BR112012003861B1 - Método e disposição para adicionar um licor de tratamento quente e vapor a um material celulósico triturado não vaporizado - Google Patents
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Abstract
método e disposição para adicionar licores de tratamento a uma matéria-prima celulósica em um processo contínuo utilizando vasos de fluxo descendente a invenção se refere a um método e a uma disposição para adicionar licor de tratamento a material celulósico triturado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo. o dito processo utiliza um vaso de fluxo descendente onde os cavacos descem ao longo do vaso em um fluxo pistão, e onde os cavacos tratados são continuamente removidos no fundo do vaso. dispor mais do que duas tubulações paralelas ( 7b) deslocadas do centro do vaso poderia melhorar a distribuição do licor de tratamento, e a agitação do fluxo pistão de cavaco que escoa descendentemente ao longo do vaso seria reduzida ao mínimo.
Description
“MÉTODO E DISPOSIÇÃO PARA ADICIONAR UM LICOR DE TRATAMENTO QUENTE E VAPOR A UM MATERIAL CELULÓSICO TRITURADO NÃO VAPORIZADO
Campo técnico [001] A presente invenção se refere a um método e a uma disposição para adicionar licor de tratamento a material celulósico triturado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo, utilizando um vaso de fluxo descendente onde os cavacos descem ao longo do vaso em um fluxo em pistão.
Descrição do estado da técnica [002] No estado da técnica tradicional empregado, era comum utilizar no cozimento da polpa química de celulose com digestores contínuos uma disposição pré-tratamento com um silo de cavaco, um vaso de vaporização e uma calha para impregnação do cavaco, antes do processo de cozimento ser estabelecido no digestor. A vaporização era realizada em uma ou várias etapas no silo de cavaco, antes da formação subsequente de uma pasta de cavacos em um fluido de impregnação ou de transporte. A vaporização tem sido considerada absolutamente necessária a fim de que se tenha certeza de que o ar e a água que estão ligados aos cavacos foram expelidos, de tal modo que o fluido de impregnação possa penetrar completamente nos cavacos, e que o ar não seja arrastado para dentro do sistema.
[003] Tentativas têm sido realizadas para integrar o silo de cavaco ao vaso de impregnação para obter um sistema mais simples.
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2/19 [004] Já no documento US 2.803.540 foi revelado um sistema no qual os cavacos oriundos de um silo de cavaco foram alimentados a um vaso, obtendo-se uma combinação da vaporização e da impregnação. Neste vaso, os cavacos foram tratados com vapor na parte superior do vaso, e o fluido de impregnação foi adicionado a mesma temperatura em vários níveis no vaso utilizando travessões/coletores anulares localizados fora da parede do vaso, e possuindo bocais que penetram na parede. Estes princípios também foram aplicados em um processo conhecido como “mumin cooking”, que é descrito em “Continuous Pulping Processes”, Technical Association of the Pulp and Paper Industry, 1970, Sven Rydholm, página 144. Neste processo, cavacos não vaporizados foram conduzidos a um vaso de impregnação combinado, onde a vaporização foi obtida na parte superior, e ao qual o fluido de impregnação foi adicionado em um ponto na parte superior do vaso durante a circulação forçada. Neste caso, o fluido de impregnação foi transportado exclusivamente na mesma direção do fluxo dos cavacos.
[005] Um sistema similar com um primeiro vaso comum de vaporização e impregnação a baixa pressão é mostrado no documento US 3.532.594, que também foi posto em operação, por exemplo, na planta Skoghall, na Suécia. Neste caso, o líquido de impregnação aquecido foi adicionado ao volume do cavaco através de uma tubulação central, mas também mostrando uma tubulação central adicional para o fornecimento de vapor. Este sistema foi abandonado mais tarde devido a várias razões, tais como,
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3/19 problemas de execução, problemas de capacidade no sistema de alimentação subsequente e grande quantidade de rejeito e de farpas na polpa marrom.
[006] Um sistema é mostrado no documento US 5.635.025, no qual os cavacos são alimentados, sem vaporização anterior, em um vaso na forma de uma combinação de silo de cavaco, vaso de impregnação e calha de cavaco. É aí que ocorre a vaporização dos cavacos, os mesmos sendo dispostos acima do nível do fluido, e uma simples adição do fluido de impregnação ocorre ao longo da parede do vaso, abaixo do nível do líquido.
