BR112016029082B1 - Método para prevenção ou diminuição da formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel, painel ou similar - Google Patents

Método para prevenção ou diminuição da formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel, painel ou similar Download PDF

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Abstract

MÉTODO PARA PREVENÇÃO DE FORMAÇÃO DE INCRUSTAÇÃO. A presente invenção refere-se ao fornecimento de um método para prevenção ou diminuição da formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel, painel ou similar, em que o ácido perfórmico do método é empregado como um agente anti-incrustação.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel, painel ou similar de acordo com preâmbulo da reivindicação independente incluída.
[002] A incrustação indica a formação de depósitos inorgânicos nas superfícies do processo, e é muitas vezes um grave problema nos processos industriais ricos em água, tal como, produção de papel e painel. Na produção de papel e painel, especialmente a tendência recente voltada para circulação de água do processo concluído, tem aumentado os problemas relacionados à formação de incrustação.
[003] Um dos compostos na formação de incrustação mais comuns na produção de papel e painel é o carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio é geralmente empregado como enchimento na matéria-prima assim como pigmento mineral nas composições de revestimento. Quando as fibras recicladas e rompidas do processo são empregadas como matéria-prima da fibra, os níveis de carbonato de cálcio aumentam no fluxo do processo, assim como, o risco de formação de inscrustação de carbonato de cálcio nas superfícies do processo.
[004] Os problemas com a incrustação são normalmente resolvidos pela adição de diferentes agentes antiescalantes ou inibidores de incrustação aos fluxos de água do processo. Os compostos antiescalantes típicos são, por exemplo, diferentes fosfonatos e policarboxilatos. De qualquer modo, existe uma necessidade constante de novos compostos e métodos eficazes para a redução de formação de incrustação na produção de papel e painel.
[005] Um objetivo desta invenção é minimizar ou, até mesmo, eliminar totalmente as desvantagens existentes na técnica anterior.
[006] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um método seguro e eficaz para a prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo na produção de papel e painel.
[007] Um outro objetivo da presente invenção é fornecer um método benéfico ao meio ambiente para a prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo na produção de papel e painel.
[008] Estes objetivos são obtidos com uma invenção tendo as características apresentadas abaixo nas partes caracterizadoras das reivindicações independentes.
[009] Algumas das modalidades preferidas da invenção são apresentadas nas reivindicações independentes.
[0010] O método típico de acordo com a presente invenção para a prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel, painel ou outros, usaácido perfórmico como um agente anti-incrustação.
[0011] Atualmente tem sido constatado que a adição de ácido perfórmico eficazmente impede, ou pelo menos diminui, a formação de incrustação nas superfícies do processo na produção de papel e painel. Os resultados que têm sido obtidos nos moinhos de papel sofrendo de graves problemas de incrustação têm sido inesperadamente bons. É altamente surpreendente que até mesmo pequenas quantidades de ácido perfórmico sejam capazes de forma bem sucedida reduzir e impedir a formação de incrustações. Além disso, o ácido perfórmico é um produto da reação do ácido fórmico e peróxido de hidrogênio e é completamente biodegradável e de corrosão segura. Deste modo seu uso como agente anti-incrustação é vantajoso, como não prejudica o meio ambiente ou o equipamento do processo.
[0012] O ácido perfórmico, CH2O3, é empregado na invenção como uma solução aquosa. Tipicamente o ácido perfórmico tem uma concentração de pelo menos 10 %, calculada como o peso em volume, tipicamente em torno de 13,5 %, calculada como o peso em volume. De preferência, a solução aquosa de ácido perfórmico é empregada como uma solução de equilíbrio compreendendo ácido perfórmico, ácido fórmico e peróxido de hidrogênio.
[0013] O ácido perfórmico pode ser adicionado à água do processo do processo de produção do painel ou papel de pelo menos uma localização do processo, que compreende caixa da máquina, caixa de misturação, canal de água branca, silo de arame, circuito de curta circulação, tanque de armazenamento de água branca, sistema de recuperação de fibra e/ou sistema de água de chuveiro. Também possível adicionar o ácido perfórmico à água do processo em várias diferentes localizações, selecionadas das localizações dadas acima.
