BR102016008753B1

BR102016008753B1 - Processo para secagem de material úmido com o auxílio de uma instalação de secagem e instalação de secagem

Info

Publication number: BR102016008753B1
Application number: BR102016008753-8A
Authority: BR
Inventors: Stefan Ostermann
Original assignee: Huber Se
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2022-04-26
Also published as: EP3085671A1; US20160313060A1; US10168098B2; RU2712539C2; DE102015106120A1; RU2016114969A; RU2016114969A3; BR102016008753A2

Abstract

PROCESSO PARA SECAGEM DE MATERIAL ÚMIDO COM O AUXÍLIO DE UMA INSTALAÇÃO DE SECAGEM E INSTALAÇÃO DE SECAGEM. A invenção se refere a um processo para secagem de material úmido (1), especialmente sob forma de lodo, com o auxílio de uma instalação de secagem, em que o material úmido (1), por meio de um canal de fornecimento (2) da instalação de secagem, é fornecido a uma unidade de distribuição (3) da instalação de secagem, com o auxílio da unidade de distribuição (3) é depositado sobre uma superfície de secagem (4) da instalação de secagem e lá é seco. De acordo com a invenção é proposto que, durante a tarefa do material úmido (1) na área do canal de fornecimento (2) e/ou da unidade de distribuição (3), com o auxílio de um sensor (5) é controlado um parâmetro dependente do teor de água do material úmido (1) que passa pelo sensor (5) e que a quantidade do material úmido (1) depositado por unidade de tempo é regulada constantemente com o auxílio da unidade de distribuição (3) sobre a superfície de secagem (4) considerando-se o parâmetro. Ademais é proposta uma instalação de secagem para secagem do material úmido.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um processo para a secagem do material úmido, especialmente sob a forma de lodo, com o auxílio de uma instalação de secagem, em que o material úmido, por meio de um canal de fornecimento, é fornecido a uma unidade de distribuição da instalação de secagem e com o auxílio da unidade de distribuição é depositado sobre uma superfície de secagem da instalação de secagem e lá é seco.

[0002] Além disso, é proposta uma instalação de secagem para a secagem do material úmido, especialmente sob a forma de lodo, em que a instalação de secagem possui pelo menos uma superfície de secagem para a admissão do material úmido durante a sua secagem, em que a instalação de secagem possui pelo menos uma unidade de distribuição, que por meio do seu auxílio, o material úmido, durante o funcionamento da instalação de secagem, pode ser colocado sobre a superfície de secagem, e em que a instalação de secagem compreende pelo menos um canal de fornecimento, por meio do qual o material úmido a ser seco pode ser fornecido à unidade de distribuição.

[0003] A fim de secar o material úmido, por exemplo, o lodo, para uma outra aplicação (por exemplo, a sua combustão), já se conhece há muito tempo, a partir do estado da técnica, colocar o material úmido sobre uma superfície de secagem e extrair a água contida nele com auxílio de dispositivos correspondentes de aquecimento.

[0004] Ademais, já é conhecido, selecionar o desempenho de secagem da respectiva instalação ou a altura ou o fluxo de massa do material úmido a ser colocado sobre a superfície de secagem dependendo do teor de água do material úmido a ser acrescentado na instalação de secagem ou o teor de água do material úmido já situado em diferentes posições sobre a superfície de secagem (por exemplo, DE 10 2011 004 788 A1).

[0005] Embora já ocorra uma secagem relativamente satisfatória do material úmido mediante os processos mencionados, existe ainda, no entanto, uma certa necessidade de melhoramento a respeito da eficiência energética da instalação de secagem e da homogeneidade do material úmido a ser seco.

[0006] Portanto, a tarefa da presente invenção é sugerir um processo aperfeiçoado em comparação com o estado da técnica para a secagem do material úmido, assim como uma instalação adequada de secagem para a execução do processo.

[0007] A tarefa é resolvida por meio de um processo como também uma instalação de secagem com as características das reivindicações independentes da patente.