[001] Esse novo sistema é revelado no documento US 6.280.567, no qual os cavacos são alimentados sem a vaporização anterior em um vaso atmosférico de impregnação, no qual os cavacos são aquecidos pela adição de licor negro quente, o que mantém a temperatura em torno de 130-140°C. O líquido de impregnação é adicionado através de bocais, de modo similar ao mostrado no documento US 2.803.540, isto é, utilizando bocais de alimentação que penetram na parede do vaso.
[007] Um sistema alternativo é revelado pelo documento SE 523.850, no qual o licor negro pressurizado é adicionado à parte superior do vaso de vaporização, onde o licor negro, após ser submetido a uma redução na pressão libera vapor para o processo de vaporização. A adição do licor negro quente é realizada através de uma tubulação de abastecimento horizontal que penetra o leito do cavaco, e possui vários orifícios ao longo do comprimento da tubulação. Mesmo se a distribuição do licor negro quente for realizada sobre uma maior
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4/19 área (mas não sobre toda a seção transversal), esta solução não é conveniente, já que a tubulação horizontal pode impedir o movimento do pistão do cavaco. A técnica anterior tem utilizado principalmente ou uma tubulação central ou bocais anulares de distribuição para o líquido de impregnação adicionado ao vaso combinado de vaporização e impregnação. Durante os últimos anos, a capacidade de projeto de novos sistemas digestores tem aumentado significativamente, de basicamente 500-2000 ADt/24h até taxas de produção acima de 5000 ADt/24h. Enquanto a taxa de produção do projeto aumenta, o diâmetro do vaso combinado de vaporização e impregnação do cavaco também aumenta. Pelo fato de o diâmetro do vaso aumentar, juntamente com o uso da tecnologia do estado da técnica, o licor de tratamento adicionado pode não ser distribuído uniformemente sobre toda a área transversal do vaso, resultando em um gradiente de concentração química.
[008] O documento SE 523.850 revela outra solução para melhorar a distribuição, mas, ao contrário, apresenta um grande risco de entupimento devido ao volume do cavaco.
[009] Outra desvantagem da tubulação central única para adicionar produtos químicos de tratamento em grandes vasos de tratamento é que o fluxo de produtos químicos é alto, e prejudicaria o movimento uniforme do fluxo em pistão na parte inferior do vaso.
[0010] Outras desvantagens de apenas uma tubulação central para adicionar produtos químicos de tratamento são:
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5/19 o diâmetro da tubulação central se tornar maior em sistemas com alta capacidade de projeto, o que significa que um orifício com o mesmo diâmetro da tubulação é formado abaixo da extremidade da tubulação central, que pode prosseguir por todo o caminho até o fundo do vaso, que, por sua vez, dá origem à canalização do licor (e do cavaco);
que uma grande quantidade do vapor expandido gerado é introduzida em um ponto, o que pode resultar na canalização do vapor ao redor da tubulação central devido à alta velocidade do vapor que escoa em contra-corrente em relação ao fluxo do cavaco, o que poderia resultar no sopro de vapor sobre a pilha de cavacos.
[0011] Uma desvantagem do coletor de distribuição fora do vaso e bocais de abastecimento que penetram na parede do vaso para adicionar substâncias químicas de tratamento é, exceto a necessidade adicional por válvulas de controle/instrumentação e tubulações, portanto, aumento nos custos, a dificuldade de distribuir completamente os produtos químicos desde o lado do casco até o centro do vaso, e, assim, existe um risco aparente de canalização do licor ao longo do casco do vaso. Todas estas desvantagens podem resultar em um tratamento desigual dos cavacos, de tal modo que é produzida uma polpa com qualidade completamente diferente dos fluxos em pistão mais próximos da parede ou da tubulação central.
