BRPI0409203B1

BRPI0409203B1 - Lavadora de transbordamento

Info

Publication number: BRPI0409203B1
Application number: BRPI0409203-1A
Authority: BR
Inventors: Kevin Patrick Galvin; Maurice Ross Munro
Original assignee: Univ Newcastle Res Ass
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2015-06-16
Also published as: CN1780697A; NZ542720A; CA2521067A1; AU2004226880A1; US7334689B2; CA2521067C; US20060201875A1; WO2004087326A1; AU2003901615A0; WO2004087326A8; AU2004226880B2; ZA200508072B; CN100360243C; BRPI0409203A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LAVADORA DE TRANSBORDAMENTO".

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a lavadoras de transbordamento. Esta foi desenvolvida primariamente como um dispositivo para coletar o transbordamento de uma célula de separação e será aqui após descrita com referência a esta aplicação. No entanto, será apreciado que a invenção não está limitada e este campo de utilização especifico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Qualquer discussão da técnica anterior através de toda esta especificação não deve de nenhum modo ser considerada como uma admissão que tal técnica anterior é amplamente conhecida ou forma parte do conhecimento geral comum no campo.

As lavadoras de transbordamento conhecidas incluem calhas de captação as quais circundam o perímetro externo de uma célula de separação. Uma céfula de separação é tipicamente um dispositivo para separar partículas através da utilização de um fluido o qual é tipicamente um líquido mas o qual pode ser um gás. A base precisa da separação não é importante. Nos processos de flutuação, a separação pode ser conseguida através da fixação de partículas hidrofóbicas a bolhas de ar ascendentes. Em um classi-ficador de leito fluidificado a separação pode surgir através do arraste de partículas que depositam mais lentamente com o fluido que flui para cima, e no espessamento a separação é conseguida assegurando que virtualmente todas as partículas sólidas segregam do fluxo de fluido ascendente. O fluido e quaisquer partículas ou bolhas arrastadas, por exemplo, então transborda para dentro da calha ou lavadora.

Uma desvantagem de ter a calha de captação ao redor do perímetro da célula é que as partículas arrastadas pelo fluido que flui para cima devem deslocar-se lateralmente com um substanciai movimento horizontal próximo da superfície do recipiente de modo a alcançar a borda da célula de separação, a menos é claro que estas originam-se de um local próximo do perímetro do recipiente. É durante este substancial movimento horizontal próximo da superfície do recipiente que existe uma possibilidade que uma partícula possa separar-se do transbordamento e cair de volta na direção da base da célula. Isto é ineficiente já que a partícula deve novamente sofrer um processo de separação de modo que esta possa finalmente alcançar a borda.

Em alguns recipientes uma lavadora interna é também provida, tipicamente na forma de um espaço anular ou calha interna, mas o fluido que flui para cima deve ainda deslocar-se lateralmente por uma distância significativa com um movimento substancialmente horizontal próximo da superfície do recipiente de modo a alcançar ou a lavadora interna, ou a calha externa.

Vantagens adicionais ocorrem quando utilizando as lavadoras de transbordamento com um classificador de refluxo tal como visto no WO 00/45959. O classificador de refluxo inclui uma série de placas paralelas inclinadas que permite que partículas específicas subam para a superfície, o que pode depender das propriedades das partículas tal como o seu tamanho ou densidade. Quando utilizando a lavadora de transbordamento acima em conjunto com o classificador de refluxo, pode existir uma tendência das partículas tomarem-se segregadas do transbordamento, e devido a isto uma tendência destas partículas reentrarem nos canais inclinados em uma posição mais próxima do perímetro de transbordamento. Isto pode produzir um fluxo para baixo em um canal inclinado ou mesmo um bloqueio. Um fluxo para baixo está associado com interações internas entre os diferentes canais. A circulação de fluxo interno pode produzir fluxos ascendentes mais altos em alguns canais, e fluxos para baixo em outros canais, ou mesmo no mesmo canal. Esta interação pode então produzir uma separação de pior qualidade. É um objetivo da presente invenção de superar ou melhorar pelo menos uma ou mais das desvantagens da técnica anterior, ou pelo menos prover uma alternativa útil.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção é provida uma lavadora de transbordamento para uma célula de separação do tipo em que as partículas sobem para a superfície do fluido dentro da célula e transbordam para dentro da lavadora, que inclui: uma ou mais calhas primárias localizadas adjacentes à superfície do fluido dentro da célula em uso; e uma ou mais calhas secundárias que estende-se em uso através de uma porção superior do fluido dentro da célula de tal modo que o fluido que contém partículas transborda para dentro das calhas secundárias e drena ao longo destas calhas para dentro de uma ou mais das ditas calhas primárias.