[0008] De acordo com a invenção, em primeiro lugar é sugerido um processo para a secagem do material úmido com o auxílio de uma instalação de secagem. Entende-se pelo termo "material úmido", no contexto da invenção, um material que possui, além de uma certa porcentagem de água, também uma certa porcentagem de matérias sólidas. Um exemplo típico de um tal material é o lodo, ou seja, lama formada pelo tratamento de água poluída.

[0009] O processo de acordo com a invenção provê que o material úmido, por meio de um canal de fornecimento, é fornecido a uma unidade de distribuição da instalação de secagem, e com o auxílio da unidade de distribuição é depositado sobre uma superfície de secagem da instalação de secagem e lá é seco até um teor desejado de água remanescente. No caso do canal de fornecimento trata-se preferencialmente de um sistema de tubulação composto de seções rígidas e/ou flexíveis de tubo, por meio das quais o material úmido, durante o funcionamento da instalação de secagem, pode ser retirado a partir de um recipiente de estoque do material úmido ou de um outro ponto de coleta do material úmido e pode ser fornecido à unidade de distribuição. Por fim, a unidade de distribuição conectada ao canal de fornecimento serve, por fim, para colocar o material úmido oriundo do canal de fornecimento sobre a superfície de secagem. Como unidade de distribuição, uma extremidade pode servir com uma abertura no final do canal de fornecimento, por meio do qual o material úmido pode ser entregue. No entanto, é também concebível que a unidade de distribuição cause uma distribuição do material úmido existente como segmento contínuo no canal de fornecimento. Por exemplo, a unidade de distribuição pode ser configurada como uma extrusora, a qual possui uma ou mais aberturas que o material úmido passa, como também uma unidade móvel de corte relativa às aberturas, a fim de dividir a porção de material úmido em uma pluralidade de unidades individuais pequenas em forma de pelotas que por fim caem sobre a superfície de secagem lado a lado ou uma sobre a outra.

[0010] No caso da superfície de secagem trata-se preferencialmente de uma banda circular de secagem acionada com o auxílio de um acionamento, a qual circula, por exemplo, um fluxo aquecido de ar, a fim de servir para a secagem do material úmido (a banda de secagem é, neste caso, preferencialmente perfurada). Neste caso, a instalação de secagem é configurada como secador de banda.

[0011] O escopo do processo atualmente é secar de tal modo o material úmido colocado na superfície de secagem, que o teor de umidade final (isto é, o teor de água remanescente) do material úmido a ser seco situa-se dentro de um limite estreito certo e possível, a fim de possibilitar uma reutilização alvejada do material úmido a ser seco. Ademais, o desempenho de secagem da instalação de secagem, durante o procedimento de secagem, deve permanecer o mais constante quanto possível e aqui deve se comportar a um nível, no qual a eficiência da instalação de secagem é a mais elevada.

[0012] A fim de garantir isto, propõe-se agora de acordo com a invenção que, durante a tarefa do material úmido sobre a superfície de secagem e na área do canal de fornecimento e/ou da unidade de distribuição com o auxílio de um sensor, é controlado um parâmetro dependente do teor de água do material úmido que passa pelo sensor. No caso do parâmetro, pode tratar-se de uma porcentagem de água do material úmido ou também de um sinal de medição de uma porcentagem de água do material úmido medido pelo sensor direta ou indiretamente. Geralmente pode ser consultado qualquer parâmetro mensurável fisicamente no contexto da invenção que depende do teor de água do material úmido. Além disso, é indicado que o sensor deve se situar dentro ou ao lado do canal de fornecimento ou dentro ou ao lado da unidade de distribuição.

[0013] Em todo o caso, a invenção provê que a quantidade (volume ou massa) do material úmido depositado por unidade de tempo seja regulada constantemente, com o auxílio da unidade de distribuição sobre a superfície de secagem considerando-se o parâmetro. Portanto, o material úmido, durante o procedimento de secagem, não é depositado com sempre o mesmo fluxo estabelecido de massa ou volume sobre a superfície de secagem do início do processo de secagem. Em vez disso, o teor de água é considerado na tarefa, em que a quantidade do material úmido depositado é selecionada o quanto menor, quanto maior for o teor de água, de modo que o teor remanescente de água do material úmido deixado na instalação de secagem é sempre constante ou pelo menos se movimenta dentro de limites bem estreitos. Portanto, o desempenho de secagem da instalação de secagem permanece pelo menos aproximadamente constante preferencialmente durante o procedimento de secagem.