[0014] Uma unidade de preparação para o ácido perfórmico, que é adequada para uso na presente invenção, tem sido projetada por Kemira Oyj, Finlândia. O ácido perfórmico pode, deste modo, ser preparado na proximidade imediata da localização do processo onde é adicionada à água do processo. Isto garante a elevada eficiência química do ácido perfórmico. O ácido perfórmico é levado para a localização do processo através de conexões adequadas e alimentado em um fluxo desejado de água do processo pelo uso de meios adequados de alimentação.
[0015] De preferência, o ácido perfórmico é empregado durante o processo normal de produção de papel ou painel, não apenas durante as paralisações de limpeza para limpeza das superfícies do processo. Isto significa que a adição do ácido perfórmico pode ser contínua, isto é, o ácido perfórmico é continuamente adicionado à água do processo em, pelo menos, uma localização do processo durante o processo de produção do painel ou papel. Alternativamente o ácido perfórmico pode ser adicionado à água do processo sob período de tempo específico em intervalos predeterminados de tempo.
[0016] A adição de ácido perfórmico pode ser completamente automatizada. É possível que exista pelo menos um sensor que detecta a quantidade de ácido perfórmico na água do processo, e a adição do ácido perfórmico pode ser automaticamente ajustada de acordo com a informação obtida a partir de pelo menos um sensor. De acordo com uma modalidade, a concentração de ácido perfórmico na água do processo é detectada, ou em intervalos predeterminados ou continuamente, e a adição de ácido perfórmico é automaticamente ajustada de acordo com a informação obtida sobre a concentração. Este tipo de sistema melhora o controle da quantidade adicionada e garante a concentração eficaz adequada de ácido perfórmico na água do processo.
[0017] O ácido perfórmico pode ser adicionado à água de processo não filtrada e/ou água fresca entrando no processo. É também possível adicionar o ácido perfórmico à água do processo filtrada.
[0018] A quantidade de ácido perfórmico necessária para se obter um efeito positivo de anti-incrustação é baixa, o que é vantajoso para a economia global do processo. A adição do ácido perfórmico pode ser na faixa de 0,1 - 150 mg/l, de preferência de 0,3 - 100 mg/l, mais de preferência de 0,5 - 50 mg/l, até mesmo mais de preferência de 0,7 - 20 mg/l. Estes valores são dados como a concentração final de ácido perfórmico no fluxo do processo. Isto significa que se o ácido perfórmico é adicionado à água do processo em várias diferentes localizações, a adição em uma localização pode ser mais baixa do que acima definida, já que a quantidade de adição final está dentro das faixas acima definidas.
[0019] Tipicamente o pH da água do processo é > 7, de preferência > 7,3, mais de preferência na faixa de 7,5 - 8,5, antes da adição do ácido perfórmico ao fluxo de água do processo. Tem sido observado que a adição do ácido perfórmico não significantemente altera o pH da água do processo, isto é, o pH da água do processo permanece no mesmo nível após a adição do ácido perfórmico à água do processo. Isto significa também que o efeito anti-incrustação, que obtido com a presente invenção, não é resultado de uma redução de pH, mas tem alguma outra base, que não é ainda completamente compreendida. De acordo com uma modalidade preferível da invenção, o valor do pH da água do processo muda de menos do que 1, de preferência de menos do que 0,5, mais de preferência de menos do que 0,3, unidades de pH após a adição de ácido perfórmico. Isto significa que a diferença entre o valor do pH da água do processo antes e após a adição do ácido perfórmico é de menos do que 1, de preferência de menos do que 0,5, mais de preferência de menos do que 0,3, até mesmo mais de preferência de menos do que 0,2, unidades de pH.
