BRPI0619144A2 - sistema e método para pré-tratamento com vapor de cavacos em associação com a produção de pasta quìmica de celulose - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MéTODO PARA PRé-TRATAMENTO COM VAPOR DE CAVACOS EM ASSOCIAçAO COM A PRODUçAO DE PASTA QUìMICA DE CELULOSE. A invenção refere-se a um sistema para pré-tratamento com vapor de cavacos de madeira em associação com a produção de pasta química de celulose. O vaso (1) no qual os cavacos são pré-tratados com vapor (ST) é provido com um canal de ventilação (2A-2B) na parte superior do vaso para a retirada de gases fracos para um sistema de gás fraco (NCG). Foi instalado um sistema de segurança único com o objetivo de garantir que estes gases fracos não alcancem um nível de concentração na qual estes gases fracos se tornam explosivos. O sistema de segurança compreende uma unidade de controle (CPU) que detecta um parâmetro de processo que é indicativo da fração de umidade nos gases, preferivelmente a temperatura detectada por um sensor (3), na parte superior do recipiente de cavaco, preferivelmente nos gases fracos retirados, e abre linhas de diluição (5a-5d) que fornecem ar para a diluição dos gases fracos no canal de ventilação. é apropriado que a diluição ocorra em estágios, onde as linhas de diluição são abertas em estágios com temperatura sucessivamente crescente dos gases fracos.

Description

SISTEMA. E MÉTODO PARA PRÉ-TRATAMENTO COM VAPOR DE CAVACOS EM ASSOCIAÇÃO COM A PRODUÇÃO DE PASTA QUÍMICA DE CELULOSE

A presente invenção refere-se a um sistema de acordo com a introdução da reivindicação lea um método de acordo com a introdução da reivindicação 9.

Estado da Técnica

Quando a fabricação de pasta química de celulose a partir de cavacos, é desejável se retirar o ar e a umidade dos cavacos. Ao mesmo tempo é desejável se aquecer os cavacos para uma temperatura de processo desejada, adequadamente para um nível em torno de 100°C, uma vez que os cavacos devem atingir ao final uma temperatura de aproximadamente 130-160°C durante o processo de cozimento. Isto requer grandes volumes de vapor, uma vez que não é apenas a temperatura correta do cavaco que deve ser alcançada, nem apenas o ar contido no cavaco que deve ser expelido pelo vapor, mas também a umidade do cavaco que deve ser aquecida.

Em alguns sistemas convencionais mais antigos, recipientes atmosféricos de cavaco foram utilizados nos quais os cavacos eram pré-aquecidos com vapor de maneira a retirar o ar. Eram obtidos grandes volumes de ar retirado destes sistemas, volumes estes que são contaminados com terebintina, metanol e outros gases explosivos que foram expelidos dos cavacos, estes últimos sendo denominados de "NCGs" (onde "NCG" é a abreviação de "non-condensable gás" - "gás não condensável"). Se o vapor que é utilizado foi obtido a partir da liberação da pressão de licor negro, este vapor contém também grandes quantidades de sulfetos, conhecidos como gases TRS (onde "TRS" é uma abreviação de "total reduced sulphur" - "enxofre reduzido total"), os quais são extremamente fétidos. Estes gases TRF contêm, entre outros compostos, sulfeto de hidrogênio (H2S) , metilmercaptana (CH3SH) , sulfeto de dimetila (CH3SCH3) , dissulfeto de dimetila (CH3SSCH3) , e outros gases fortemente fétidos. 0 sulfeto de hidrogênio e a metilmercaptana, os quais são provenientes principalmente da vaporização do licor negro, têm pontos de ebulição de -60°C e +6°C, respectivamente, e, desta forma, é difícil separar estes compostos dos gases por condensação.