[0014] Em resumo, a invenção provê, portanto, controlar o teor de água do material úmido a ser seco em uma área que se situa imediatamente antes do ponto, no qual o material úmido abandona a unidade de distribuição, e regular a quantidade do material úmido abandonado dependendo do teor determinado de água imediatamente antes, ou seja, adequando-se constante ou continuamente ao teor de água.

[0015] Também é vantajoso, se o valor do parâmetro é determinado em intervalos regulares de tempo e, portanto, não continuamente (em que este último caso seria também concebível). Por exemplo, seria possível determinar o valor do parâmetro entre 1 e 100 vezes por hora e adaptar a quantidade do material úmido colocado sobre a superfície de secagem, respectivamente subsequente a medição do parâmetro, ao resultado da medição. A adaptação da quantidade do material úmido incidente sobre a superfície de secagem não é adaptada, neste caso, continuamente, porém em intervalos regulares.

[0016] Também é vantajoso, se é calculada a média do valor do parâmetro por um respectivo período definido de tempo e a quantidade do material úmido depositado por unidade de tempo sobre a superfície de secagem é regulada, com o auxílio da unidade de distribuição considerando-se o respectivo parâmetro médio. Desse modo, pode ser impedida que a quantidade de tarefa (=quantidade de material úmido que abandona a unidade de distribuição) seja modificada em função de uma flutuação somente muito breve do teor de água do material úmido que passa pelo sensor. Em vez disso, uma adaptação da quantidade de tarefa ocorre em dependência com os valores médios correspondentes, os quais são obtidos com base nas várias medições do parâmetro e, com isso, com base no teor de água de diferentes seções do material úmido. O número de mudanças da quantidade de tarefa pode ser desse modo minimizado.

[0017] Também é extremamente vantajoso, se uma mudança da quantidade do material úmido depositado por unidade de tempo sobre a superfície de secagem somente ocorre, se o valor do parâmetro muda, em um período definido de tempo, em pelo menos um valor mínimo determinado ou desvia-se em um valor mínimo determinado de um valor estabelecido de referência. Uma modificação do teor de água do material úmido que passa pelo sensor não causa inevitavelmente, neste caso, uma mudança da quantidade de distribuição. Em vez disso, a mudança ocorre apenas quando exceder ou cair abaixo de certos valores limites ou de uma mudança com base no tempo definido do teor de água do material úmido que passa pelo sensor.

[0018] É igualmente vantajoso, se o material úmido com o auxílio de um equipamento transportador, preferencialmente com o auxílio de uma bomba, é transportado por meio do canal de fornecimento para a unidade de distribuição, em que o desempenho de transporte do equipamento transportador é regulado considerando-se o parâmetro mencionado. Por exemplo, seria concebível no caso da secagem de lodo, utilizar uma bomba de matéria espessa e regulamentar o seu número de rotação dependendo do teor de água do material úmido que passa pelo sensor. Do mesmo modo, no caso da possível utilização de uma rosca transportadora helicoidal, o seu número de rotação correspondente seria variado.

[0019] Além disso, é também vantajoso, se o parâmetro é determinado sem contato. Neste caso, o sensor não está diretamente em contato com o material úmido, de modo que é eliminada a contaminação ou dano do sensor por meio do material úmido. Por exemplo, o sensor poderia ser configurado como um sensor de microondas (outra designação: ressoador de microondas). Neste caso, o sensor seria de tal modo integrado no canal de transporte, que a câmara de ressoador do sensor de micro-ondas é atravessada pelo material úmido. Dependendo do teor de água durante a medição, o sinal de ressonância do sensor de microondas muda, de modo que esse parâmetro possibilita por fim tirar conclusões sobre o teor de água do material úmido que passa pelo sensor e finalmente possibilita a regulação da quantidade de distribuição da unidade de distribuição. Além do mais, o sensor é disposto preferencialmente (visto na direção de transporte do material úmido) entre o equipamento transportador e a unidade de distribuição.