[0012] A técnica com um vaso de tratamento comum para a vaporização e a impregnação em condições basicamente atmosféricas é
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6/19 comercializada pela Metso Paper, sob o nome de IMPBIN™. Diversos melhoramentos do conceito foram patenteados:
- SE 518.738 (US 7.381.302), com líquidos de impregnação adicionados em temperaturas sucessivamente crescentes em posições no IMPBIN com um maior travessão fixo;
- SE 528.448 (EP 1 818 445), com circulações do licor de IMPBIN separado daqueles no digestor;
- SE 530.725 (EP 2 065 513), com chuveiros de arrefecimento no topo do IMPBIN para impedir a ascensão de gases malcheirosos.
[0013] As desvantagens supracitadas em relação à adição de licores de tratamento do estado da técnica se tornam óbvias quando os tamanhos destes vasos de vaporização e impregnação do tipo IMPBIN se tornam maiores. O diâmetro de um vaso cilíndrico de IMPBIN típico, para um sistema digestor com capacidade acima de 5000 ADT por dia é bem acima de 9 metros.
Objeto e propósito da invenção [0014] O principal objetivo da invenção é obter uma disposição melhorada para a adição de licores de tratamento a cavacos durante a produção de polpa química, em um processo contínuo utilizando um vaso de fluxo descendente onde os cavacos descem ao longo do vaso em um fluxo em pistão, cuja disposição não apresenta as desvantagens que estão associadas com outras soluções conhecidas, como descrito acima. Este objetivo principal se torna mais importante em
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7/19 processos de alta capacidade, com capacidades de produção bem acima de 4000 e da ordem de 6000 ADT/polpa por dia, e onde os vasos de tratamento são grandes e possuem diâmetros bem acima de 9 metros.
[0015] Um objetivo específico é permitir um tratamento uniforme ao material de madeira em todo o volume do vaso de tratamento, minimizando variações no número kappa da polpa produzida e diminuindo a quantidade de rejeitos (material de madeira não cozido) oriunda do processo. Através de uma distribuição inicial uniforme do licor negro alcalino, garantindo-se então que a concentração de álcali sobre toda a seção transversal e todo o volume será suficiente, os volumes dos cavacos expostos à extensiva pré-hidrólise ácida também poderiam ser reduzidos, já que a pré-hidrólise ácida é negativa em relação às propriedades de resistência e ao rendimento da polpa.
[0016] Outro objetivo específico é minimizar os efeitos de canalização do fluxo em pistão no cavaco ou material de madeira, cujas formações de canais ou espaços vazios é quase impossível de evitar utilizando tubulações centrais específicas com diâmetros grandes, de acordo com o estado da técnica convencional. Se tais canais são formados dentro do vaso de tratamento, então a maior ou uma grande parte do licor de tratamento adicionado pode ser contornado pelo fluxo global de material de madeira que se pretende tratar no vaso de tratamento.
[0017] Um outro objetivo específico é diminuir a velocidade do vapor que se desenvolve a
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8/19 partir do licor de tratamento quente, o que, por si, reduz o risco de canalização e vazamento de vapor ao longo da superfície externa das tubulações de abastecimento. Reduzindo a velocidade do vapor, reduz-se também o risco de ascensão, isto é, do vapor ser empurrado de encontro a todo o volume do cavaco.
[0018] A invenção pode ser utilizada vantajosamente no cozimento de cavacos de madeira de lei e de madeira conífera, bagaço e outras plantas sazonais.
Curta descrição da invenção [0019] As características da invenção são aqui definidas, bem como modalidades opcionais. A invenção também é revelada em uma modalidade preferida, mas qualquer característica específica desta modalidade poderia opcionalmente ser incluída como tal na invenção, se não for definida especificamente como uma característica necessária do efeito pleiteado
Descrição dos desenhos [0020] A Figura 1 mostra um vaso de impregnação de acordo com o estado da técnica.
[0021] A Figura 2 mostra um detalhe de uma tubulação central utilizada na Figura 1.
[0022] A Figura 3 mostra uma modalidade da invenção a partir de uma vista lateral.
[0023] A Figura 4 mostra a Figura 3 de uma vista de cima.