As partículas podem ser sólidas, líquidas, ou gasosas.

De preferência, a lavadora de transbordamento inclui uma rede das ditas calhas secundárias estendendo-se através da superfície do fluido.

De preferência, cada calha secundária tem pelo menos um lábio alongado sobre o qual as partículas transbordam para dentro da calha, os lábios de cada calha estando substancialmente em nível uns com os outros.

De preferência, cada calha secundária tem dois ditos lábios estendendo-se ao longo de bordas opostas da calha.

De preferência, uma ou mais das ditas calhas secundárias estende-se através da célula de uma calha primária em um lado da célula para uma calha primária no lado oposto da célula, de tal modo que em uso o fluido possa drenar de qualquer extremidade da dita calha secundária para a calha primária.

De preferência.as ditas calhas secundárias incluem uma porção interna elevada em uma porção intermediária na calha, fazendo o fluido drenar para cada extremidade da calha e para dentro da calha primária.

De preferência, as calhas secundárias estão espaçadas para permitir que o transbordamento suba entre as calhas e sobre o dito lábio a-longado.

De preferência, as calhas secundárias são canais os quais tem uma forma em V em seção transversal.

De preferência, cada um dos ditos canais em forma de V inclui um fundo falso que estende-se ao longo do dito canal, o fundo falso sendo relativamente mais alto na região central do dito canal, formando a dita porção interna elevada, e relativamente mais baixo na direção de cada extremidade da calha.

De preferência, os lábios de cada um dos ditos canais em forma de V que compreendem as ditas calhas secundárias interceptam as placas inclinadas em um Cfassificador de Refluxo ou outro dispositivo de placa inclinada ou vertical. As placas inclinadas ou verticais estendem-se a uma elevação mais alta do que os lábios das calhas secundárias, forçando todo o fluido e as partículas a apresentarem-se diretamente para as ditas calhas secundárias. A dita interseção produz saídas independentes para o fluido e suas partículas associadas, assim impedindo as interações de fluxo entre as diferentes seções do recipiente, e também grandemente reduzindo as distâncias horizontais ao longo das quais o fluido e as partículas associadas devem deslocar-se.

De preferência, a calha primária inclui uma saída para passar o fluido e as partículas de líquido para fora da lavadora de transbordamento.

De preferência, a calha primária circunda o perímetro externo da célula de separação.

De preferência, a lavadora de transbordamento está adequada para o coletamento de transbordamento de um classificador de refluxo. BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS

Uma modalidade preferida da invenção será agora descrita, somente como exemplo, com referência aos desenhos acompanhantes nos quais: Figura 1 é uma vista isométrica de uma lavadora de transbordamento de acordo com a invenção, mostrada em uso com a parte superior de um classificador de refluxo;

Figura 2 é uma vista de topo da lavadora de transbordamento, mostrada na Figura 1;

Figura 3 é uma vista em corte da lavadora de transbordamento feita ao longo da tinha 3-3 da Figura 2;

Figura 4 é uma vista em corte da lavadora de transbordamento feita ao longo da linha 4-4 da Figura 2; e Figura 5 é uma vista de topo diagramática de uma disposição alternativa da lavadora de transbordamento com uma calha interna. MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO

