pressão de gás P2 novaso de reação 6. Pelo menos a pressão de gás P2 é mantida pela unidade deregulação 38 abaixo da pressão atmosférica ambiente. Adequadamente aunidade de regulação 38 mantém a pressão de gás Pl na faixa de 0 - 14 kPa(sobrepressão) e a pressão de gás P2 na faixa de 1 - 15 kPa (sobrepressão) aomesmo tempo quando a unidade de regulação 38 regula a diferença depressão entre as pressões de gás P1 e P2 para um valor predeterminado, que éescolhido na faixa de 0,5 - 1,5 kPa.

Pelo fato que a polpa cortada e afofada transportada peloparafuso de transporte 18 pelo tubo de saída 22 completamente enche oúltimo ao mesmo tempo quando a pressão de gás é diminuída do interior dovaso de corte de polpa para o vaso de reator interior, gás ozônio é impedidoeficazmente de passar a montante no sistema para o ambiente.

Claims (12)

1. Método de tratamento de polpa, que em uma etapa de retiradade água é sem água a uma concentração de fibra de pelo menos 20% e que em umaetapa de branqueamento posterior é branqueada em um vaso de reação (6) porreação com gás ozônio, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:cortar a polpa em um vaso de corte de polpa fechado (16) após aetapa de retirada de água e antes da etapa de alvejamento,transportar a polpa cortada sem compressão continuamente fora dovaso de corte de polpa através de um tubo de saída (22) deste, de forma que o tubode saída seja mantido completamente cheio com a polpa que passa,diretamente transportar a polpa cortada do tubo de saída do vasode corte de polpa para o vaso de reação (6) através de um conduto estanque à gás(28), que é selado a gás do ambiente, o interior do conduto se comunicando com ointerior do tubo de saída e com o interior do vaso de reação, eregular a pressão de gás (Pl) no vaso de corte de polpa e a pressãode gás (P2) no vaso de reação, de forma que o gás de ozônio seja evitado de vazara montante através do tubo de saída.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de manter a pressão de gás (Pl) no vaso de corte de polpa maior que a pressãode gás (P2) no vaso de reação.

3. Método de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fatode regular a diferença de pressão entre a pressão de gás (Pl) no vaso de corte depolpa (16) e a pressão de gás (P2) no vaso de reação (6) para um valorpredeterminado.

4. Método de acordo com reivindicação 3, caracterizado pelo fatode manter as pressões de gás (PI, P2) no vaso de corte de polpa (16) e no vaso dereação (6) abaixo da pressão atmosférica ambiente.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de transportar a polpa cortada por gravidade no condutoestanque à gás (28).

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de cortar a polpa no vaso de corte de polpa (16) por umparafuso de transporte (18) com pelo menos uma rosca de transporte dentada (26),e transportar a polpa cortada pelo parafuso de transporte pelo tubo de saída (22) dovaso de corte de polpa.

7. Sistema de tratamento de polpa, incluindo um dispositivo deretirada de água (2) para retirar água da polpa a uma concentração de fibra de pelomenos 20%, e um vaso de reação (6) para branquear a polpa sem água por reaçãocom gás ozônio, caracterizado pelo fato de compreender: um dispositivo de cortede polpa (4) para cortar a polpa sem água, cujo dispositivo de corte de polpa incluium vaso de corte de polpa fechado (16), um tubo de saída (22) do vaso de corte depolpa, e um meio de transporte (18) para transporte contínuo da polpa cortada semcomprimir a polpa fora do vaso de corte de polpa, pelo tubo de saída, de forma queo último é mantido cheio com polpa passante, um conduto (28) que é vedado à gásdo ambiente e conecta o tubo de saída do vaso de corte de polpa de maneiraestanque à gás ao vaso de reação, de forma que o interior do tubo de saídadiretamente se comunica com o interior do vaso de reação pelo interior doconduto, e um dispositivo de regulação de pressão (38, 40,42, 44, 48) para regulara pressão de gás (Pl) no vaso de corte de polpa e a pressão de gás (P2) no vaso dereação, de forma que o gás de ozônio é evitado de vazar a montante através dotubo de saída.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que o dispositivo de regulação de pressão (38, 40, 42, 44, 48) é adaptadopara manter a pressão de gás (Pl) no vaso de corte de polpa maior que a pressão degás (P2) no vaso de reação.

9. Sistema de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fatode que o meio de transporte inclui um parafuso de transporte (18) se estendendo novaso de corte de polpa (16) e provido com pelo menos uma rosca de transportedentada (26) para cortar a polpa.

10. Sistema de acordo com reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que o parafuso de transporte (18) também se estende no tubo de saída (22) dovaso de corte de polpa (16).

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a-10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de regulação de pressão (38, 40,-42, 44, 48) regula a diferença de pressão entre a pressão de gás (Pl) no vaso decorte de polpa (16) e a pressão de gás (P2) no vaso de reação (6) para um valorpredeterminado.

12. Sistema de acordo com reivindicação 11, caracterizado pelofato de que o dispositivo de regulação de pressão (38, 40, 42, 44, 48) inclui umprimeiro ventilador (44) com capacidade controlável arranjado em uma saída degás (46) no vaso de corte de polpa (16) para evacuação de gás dele, um segundoventilador (48) com capacidade controlável arranjado em uma saída de gás (36) novaso de reação (6) para evacuação de gás dele, um primeiro sensor de pressão (40)para sentir a pressão de gás (Pl) no vaso de corte de polpa (16), um segundosensor de pressão (42) para sentir a pressão de gás (P2) no vaso de reação (6), euma unidade de regulação (38) que em resposta aos primeiro e segundo sensoresde pressão, respectivamente, regula a capacidade dos primeiro e segundoventiladores, respectivamente.