Descrição detalhada das modalidades preferidas [0024] Durante a descrição a seguir será utilizado o termo “licor de tratamento”, e por isto entende-se um tipo de licor de tratamento que se
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9/19 pretende adicionar uniformemente a todo o fluxo de cavaco no vaso de tratamento. Este licor de tratamento poderia compreender apenas o licor de cozimento gasto, isto é, o licor negro oriundo de um digestor subsequente, mas poderia também ser uma mistura de dois ou mais dos seguintes líquidos:
• licor negro, • substâncias químicas de cozimento frescas, tais como licor branco (e aditivos, por exemplo, antraquinona), • líquidos de diluição provenientes do estágio de lavagem subsequente (isto é, filtrado de lavagem oriundo de tais estágios de lavagem), • vapor (adicionado diretamente para aquecer o licor de tratamento).
[0025] O termo “líquido de tratamento” também será utilizado, e por isto entende-se o líquido de tratamento adicionado ou retirado do vaso, que, além do licor de tratamento parcialmente utilizado, também contém umidade do cavaco ou qualquer outro conteúdo orgânico ou inorgânico dissolvido presente nos cavacos.
[0026] O termo “vaso de tratamento” também será utilizado, e por isto entende-se qualquer tipo de vaso de tratamento utilizado para tratar cavacos, ou na forma de deslignificação ou no estado de impregnação, isto é, o vaso pode ser um vaso atmosférico de vaporização e tratamento combinados, como IMPBIN, ou um digestor pressurizado.
[0027] O termo “material celulósico triturado” será utilizado, que preferencialmente
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10/19 poderia estar na forma de cavacos de madeira, mas
| também como | material | de | madeira | mais | fragmentado, |
| tal como | serragem | ou | pequenos | cavacos, todos | |
| obtidos ou | da madeira | de lei | ou | da madeira | |
| conífera. | [0028] Uma | disposição | do | estado da |
técnica para a impregnação de cavacos durante a produção de polpa química é mostrada na Figura 1, e está em todas as partes essenciais do conceito IMPBIN vendido pela Metso, incluindo o método de vaporização úmida de cavacos em uma pressão basicamente atmosférica (± 50 kPa, isto é, não um vaso de pressão). A disposição compreende um vaso de impregnação essencialmente cilíndrico 30 dispostos verticalmente, dentro do qual cavacos não cozidos são continuamente alimentados no topo do vaso de impregnação através de dispositivos de alimentação, na forma de uma pequena proteção 1 para o cavaco sem vaporização e de uma calha de alimentação (alimentação do cavaco) 2. Os cavacos que são alimentados no vaso de impregnação são então cavacos não aquecidos, que normalmente possuem a mesma temperatura do meio ambiente.
[0029] A pressão no vaso pode ser ajustada quando necessário através de uma válvula de controle 31 disposta em uma linha da válvula 4, no topo do vaso de impregnação, possivelmente também em combinação com o controle do vapor ST através de linhas de entrada 5.
[0030] Quando a pressão atmosférica é estabelecida, esta linha da válvula pode ser aberta diretamente para a atmosfera. É preferível que a pressão seja estabilizada no nível da pressão
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11/19 atmosférica, com uma variação ligeiramente inferior de magnitude -50 kPa pela saída 4, ou ligeiramente superior de magnitude até de 50 kPa.
[0031] A entrada de um fluxo de ventilação SW_AIR (ar de varredura) pode ser aplicada no topo quando necessária, o que garante a remoção de qualquer gás presente ou trazido para dentro do vaso durante a alimentação de material celulósico triturado.
[0032] Os cavacos impregnados são retirados continuamente através de dispositivos de saída, no presente caso, na forma de uma tubulação de saída 10, possivelmente também em combinação com raspadores de fundo (não mostrados no desenho), no fundo do vaso de impregnação 30.
[0033] O nível dos cavacos CH_LEV, acima do nível do líquido LIQ_LEV, deveria ser pelo menos 2 metros e preferencialmente pelo menos 5 metros na impregnação de cavacos de madeira. No caso de formação de polpa de matéria-prima de baixa densidade, um aumento correspondente na altura da coluna de cavacos sobre a superfície do fluido é estabelecido preferencialmente. Esta altura é importante para garantir um trajeto ótimo dos cavacos em um fluxo em pistão uniforme através do vaso.