[0020] É especialmente vantajoso, se a regulação da quantidade de material úmido depositado por unidade de tempo sobre a superfície de secagem ocorre considerando-se o desempenho atual de secagem e/ou com outros valores característicos da instalação de secagem. Em outras palavras, no caso da regulação da quantidade de distribuição da unidade de distribuição, podem ser considerados assim também valores característicos específicos da instalação de secagem. Por exemplo, no caso de valores característicos/parâmetros constantes, a quantidade de distribuição pode ser selecionada com desempenho maior de secagem da instalação de secagem do que com um desempenho menor de secagem.

[0021] No entanto, também é concebível que, em adição à quantidade de distribuição, também outros tamanhos da instalação de secagem ou do processo de secagem sejam regulados dependendo do teor de água do material úmido que passa pelo sensor. Portanto, seria possível mudar o desempenho de uma extrusora configurada como parte da unidade de distribuição, se o teor de água do material úmido que passa pelo sensor mudar. Por exemplo, a unidade de distribuição pode compreender uma extrusora com um equipamento de peletização para a peletização (isto é, fragmentação) do material úmido, em que o equipamento de peletização é operado, preferencialmente, considerando-se o parâmetro e o seu parâmetro é mudado dependendo do teor de água do material úmido que passa pelo sensor.

[0022] Ademais, a invenção se refere a uma instalação de secagem para a secagem do material úmido, especialmente sob a forma de lodo, em que a instalação de secagem possui pelo menos uma superfície de secagem para a admissão do material úmido durante a sua secagem, em que a instalação de secagem possui pelo menos uma unidade de distribuição, que por meio do seu auxílio, o material úmido, durante o funcionamento da instalação de secagem, pode ser colocado na superfície de secagem, e em que a instalação de secagem compreende pelo menos um canal de fornecimento, por meio do qual o material úmido a ser seco pode ser fornecido à unidade de distribuição. Em relação às possíveis características físicas da instalação de secagem ou dos seus componentes, é feita referência primeiramente a descrição anterior e posterior, em que todas as características podem ser concretizadas em qualquer combinação ou individualmente, desde que não resulte em contradições técnicas.

[0023] Em todo o caso, a instalação de secagem (preferencialmente configurada como secador de banda) compreende pelo menos um sensor disposto na área do canal de fornecimento ou da unidade de distribuição e com o seu auxílio um parâmetro pode ser medido, o qual depende do teor de água do material úmido que passa pelo sensor. Além disso, a instalação de secagem possui um meio e com o seu auxílio, a quantidade (isto é, o fluxo de massa ou de volume) do material úmido colocado sobre a superfície de secagem pode ser regulada constantemente durante o funcionamento da instalação de secagem com o auxílio da unidade de distribuição considerando-se o parâmetro. No caso do meio, trata-se, por exemplo, de uma válvula disposta no canal de fornecimento, que com o seu auxílio pode ser regulada o rendimento máximo do material úmido do canal de fornecimento.

[0024] Em uma disposição particularmente preferencial da invenção, o referido meio compreende um equipamento transportador, que com o seu auxílio, o material úmido é fornecido, durante o funcionamento da instalação de secagem, por meio do canal de fornecimento à unidade de distribuição. Ademais, o meio compreende uma unidade de controle, a qual é configurada para regular o desempenho de transporte do equipamento transportador considerando-se o parâmetro determinado com o auxílio do sensor.

[0025] Em resumo, é vantajoso, se o equipamento transportador é configurado como uma bomba (por exemplo, bomba de matéria espessa ou de bomba de lama). A unidade de controle avalia, neste caso, os valores de medição do sensor e compara estes com os valores correspondentes depositados de referência na unidade de controle. Conforme o desvio do valor atual de medição (ou um valor médio de vários valores de medição), o controle, finalmente, muda o desempenho de transporte da bomba, a fim de adaptar, como resultado, a quantidade de distribuição do material úmido ao teor de água do material úmido que passa pelo sensor e, portanto, imediatamente antes da distribuição do material úmido estacionário.