Vapor puro é freqüentemente utilizado para aquecimento no recipiente de cavaco de maneira a minimizar a liberação de gases TRS, e o vapor do licor negro é utilizado primeiramente na etapa subseqüente de tratamento com vapor que vem após o recipiente de cavaco. Mesmo se o vapor do licor negro for utilizado apenas em uma etapa subseqüente de tratamento com vapor, ainda assim é possível que estes gases TRS vazem para o recipiente de cavaco ou sejam deliberadamente deixados escapar para este recipiente de cavaco durante, por exemplo, interrupções na operação.

Nos documentos US 6.375.795 e US 6.284.095 são revelados sistemas nos quais se procura dispersar os gases TRS a partir de um dispositivo de isolamento por pressão disposto entre um recipiente de cavaco e um vaso de tratamento com vapor, onde os gases TRS são retirados do dispositivo de isolamento por pressão e re-introduzidos em uma posição a jusante na seqüência de entrada, na extremidade de saída do vaso de tratamento com vapor. 0 sistema contém um recipiente de cavaco disposto a montante, e um sistema de ventilação é disposto neste recipiente de maneira a se manipular gases fracos. 0 sistema provê também possibilidades para a dispersão dos gases TRS em certas ocasiões, ou em uma chaminé para a atmosfera, ou para conduzir estes gases TRS para o recipiente de cavaco superior. Ambas alternativas envolvem o risco dos gases TRS vazarem para o ambiente e criarem problemas de odor. A dispersão dos gases TRS pressurizados a partir do dispositivo de isolamento por pressão, entretanto, é associada com problemas, uma vez que os cavacos e fragmentos de cavaco podem facilmente ficar presos no sistema, resultando no fato dos gases fétidos serem liberados no recipiente de cavaco.

A tecnologia do estado da técnica identificou o problema como o de minimizar o vazamento de gases nocivos e tóxicos que se desenvolvem durante o pré-tratamento com vapor quente. É normal se permitir a remoção de gases fracos do recipiente de cavaco para um sistema de destruição, e se permitir uma dispersão adicional de gases do vaso de pré-tratamento com vapor, os últimos freqüentemente sendo considerados como sendo gases fortes. Procura-se manter a concentração dos gases fracos bem abaixo de 4% em volume, e a concentração dos gases fortes bem acima de 4 0% em volume.

Nos recipiente de cavaco conhecidos previamente, nos quais o vapor é insuflado na camada de cavacos, são formados grandes volumes de gases fracos, e são requeridos vapor puro ou sistemas especiais que consigam manipular gases fracos. É uma propriedade de gases fracos o fato de muito facilmente formarem uma composição muito explosiva. Uma vez a concentração de NCGs estando abaixo de aproximadamente 4% em volume ou bem acima de 4 0% em volume, não há risco de explosão. Por esta razão, são utilizados sistemas de gás fraco que mantêm a concentração abaixo de 4% em volume, tipicamente abaixo de 1-2% em volume, ou sistemas de gás forte que mantêm a concentração bem acima de 40% em volume. Desta forma se assegura que a concentração em sistemas de gás fraco é mantida bem abaixo de 4% em volume, e isto envolve o transporte de grandes volumes de ar, assim que o volume de NCGs seja ajustado no sentido a aumentar, um aumento equivalente na fração de ar deve ser retirada de maneira a se manter a concentração abaixo do limite critico.

Se, por exemplo, 1 kg/minuto de NCGs é retirado por vapor em um recipiente de cavaco, a quantidade de ar deve ficar em torno de aproximadamente 50 kg/minuto de maneira a se manter a concentração a aproximadamente 2% em volume. Se ocorre um aumento nos NCGs para 2 ou 3 kg/minuto, como pode ocorrer em algumas interrupções no processo, é necessário se aumentar temporariamente a quantidade de ar para 100 ou 150 kg/minuto. Isto resulta no fato do sistema ser dimensionado de tal forma que possa lidar com o fluxo normal, e no fato do excesso de gases ser ventilado diretamente para a atmosfera através da tubulação de ventilação quando ocorrem interrupções na operação.