[0034] Na impregnação principalmente de tipos de madeira de fácil cozimento, tais como eucalipto e outras plantas sazonais, a vaporização com vapor fresco pode ser essencialmente evitada. Portanto, o vapor fresco não é adicionado necessariamente aos cavacos presentes no topo do nível do fluido estabelecido pelo fluido de
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12/19 impregnação durante a operação normal em estado estacionário. A invenção também pode ser aplicada mesmo se a madeira conífera com menor densidade é utilizada como matéria-prima, reduzindo significativamente a necessidade de vaporização, isto é, diminuindo-se a adição de vapor fresco.
[0035] Quando se trata primeiramente matéria-prima de madeira que é difícil de cozinhar, especialmente madeira conífera com baixa densidade, e em situações operacionais com temperatura dos cavacos extremamente baixa (tal como durante o inverno), os cavacos presentes acima do nível do fluido estabelecido pelo fluido de impregnação podem ser aquecidos pela adição de vapor externo ST ao vaso de impregnação, de modo que a temperatura dos cavacos se aproxime de 100°C na pilha do cavaco antes dos cavacos atingirem o nível do fluido que foi estabelecido pelo licor de tratamento.
[0036] O licor de tratamento adicionado através de uma tubulação central comum 7a pode também ser estabelecido como uma mistura proveniente de fontes totalmente separadas, isto é, não de um fluxo comum de licor negro. Por exemplo, o licor de tratamento também pode conter um filtrado de lavagem.
[0037] O licor de tratamento adicionado também pode ser uma mistura de licor negro e de uma quantidade aditiva de produtos químicos frescos, isto é, licor branco, com o propósito de estabelecer perfis alcalinos que são necessários ao processo. Em particular, se o álcali residual no licor negro é baixo. Um rápido consumo inicial de álcali normalmente ocorre, simplesmente para
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13/19 neutralizar a acidez da madeira, enquanto se deseja manter o álcali residual final, após o estágio de impregnação, em um determinado nível. A quantidade necessária de álcali adicional é dependente principalmente do nível da acidez da madeira liberada durante a vaporização do volume do cavaco acima do nível do líquido, e, portanto, dependente do tipo de madeira que está sendo tratada (conífera ou de lei).
licor de tubulação adição do uma única tratamento central 7.
[0038] O vaso pode ser equipado com ou sem peneiras de extração para permitir a extração do líquido REC no início do processo.
[0039] A Figura 2 é uma vista detalhada da Figura 1 da área de BL através de
Como revelado no presente pedido, a saída da tubulação central 7 está localizada acima do nível do líquido LIQ_LEV. O licor de tratamento quente adicionado de acordo com o conceito de vaporização úmida é alimentado no centro do vaso, como mostrado através das setas direcionadas para baixo. A pressão na pilha de cavaco no nível da extremidade de saída da tubulação central é menor do que a pressão de ebulição do licor de tratamento adicionado, e o licor de tratamento adicionado então causará um efeito de evaporação flash ao vapor, como mostrado através das setas ascendentes mais escuras. O vapor adicional fresco e/ou flash ST gerado a partir de um outro sistema de recuperação de calor (tal como ciclone de expansão, refervedor, trocador de calor, etc.) também poderia ser adicionado nesta posição de altura, dependendo da necessidade de tal vapor adicional, e este fluxo
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14/19 de vapor é mostrado através de setas ascendentes de coloração um pouco menos escura.
[0040] Como mostrado aqui, o perfil de álcali na coluna do cavaco é indicado pelos limites do pH, onde pH1 e pH2 indicam diferentes pHs estabelecidos em cada linha de fronteira respectiva, e onde o pH em pH1 > pH2.
[0041] Outro resultado da utilização de uma tubulação central grande para o fornecimento do licor de tratamento é a formação de um grande orifício ou de uma parte central menos compacta do pistão do cavaco descendo pelo vaso, e esta área é marcada por CF. Esta parte central CF com menos cavacos bem empacotados poderia formar um canal para o licor de tratamento adicionado que, em vez de ser distribuído a todo o volume do cavaco, é conduzido mais rapidamente para a extremidade de saída do vaso de tratamento com menos tempo efetivo de tratamento sobre os cavacos.