Referindo aos desenhos, a lavadora de transbordamento inclui uma calha primária 1 que circunda a borda superior 2 de um classificador de refluxo que tem um conjunto superior de placas 12. Uma rede de calhas secundárias 4 estende-se através da superfície do fluido do classificador de refluxo de um lado 5 da borda até o lado oposto 6 da borda. Isto permite que o fluido drene de cada extremidade de cada calha secundária para dentro da calha primária. A calha secundária inclui um par de lábios alongados 7 que formam represas de transbordamento para dentro da calha 4. Os lábios de cada calha secundária estão substancialmente em nível, como visto na Figura 3.

As calhas secundárias são canais que tem uma forma em "v" em seção transversal. Estas incluem um fundo falso 8 que estende-se ao longo do canal. O fundo falso é relativamente mais alto na região central 9 do canal e relativamente mais baixo na direção de cada extremidade do canal. Isto forma uma porção interna elevada em uma posição intermediária dentro da calha, e porções relativamente mais baixas na direção de cada extremidade da calha, como melhor visto na Figura 1.

As calhas secundárias estão também espaçadas para permitirem que o transbordamento suba entre as calhas e sobre os lábios alongados 7. A calha primária inclui um lado 10 que está elevado mais alto do que aquele dos outros para facilitar a drenagem do transbordamento na direção de uma saída 11.

Em uso, uma alimentação que contém partículas entra na célula de separação, tal como um classificador de refluxo. O fluido e uma porção das partículas de alimentação sobem na direção do topo do dispositivo. Os compartimentos abertos da superfície superior são menores em área de se- ção transversal que o recipiente. Devido a isto o fluido e as partículas devem acelerar ligeiramente para permitir que o fluido e as partículas sob essas calhas em forma de V emirjam através dos compartimentos abertos. Esta aceleração promove velocidades mais altas no transbordamento. O trans-bordamento, o qual consiste em fluido e partículas que sobem entre as placas 12, move-se sobre o lábio alongado 7 e flui ao longo do fundo falso 8 da calha secundária 4. Este então drena para dentro da calha primária 1 e através da saída 11. A lavadora de transbordamento pode ser utilizada para os leitos de fluido fluidificado que consistem em partículas sólidas rígidas, ou partículas baseadas em líquido ou gás deformáveis, e também as partículas que crescem ou contraem em tamanho ao longo do tempo. Similanmente em relação à mesma faixa ou partículas, o dispositivo pode ser utilizado para os sistemas fluidificados com gás. Isto tipicamente seria feito colocando uma tampa vedada sobre o recipiente para forçar o gás de saída e as suas partículas arrastadas fluírem para dentro das calhas secundárias. Uma tampa sobre a calha primária assegura que o fluxo passe através da calha primária para a saída.

Apesar da calha primária ter sido descrita como circundando a borda superior de uma célula, tipicamente um classificador de refluxo, ficará aparente que outras configurações de célula e de calha poderíam ser utilizadas. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, a célula pode ser geralmente circular em seção transversal com as calhas secundárias 13 extrudando ra-díalmente de um ponto central para uma calha primária circunferência! 14, ou a célula pode também ter uma lavadora interna 15 com as calhas secundárias radiando entre as lavadoras interna e externa e o fluido drenando de cada extremidade de cada calha secundária para dentro da lavadora interna ou externa respectivamente. Quatro calhas secundárias estão mostradas na Figura 5, mas mais ou menos poderiam ser utilizadas como requerido.