Uma outra solução para minimizar os volumes de gases fracos é se controlar o fluxo de cavacos através do recipiente de cavaco, de tal forma que seja obtido um fluxo estável através do recipiente de cavaco, e que o fornecimento de vapor para o recipiente de cavaco seja neste caso controlado de tal forma que apenas os cavacos na parte inferior do recipiente sejam aquecidos. Esta técnica é conhecida como controle "cold-top" e é aplicado em sistemas que são comercializados pela Kvaerner Pulping AB sob o nome de recipiente DUALSTEAM™.

Uma variedade de soluções muito dispendiosas foi desenvolvida de maneira a reduzir explosividade e toxidez dos gases fracos. São revelados diferentes sistemas, por exemplo, nos documentos WO 96/32531 e US 6.176.971, nos quais o fluido de cozimento retirado do digestor gera vapor puro de água normal. A utilização de vapor totalmente puro para o pré-tratamento com vapor dos cavacos reduz o teor em TRS nos gases fracos, uma vez que o vapor utilizado é totalmente livre de qualquer quantidade de TRS.

Estes sistemas, entretanto, inevitavelmente suscitam perdas de energia e equipamento adicional de processo dispendioso.

Objetivo e Propósito da Invenção

O objetivo principal da invenção é obter um recipiente de cavaco ou vaso semelhante para o pré- tratamento com vapor dos cavacos, no qual os riscos de vazamento de gases fracos são minimizados e que não esteja associado às desvantagens do estado da técnica.

Um objetivo secundário é a obtenção de um sistema seguro com regulagem única, no qual é assegurado que os gases fracos que são retirados do recipiente de cavaco sempre mantenham uma concentração de gases TRS (ou de NCGs) que fique bem abaixo do nivel no qual a mistura de gases se torna explosiva. O sistema utiliza uma regulagem de temperatura única, na qual, com o aumento da temperatura dos gases fracos, é adicionada uma quantidade gradualmente crescente de ar de diluição no canal de ventilação no qual os gases fracos são transferidos para o sistema de destruição ou para o sistema DNCG (onde " DNCG" é uma abreviação para "diluted NCG" - "NCG diluído").

Um objetivo adicional é a utilização de uma disposição de condensação no sistema de gás fraco de tal forma que os volumes de gás podem ser reduzidos no início do sistema de gás fraco, caso em que pode ser obtida uma redução efetiva nos volumes de gases fracos se grandes fluxos de vapor forem emitidos de repente da parte superior o recipiente de cavaco, e para se evitar desta forma o lançamento costumeiro para a atmosfera. Os sistemas de gás fraco atuais são normalmente dimensionados de tal forma que são capazes de manipular um fluxo nominalmente livre de interrupção de gases de exaustão, e não são capazes de manipular o volume maior de NCGs que pode temporariamente evoluir no caso de uma interrupção na operação. Os volumes de gases obtidos durante tais interrupções de operação são muito maiores que aqueles que o sistema de gás fraco pode suportar, e o volume extra de gás é, em geral, lançado no ar ambiente, através de uma chaminé de dispersão do teto da instalação, o que trás como conseqüência o fato da instalação de pasta emitir gases fétidos.

Um objetivo adicional é o fato do sistema seguro ser preferivelmente utilizado durante o que se conhece como regulagem "cold-top" do aquecimento dos cavacos, na qual os cavacos são aquecidos de tal forma que é formado um gradiente de temperatura no volume de cavacos, onde os cavacos na parte superior do recipiente de cavaco mantêm uma temperatura de aproximadamente 40°C, e são estabelecidas temperaturas sucessivamente mais altas para baixo na direção do fundo do recipiente de cavaco, com uma temperatura vantajosa de aproximadamente 9-110°C estabelecida no fundo do recipiente de cavaco. Este sistema assegura que os volumes de gases que são expelidos dos cavacos no recipiente sejam muito baixos, e a carga no sistema de gás fraco será mínima durante a operação de rotina contínua. 0 sistema, entretanto, apresenta a propriedade dos NCGs tenderem a se acumularem em uma camada de condensação no recipiente de cavaco, e no evento de fuga do vapor, quando os cavacos atingem uma temperatura bem acima de 40°C na parte superior do recipiente de cavaco como resultado de interrupções no sistema, grandes quantidades de NCGs são expelidas da camada de cavacos, quantidade esta que deve ser manipulada pelo sistema de gás fraco.