[0020] De acordo com uma modalidade preferível da invenção o ácido perfórmico é especialmente empregado para a prevenção de formação de incrustação de carbonato de cálcio. A incrustação de cálcio é o problema comum na produção de papel e painel, especialmente na produção de graduações de papel revestido, assim como, na produção de painel ou papel, onde as fibras recicladas e/ou rompidas são empregadas como matéria-prima. A presente invenção é vantajosa para os processos de produção de papel ou painel, onde a concentração de cálcio na água do processo em circulação está na faixa de 100 - 1.000 mg/l, de preferência de 200 - 800 mg/l, mais de preferência de 400 - 600 mg/l.
[0021] De acordo com uma modalidade, a invenção é adequada para o processo de produção, que usa uma matéria-prima da fibra, que compreende pelo menos 50 % em peso, de preferência de pelo menos 75 % em peso do material de fibra reciclada, calculado na base no peso da fibra seca. Por exemplo, o material de fibra pode compreender de 50 - 100 % em peso, de preferência de 65 - 100 % em peso, mais de preferência de 75 - 100 % em peso, o material de fibra reciclada, calculado na base no peso da fibra seca.
[0022] De acordo com outra modalidade, a invenção é adequada para o processo de produção, que usa uma matéria-prima da fibra, que compreende 100 % em peso material de fibra reciclada. De acordo com ainda outra modalidade, a invenção é adequada para o processo de produção, que usa uma matéria-prima da fibra, que compreende 100 % em peso do material de fibra puro.
[0023] Como descrito, o ácido perfórmico eficazmente impede ou diminui a formação de incrustação. É possível o processo de produção ser livre das etapas de lavagem com ácido. Convencionalmente as superfícies do processo são limpas dos depósitos e incrustações formados por meio do uso da lavagem com ácido, que é realizada de tempo em tempo. Quando a presente invenção é empregada, não existe a necessidade de lavagens com ácido separadas, e o processo pode ser completamente livre de lavagens com ácido. Isto economiza tempo e fornece um processo de produção mais eficaz.
[0024] Também tem sido observado que o ácido perfórmico é até capaz de remover a antiga incrustação de carbonato das superfícies do processo. Isso produz controle significante da incrustação e melhoramento de limpeza, surpreendente como o efeito não é com base na diminuição do pH da água do processo em circulação.
[0025] O ácido perfórmico pode ser empregado como um agente anti-incrustação na produção de papel de impressão, papel para escrita, papel para embalagem ou papel de seda, de preferência papel de seda. Tipicamente o papel de seda pode ter uma gramatura na faixa de 10 - 40 g/m2, de preferência de 15 - 35 g/m2. Além disso, de acordo com uma modalidade, o ácido perfórmico pode ser empregado como um agente anti-incrustação na produção de graduações de painel ou papel revestido ou não revestido, de preferência na produção de graduações de painel ou papel não revestido.
[0026] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o ácido perfórmico é empregado como um agente anti-incrustação para a prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo, as quais são selecionadas a partir das superfícies da máquina de papel, superfícies do rolo, tecidos do processo, arames e/ou feltros. Tem sido observado que a permeabilidade dos arames e/ou feltros do processo é ainda melhorada quando o ácido perfórmico é empregado como agente anti-incrustação. Experimental
[0027] Algumas das modalidades da invenção são descritas nos exemplos não limitantes que seguem. Exemplo 1: Teste da incrustação total em uma máquina de papel de seda
[0028] Uma máquina de papel de seda na Europa Ocidental está produzindo graduações do papel de seda de 100 % de polpa destintada. A máquina estava experimentando graves problemas de sujeira no produto final do papel de seda devido à incrustação extensiva de carbonato nas superfícies do processo. Uma amostra da incrustação resistente foi raspada das superfícies da máquina e analisada para conter 96,8% de carbonato de cálcio.