[0026] Além disso, é vantajoso, se o sensor é configurado para determinar o parâmetro sem contato. O sensor pode ser configurado, por exemplo, como um sensor ótico, capacitivo ou com base na ressonância de microondas do sensor a ser operado, e se situa, por exemplo, atrás de uma parede transparente ou não transparente do canal de transporte ou da unidade de distribuição, de modo que o sensor mesmo não entra imediatamente em contato com o material úmido.

[0027] Outras vantagens da invenção são descritas nos exemplos de modalidade a seguir. É ilustrado esquematicamente:

[0028] Figura 1 uma vista em perspectiva de uma instalação de secagem de acordo com a invenção.

[0029] A única figura mostra uma vista em perspectiva de uma instalação de secagem para o material úmido 1 (especialmente lodo) como um exemplo de modalidade de uma instalação de secagem de acordo com a invenção, com a qual, além do mais, também pode ser executado o processo de acordo com a invenção.

[0030] A instalação de secagem compreende uma superfície de secagem 4 configurada por meio de uma banda circularmente acionada de secagem 8, em que a banda de secagem 8 é configurada como perfurada no exemplo ilustrado, a fim de possibilitar uma passagem do ar de secagem, o qual é acrescentado, por sua vez, com o arranjo de aquecimento 9 disposto, por exemplo, embaixo da superfície de secagem 4.

[0031] Ademais, a instalação de secagem dispõe uma unidade de distribuição 3 que pode ser movida alternativamente ao longo de uma condução 7 com o auxílio de um acionamento não ilustrado, e com o auxílio da unidade de distribuição 3, o material úmido 1 a ser seco pode ser colocado sobre a superfície de secagem 4, em que o material úmido 1 é fornecido a unidade de distribuição 3 por meio de um canal de fornecimento 2 configurado de modo parcialmente flexível com o auxilio de uma bomba 6.

[0032] A unidade de distribuição 3 compreende, por exemplo, uma unidade extrusora que compreende uma matriz, como também uma unidade móvel em relação a matriz, e com o seu auxílio o material úmido 1 pressionado por meio da matriz é dividido em unidades individuais em forma de pelotas de material úmido.

[0033] Evidentemente, o material úmido 1 pode abandonar também o material úmido 1 em forma de segmento a partir da unidade de distribuição 3 (ver a figura), sem ser aqui peletizado. A unidade de distribuição 3, neste caso, não possui nenhuma unidade de corte.

[0034] A fim de assegurar que o material úmido 1 seja seco, independentemente do seu teor de água até um grau uniforme de secagem, é agora provido de acordo com a invenção, que o canal de fornecimento 2 ou a unidade de distribuição 3 seja atribuído um sensor 5, com o qual possibilita determinar o teor de água do material úmido 1 imediatamente antes da tarefa sobre a superfície de secagem 4. Além disso, é provida uma unidade de controle não ilustrada, a qual é configurada para regular o desempenho de transporte da bomba 6 dependendo do teor de água do material úmido 1 que passa pelo sensor 5. Em conclusão, com isso, a quantidade de distribuição do material úmido 1 depende do teor de água determinado, em que a tarefa pode ser diminuída, no caso de um teor de água alto, e aumentada, no caso de um teor de água baixo.

[0035] Por exemplo, o ponto espesso 10 ilustrado extraído da figura, foi criado, quando o sensor 5 detectou temporariamente um teor baixo de água e o desempenho da tarefa foi aumentado, a curto prazo, em conformidade.