[0042] Na Figura 3 é mostrada uma modalidade preferida da invenção, com ênfase nos melhoramentos realizados em relação ao projeto do estado da técnica na Figura 1. No presente pedido é mostrada uma disposição para adicionar o licor de tratamento BL ao material celulósico triturado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo. O processo utiliza um vaso de fluxo descendente 13 onde o material celulósico triturado desce ao longo do vaso em um fluxo em pistão, e onde o material celulósico triturado tratado é retirado continuamente no fundo do vaso, similar ao que está projetado na Figura 1. O melhoramento, neste caso,
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15/19 é que o licor de tratamento BL é fornecido de uma fonte comum BL através de uma tubulação 7 até um travessão comum 7c. Mais do que duas tubulações verticais 7b são conectadas através de suas extremidades superiores ao travessão comum 7c, e suas extremidades inferiores abertas são inseridas no fluxo em pistão do cavaco. Como será mostrado em uma vista superior na Figura 4, as tubulações verticais localizadas em uma posição radial R1 no vaso de tratamento são menores do que o raio R2 do vaso de tratamento na altura das extremidades inferiores abertas das tubulações verticais.
[0043] Como mostrado na Figura 4, o travessão comum 7c é preferencialmente circular, com um raio R1, e está localizado em um plano horizontal dentro do vaso. Isto permitirá que a alimentação dos cavacos no centro do vaso não seja perturbada. O raio R1 é, preferencialmente, de 20-80% do raio R2, e, mais preferencialmente, de 50-66% do raio R2. No ponto a 50% de R1 a distância à parede ao centro do vaso é a mesma, e, portanto, o percurso de deslocamento é igual em extensão. O ponto a 66% de R1 corresponde à “proporção dourada”, e onde os volumes similares de polpa, devido à forma cilíndrica do vaso, devem ser deslocados para fora e para dentro na direção radial, a partir do ponto de adição, pelo licor de tratamento adicionado próximo. Em uma modalidade alternativa, o travessão interno também poderia ter a forma de uma ferradura, isto é, a forma de um “U”, ao invés da tubulação de distribuição circular mostrada na Figura 4.
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16/19 [0044] As tubulações verticais 7b são conectadas ao travessão comum 7c em posições angulares uniformes na direção circunferencial do travessão comum circular 7c. Isto significa que pelo menos três tubulações verticais 7b poderiam estar conectadas ao travessão comum 7c em posições angulares separadas em 120° na direção circunferencial do travessão circular, ou que pelo menos quatro tubulações verticais 7b poderiam estar conectadas ao travessão comum 7c em posições angulares separadas em 90° além da direção circunferencial do travessão circular, esta última versão mostrada na Figura 4.
[0045] Como mostrado na Figura 3, uma única válvula de controle CV poderia ser disposta na tubulação 7 fora do vaso de tratamento 13, e, preferencialmente, próxima a ou, preferencialmente, na parede externa do vaso de tratamento. Através desta localização, a pressão do licor de tratamento poderia ser mantida no sistema de tubulação até a parede do vaso de tratamento, e qualquer redução na pressão seria produzida apenas na tubulação localizada fora do vaso de tratamento.
[0046] Em uma modalidade alternativa (não mostrada) o travessão de fornecimento comum poderia também estar presente fora do vaso, e cada tubulação vertical individual 7b poderia ser controlada através de sua própria válvula de controle individual.
[0047] Como mostrado na Figura 3, um filtro de coleta 6 também poderia ser disposto, mas não necessariamente, na parede do vaso de tratamento, retirando um fluxo de líquido de
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17/19 tratamento do vaso de tratamento, o filtro de coleta sendo disposto na, acima ou abaixo das extremidades inferiores abertas das tubulações verticais 7b. A necessidade de quaisquer destes filtros de coleta é muito mais dependente do perfil do álcali de todo o processo e do tipo de madeira.
[0048] A disposição como mostrada proporciona então um método para adicionar um licor de tratamento a um material celulósico triturado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo utilizando um vaso de fluxo descendente, onde os cavacos descem ao longo do vaso em um fluxo em pistão e onde os cavacos tratados são continuamente retirados no fundo do vaso, e onde a adição do licor de tratamento é realizada através de duas ou mais tubulações dispostas em paralelo à direção do fluxo em pistão, distribuindo, assim, o licor de tratamento em fluxos paralelos em múltiplos pontos ao longo da área do fluxo em pistão, e reduzindo ao mínimo a interferência do fluxo em pistão.