Em uma modalidade, o espaço anular 15 pode ser um poço de alimentação, devido a isto o transbordamento desloca-se radialmente para fora ao longo das calhas secundárias 13. Attemativamente, a alimentação pode entrar em outro lugar, e o espaço anular central 15 atua como uma lavadora interna, em cujo caso o transbordamento desloca-se tanto radialmente na direção do centro {se na região interna do recipiente) quanto radialmente para fora na direção da calha primária 14 (se na região externa do recipiente). O espaço anular interno 15 podería até ser removido completamente em cujo caso todo o transbordamento desloca-se radialmente para fora na direção da calha primária 14. A lavadora de transbordamento é especificamente adequada para utilização com um classificador de refluxo tal como aquele descrito no WO 00/45959. As Figuras 1 a 4 mostram a lavadora de transbordamento montada sobre as placas superiores 12 do classificador de refluxo. As extremidades superiores das placas 12 projetam-se em segmentos entre as calhas secundárias 4 para guiar o transbordamento para dentro das calhas secundárias. A lavadora de transbordamento assegura que o transbordamento que emerge de cada parte dos canais inclinados o faça em um modo independente. Isto promove uma velocidade de fluxo ascendente estável e fixa através de cada um dos canais inclinados. Não existe mais a possibilidade de um fluxo descendente através de um canal, que resulta em um alto fluxo ascendente através de outro canal, como é possível nas lavadoras da técnica anterior.

Será apreciado que a lavadora de transbordamento substancialmente reduz a quantidade de movimento lateral ou horizontal do transbordamento, assim reduzindo a probabilidade de circulação de fluxo e queda de partículas.

Apesar da invenção ter sido descrita com referência a um exemplo específico, será apreciado por aqueles versados na técnica que a invenção pode ser incorporada em muitas outras formas.

Claims

1. Lavadora de transbordamento para uma célula de separação do tipo em que as partículas sobem para a superfície do fluido dentro da célula e transbordam para dentro da lavadora, que inclui: uma ou mais calhas primárias (1) localizadas adjacentes à superfície do fluido dentro da célula em uso; caracterizada pelo fato de que a provisão de uma ou mais calhas secundárias (4) se estende em uso através de uma porção superior do fluido dentro da célula de modo que o fluido que contém partículas transborda para dentro das calhas secundárias (4) e drena ao longo destas calhas para dentro de uma ou mais das calhas primárias (1).

2. Lavadora de transbordamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que inclui uma rede das calhas secundárias (4) estendendo-se através da superfície do fluido.

3. Lavadora de transbordamento, de acordo com ou a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que cada calha secundária (4) tem pelo menos um lábio alongado (7) sobre o qual as partículas transbordam para dentro da calha (4), os lábios (7) de cada calha estando substancialmente em nível uns com os outros.

4. Lavadora de transbordamento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que cada calha secundária (4) tem dois lábios (7) estendendo-se ao longo de bordas opostas da calha.

5. Lavadora de transbordamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que uma ou mais das calhas secundárias (4) estende-se através da célula de uma calha primária (1) em um lado da célula para uma calha primária no lado oposto da célula, de tal modo que em uso o fluido possa drenar a partir de qualquer extremidade da calha secundária (4) para dentro de uma calha primária (1).

6. Lavadora de transbordamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as calhas secundárias (4) incluem uma porção interna elevada em uma porção intermediária na calha, fazendo o fluido drenar para cada extremidade da calha e para dentro da calha primária (1).

7. Lavadora de transbordamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que as calhas secundárias (4) são canais os quais tem uma forma em "v" em seção transversal.

8. Lavadora de transbordamento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que pelo menos alguns dos canais em forma de "v" incluem um fundo falso (8) que estende-se ao longo do canal, o fundo falso (8) sendo relativamente mais alto na região central (9) do canal, formando a porção interna elevada, e relativamente mais baixo na direção de cada extremidade da calha.

9. Lavadora de transbordamento, de acordo com ou a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que os lábios de cada um dos canais em forma de "v" que compreendem as calhas secundárias interceptam as placas inclinadas (12) em um Classificador de Refluxo ou outro dispositivo de placa inclinada ou vertical.

10. Lavadora de transbordamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as placas inclinadas (12) ou verticais estendem-se a uma elevação mais alta do que os lábios (7) das calhas secundárias (4), forçando todo o fluido e as partículas a apresentarem-se diretamente para as calhas secundárias.