[0036] A presente invenção não está limitada aos exemplos de modalidade ilustrados e descritos. Modificações no contexto das reivindicações de patente são também possíveis, bem como qualquer combinação das características descritas, mesmo se elas são representadas e descritas em diferentes partes da descrição ou das reivindicações, ou em diferentes exemplos de modalidade. Lista dos números de referência 1 Material úmido 2 Canal de fornecimento 3 Unidade de distribuição 4 Superfície de secagem 5 Sensor 6 Bomba 7 Condução 8 Banda de secagem 9 Arranjo de aquecimento 10 Ponto espesso

Claims

1. Processo para a secagem de material úmido (1) com uma instalação de secagem, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer o material úmido (1) a uma unidade de distribuição (3) da instalação de secagem por meio de um canal de fornecimento (2) da instalação de secagem; depositar o material úmido (1) sobre uma superfície de secagem (4) da instalação de secagem usando a unidade de distribuição (3); detectar um valor de um parâmetro dependente do teor de água do material úmido (1) que passa pelo sensor (5) próximo de pelo menos um canal de fornecimento (2) e da unidade de distribuição (3); regular uma quantidade do material úmido (1) sendo depositada por unidade de tempo sobre a superfície de secagem (4) apenas quando o valor do parâmetro detectado na etapa de detecção muda em pelo menos uma quantidade mínima, a quantidade mínima sendo uma de uma primeira diferença entre o valor detectado na etapa de detecção e um valor de referência em um período de tempo definido ou uma segunda diferença entre o valor detectado na etapa de detecção e um valor mínimo específico; e secar o material úmido (1) sobre a superfície de secagem (4).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor do parâmetro é determinado em intervalos regulares.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material úmido (1) é transportado por meio do canal de fornecimento (2) na direção da unidade de distribuição (3), em que o desempenho de transporte do equipamento transportador é regulado considerando-se o parâmetro mencionado.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor do parâmetro é calculado em relação a um período definido, e a quantidade do material úmido (1) sendo depositada por unidade de tempo sobre a superfície de secagem (4) pela unidade de distribuição (3) é regulada com base nos respectivos parâmetros calculados.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro é determinado com o auxílio de um sensor de micro-ondas sem contato.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a regulação da quantidade do material úmido (1) sendo depositada por unidade de tempo sobre a superfície de secagem (4) ocorre com base em pelo menos um dentre o desempenho atual de secagem e valores característicos adicionais da instalação de secagem.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de distribuição (3) compreende uma extrusora com um equipamento de peletização para a peletização do material úmido (1), em que o equipamento de peletização é operado, preferencialmente, considerando-se o parâmetro.

8. Instalação de secagem para a secagem de material úmido (1), caracterizada pelo fato de que compreende: - pelo menos uma superfície de secagem (4) para a admissão do material úmido (1) durante a secagem; - pelo menos uma unidade de distribuição (3) para depositar o material úmido (1), durante o funcionamento da instalação de secagem, sobre a superfície de secagem (4); - pelo menos um canal de fornecimento (2), por meio do qual o material úmido (1) a ser seco pode ser fornecido à unidade de distribuição (3); pelo menos um sensor (5) disposto em pelo menos um do canal de fornecimento (2) e da unidade de distribuição (3), o sensor (5) medindo um valor de um parâmetro, o qual depende de um teor de água do material úmido (1) que passa pelo sensor (5); e uma unidade de controle em comunicação com o sensor (5) e a unidade de distribuição (3), a unidade de controle levando o parâmetro em consideração para regular a quantidade do material úmido (1) sendo depositada sobre a superfície de secagem (4) pela unidade de distribuição (3) enquanto a instalação de secagem está operando apenas quando o valor do parâmetro medido pelo sensor muda em pelo menos uma quantidade mínima, a quantidade mínima sendo um dentre uma primeira diferença entre o valor detectado na etapa de detecção e um valor de referência em um período definido de tempo ou uma segunda diferença entre o valor detectado em uma etapa de detecção e um valor mínimo específico.

9. Instalação de secagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o dispositivo possui um equipamento transportador para fornecer o material úmido (1) à unidade de distribuição (3) por meio do canal de fornecimento (2) durante o funcionamento da instalação de secagem, a unidade de controle regulando um desempenho de transporte do equipamento transportador ao considerar o parâmetro.

10. Instalação de secagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o equipamento transportador inclui uma bomba (6).

11. Instalação de secagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o sensor (5) é configurado para determinar o parâmetro sem contato com o material úmido (1).