[0049] De acordo com o método inventivo, é preferido que, durante as operações em estado estacionário (isto é, excluindo as partidas e paradas ou perturbações ocasionais), o nível do fluido no vaso seja estabelecido de tal modo que ele esteja abaixo do nível dos cavacos no vaso de tratamento, e que as saídas das tubulações estejam localizadas acima do nível do fluido, mas abaixo do nível dos cavacos no vaso de tratamento. O método inventivo utiliza o processo de vaporização a úmido, onde a temperatura do licor de tratamento adicionado através de duas ou mais tubulações na
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18/19 posição das saídas excede a temperatura de ebulição na pressão predominante próximo às saídas, de tal modo que um efeito de evaporação por flash obtido no volume do cavaco localizado acima do nível do fluido no vaso. Portanto, não há necessidade de utilizar qualquer tanque de expansão para evaporação flash do vapor e a pressão do licor negro retirado do digestor, e o licor negro é, por sua vez, evaporado por flash dentro da pilha de cavaco, onde o aquecimento é necessário e não existem perdas de energia.
[0050] Em uma maneira preferida, mas não necessária, a retirada do fluido de tratamento poderia ocorrer, de acordo com a invenção, em uma posição na parede do vaso de tratamento, induzindo um fluxo de deslocamento radial do licor de tratamento proveniente das saídas das tubulações e, em seguida, através dos cavacos no volume do líquido.
[0051] Além da modalidade mostrada com a adição do licor de tratamento realizada através de duas ou mais tubulações dispostas em paralelo à direção do fluxo em pistão, licor de tratamento adicional também poderia ser adicionado simultaneamente através de bocais de distribuição presentes no casco do vaso.
Testes [0052] Nos testes com um IMPBIN de diâmetro grande, similar à Figura 1, sem qualquer remoção em uma seção de tela 6, foi surpreendentemente encontrado que o nível do pH 5 metros abaixo do nível do líquido era tão baixo quanto 9,0, e isto implica em nenhum álcali
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19/19 residual, como um pH abaixo de 11 indica nenhum álcali residual. A amostra de teste do líquido de tratamento foi retirada em um pino simples de 25 mm localizado na parte externa a uma profundidade de 5 m. Este nível baixo na parede do IMPBIN foi o mais surpreendente, já que o nível do álcali residual nos cavacos retirados do vaso de tratamento era da ordem de 35 g/l, quando o nível do álcali do licor de tratamento adicionado era de 88 g/l.
[0053] Durante o teste com um volume retirado de 1,5 m3/BDT, os cavacos tinham, em vez disso, um nível de álcali residual de cerca de 2-5 g/l obtido no líquido de tratamento retirado. Contudo, ainda não tão alto como indicado pelo nível do álcali residual nos cavacos retirados do vaso de tratamento.
[0054] Estes testes indicaram o perfil geral do álcali ao longo do vaso, como mostrado na Figura 2, indicando os limites pH1 e pH2, respectivamente, e a necessidade de uma melhor distribuição do licor de tratamento por todo o fluxo em pistão.
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para adicionar um licor de tratamento quente e vapor a um material celulósico triturado não vaporizado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo utilizando um vaso de fluxo descendente (13), onde os cavacos descem ao longo do vaso em um fluxo em pistão, e onde os cavacos tratados são retirados continuamente no fundo do vaso, caracterizado por adicionar licor de tratamento quente através de duas ou mais tubulações dispostas em paralelo à direção do fluxo em pistão, a temperatura do licor de tratamento adicionado por meio das duas ou mais tubulações na posição das saídas excedendo a temperatura de ebulição na pressão predominante próxima às saídas, de modo que um efeito de evaporação flash é obtido no volume de cavaco localizado acima do nível de fluído no vaso, distribuindo, assim, o licor de tratamento em fluxos paralelos e em vapor flash em múltiplos pontos ao longo da área do fluxo em pistão, onde as tubulações verticais (7b) localizadas em uma posição radial R1 no vaso de tratamento são menores do que o raio R2 do vaso de tratamento na altura das extremidades inferiores abertas das tubulações verticais (7b), e reduzindo a interferência do fluxo em pistão a um mínimo, em que o nível de fluido no vaso é estabelecido tal que se encontra abaixo do nível dos cavacos no vaso de tratamento, e em que as saídas das tubulações estão localizadas acima do nível do fluido, mas abaixo do nível dos cavacos no vaso de tratamento.Petição 870190029953, de 28/03/2019, pág. 26/30
- 2/42. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela remoção do fluido de tratamento ocorrer em uma posição dentro da parede do vaso de tratamento, induzindo um fluxo deslocamento de radial de licor de tratamento proveniente das saídas das tubulações e adicionalmente através dos cavacos no volume de líquido.