[0029] O ácido perfórmico foi administrado em doses ao canal de água branca, caixa da máquina e a um sistema de recuperação de fibra da máquina, isto é, aos circuitos de água do processo em circulação apenas. Nenhuma adição de ácido perfórmico foi feita no fluxo rompido ou outros sistemas de armazenamento. Durante o período de experiência, as inspeções visuais mostraram que a incrustação foi reduzida e anteriormente as lavagens regulares com ácido da máquina pode ser omitidas.
[0030] Os dados do pH da água do processo antes da experiência foram coletados em três diferentes dias durante cinco meses anteriores ao tratamento com ácido perfórmico. Os dados durante o tratamento com ácido perfórmico foram coletados em cerca de 40 dias separados durante os primeiro nove meses do tratamento. A Tabela 1 mostra que o pH médio do papel produzindo o sistema aumentado após o tratamento com ácido perfórmico iniciado. Isso demonstra que o efeito surpreendente da incrustação reduzida de carbonato devido ao ácido perfórmico não foi devido a pH reduzido do sistema. Tabela 1 - pH antes e durante o tratamento com ácido perfórmico.
Figure img0001
[0031] Até mesmo se a invenção foi descrita com referência a que no momento parece ser as modalidades preferidas e mais práticas, é observado que a invenção não deve ser limitada às modalidades descritas acima, mas a invenção é destinada a cobrir também diferentes modificações e soluções técnicas equivalentes dentro do escopo das reivindicações incluídas.

Claims (15)

1. Método para prevenção ou diminuição da formação de incrustação nas superfícies do processo no processo de produção de papel ou painel, em que o pH da água do processo é >7, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende adicionar ácido perfórmico como um agente anti-incrustação à água do processo de manufatura do papel ou painel, em que o valor de pH da água do processo muda menos do que 1 unidade de pH após a adição do ácido perfórmico.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser na adição de ácido perfórmico à água do processo de pelo menos uma localização do processo compreendendo caixa da máquina, caixa de misturação, canal de água branca, silo de arame, circuito de curta circulação, tanque de armazenamento de água branca, sistema de recuperação de fibra e/ou sistema de água de chuveiro.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ser na adição de ácido perfórmico à água de processo não filtrada e/ou água fresca entrando no processo.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de ser na adição de ácido perfórmico continuamente à água do processo em pelo menos uma localização do processo.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o pH da água do processo é > 7,3, mais de preferência de 7,5 - 8,5.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o valor do pH das mudanças da água do processo de menos do que 0,5, mais de preferência de menos do que 0,3, unidades de pH após a adição de ácido perfórmico.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a adição do ácido perfórmico está na faixa de 0,1 - 150 mg/l, de preferência de 0,3 - 100 mg/l, mais de preferência de 0,5 - 50 mg/l, até mesmo mais de preferência de 0,7 - 20 mg/l.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ser no uso de ácido perfórmico para a prevenção de formação de incrustação de carbonato de cálcio.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a concentração de cálcio na água em circulação está na faixa de 100 - 1000 mg/l, de preferência de 200 - 800 mg/l, mais de preferência de 400 - 600 mg/l.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o processo é livre de etapas de lavagem com ácido.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a concentração de ácido perfórmico na água do processo é detectada, e a adição de ácido perfórmico é automaticamente ajustada de acordo com a informação obtida sobre a concentração.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de ser no uso de ácido perfórmico como um agente anti-incrustação na produção de papel de impressão, papel para escrita, papel para embalagem ou papel de seda, de preferência papel de seda.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o papel de seda tem uma gramatura na faixa de 10 - 40 g/m2, de preferência de 15 - 35 g/m2.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o processo de produção usa uma matéria-prima da fibra, que compreende pelo menos 50%, de preferência de pelo menos 75% em peso, de material de fibra reciclada, calculado na base no peso da fibra seca.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de ser no uso de ácido perfórmico como um agente anti-incrustação para prevenção de formação de incrustação nas superfícies do processo, as quais são selecionadas a partir das superfícies da máquina de papel, superfícies do rolo, tecidos do processo, arames e/ou feltros.
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