- 3.Disposição para adicionar um licor de tratamento quente e vapor a um material celulósico triturado não vaporizado, preferencialmente cavacos de madeira, durante a produção de polpa química em um processo contínuo utilizando um vaso de fluxo descendente (13), onde os cavacos descem através do vaso em um fluxo em pistão, e onde os cavacos tratados são retirados continuamente no fundo do vaso, o vaso incluindo válvulas de controle (31) no topo do vaso mantendo a pressão no vaso entre a pressão atmosférica e uma pressão ligeiramente excessiva de até 50 kPa, caracterizada pelo fato do licor de tratamento quente ser fornecido através de uma fonte comum (BL) contendo licor de tratamento quente tendo uma temperatura acima da temperatura de ebulição na pressão estabelecida pelas válvulas de controle (31) por meio de uma tubulação (7) para um travessão comum (7c), e mais do que duas tubulações verticais (7b) estando conectadas com as extremidades superiores das mesmas ao travessão comum, e possuindo as extremidades inferiores abertas inseridas no fluxo em pistão do cavaco e localizadas na posição radial R1 no vaso de tratamento, que é menor do que o raio R2 do vaso dePetição 870190029953, de 28/03/2019, pág. 27/303/4 tratamento na altura das extremidades inferiores abertas das tubulações verticais (7b), as extremidades inferiores abertas localizadas acima do nível de líquido (LIQ_LEV) estabelecido pela adição de líquido de tratamento quente, porém abaixo do nível de material celulósico triturado (CH_LEV) estabelecido pela alimentação de material celulósico triturado não vaporizado ao vaso de tratamento.
- 4. Disposição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato do travessão comum (7c) ser circular e com um raio R1, e estar situado em um plano horizontal dentro do vaso.
5. Disposição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato do raio R1 ser 20-80% do raio R2. 6. Disposição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de as tubulações verticais (7b) serem conectadas ao travessão comum (7c) nas mesmas posições angulares na direção circunferencial do travessão circular. - 7. Disposição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de pelo menos três tubulações verticais (7b) serem conectadas ao travessão comum (7c) em posições angulares espaçadas em 120o na direção circunferencial do travessão circular.
- 8. Disposição, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de pelo menos quatro tubulações verticais (7b) serem conectadas ao travessão comum (7c) em posiçõesPetição 870190029953, de 28/03/2019, pág. 28/304/4 angulares espaçadas em 90o na direção circunferencial do travessão circular.
- 9. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizada pelo fato de uma única válvula de controle (CV) ser disposta na tubulação (7) no exterior do vaso de tratamento para todas as tubulações individuais sendo dispostas paralelas ao fluxo em pistão e, preferencialmente, próximo a ou na parede exterior do vaso de tratamento.
- 10. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizada pelo fato de uma válvula de controle (CV) ser disposta na tubulação (7) fora do vaso de tratamento para cada tubulação individual sendo disposta paralela à direção do fluxo em pistão e, preferencialmente, próximo a ou na parede exterior do vaso de tratamento.
- 11. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizada pelo fato de um filtro de remoção (6) ser disposto na parede do vaso de tratamento, removendo um fluxo de líquido de tratamento a partir do vaso de tratamento, o filtro de remoção sendo localizado na, acima ou abaixo das extremidades inferiores abertas das tubulações verticais (7b).
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