Descrição dos Desenhos

A Figura mostra esquematicamente um sistema para o pré-tratamento de cavacos com vapor de acordo com a invenção.

A Figura 2 mostra uma variante da invenção.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas

A Figura 1 mostra esquematicamente um vaso adequado, mostrado aqui como recipiente de cavaco (1), no qual são alimentados cavacos cortados na parte superior do recipiente de cavaco através de um fluxo de alimentação ou alimentação de entrada (34). Normalmente é estabelecido um nível superior de cavacos na parte superior do recipiente de cavaco, de tal forma que este nível é estabelecido entre um nível mais baixo e um nível mais alto. Uma fase gasosa é estabelecida no vaso entre este nível de cavaco superior e a parte superior do vaso.

0 vaso pode ser também um vaso no qual a impregnação dos cavacos ocorre na parte inferior do vaso, de acordo com, por exemplo, uma tecnologia comercializada pela Kvaerner Pulping AB sob o nome IMPBIN™.

Vapor (ST) é adicionado na parte inferior do recipiente de cavaco abaixo do nível de cavaco superior estabelecido através de bocais de adição adequados, onde a quantidade de vapor é regulada pela detecção da temperatura na coluna de cavacos. Uma sonda de mensuração (32) é utilizada no desenho, sonda esta que estabelece um valor médio ao longo de uma extensão longa da sonda de mensuração, e seu sinal de saída é enviado para uma unidade de controle (31) que regula as válvulas (33) na linha de suprimento de vapor.

O vapor pode pref erivelmente ser vapor puro totalmente livre de qualquer quantidade de NCG e TRS, ou pode ser vapor de licor negro, o qual contém TRS.

Os cavacos são pré-tratados na realização mostrada de acordo com o conceito "cold-top", no qual procura-se estabelecer um gradiente de temperatura no recipiente de cavaco, mostrado esquematicamente, onde diferentes níveis de temperatura: 80°C, 60°C e 40°C, são estabelecidos subindo na coluna de cavacos. No caso ideal, os cavacos na superfície superior da coluna de cavacos devem manter uma temperatura no intervalo de 20-40°C. Um canal de ventilação (2A-2B) para a ventilação dos gases fracos que são formados é disposto na parte superior do vaso e conectado a um sistema de gás fraco NCG no qual estes gases fracos são evacuados com um ventilador adequado (6) (ou bomba).

Na realização mostrada na Figura 1, é utilizado também um sensor de temperatura (3) instalado no sistema de gás fraco para detectar a temperatura na parte superior do vaso. O sensor de temperatura aqui é localizado no canal de ventilação (2A) próximo à parte superior do vaso, tipicamente a menos de 1 metro do vaso (1), mas é possível se utilizar também um sensor de temperatura que esteja localizado no interior da parte superior do vaso, ou se utilizar o sensor de temperatura (32).

O canal de ventilação (2A-2B) , de acordo com a invenção, é conectado a pelo menos uma linha de entrada de diluição de ar (5a, 5b, 5c, 5d) que é conectada à atmosfera ambiente (ATM) em uma extremidade e conectada em sua outra extremidade ao canal de ventilação (2B) através de uma válvula (4a, 4b, 4c, 4d).

Uma unidade de controle (CPU) é conectada ao sensor de temperatura (3) e às válvulas relevantes (4a, 4b, 4c, 4d) nas linhas de diluição (5a, 5b, 5c, 5d) , as quais controlam a abertura da unidade (CPU) e fecha as válvulas relevantes quando a temperatura excede valores limites pré- determinados que são ajustados e armazenados na unidade de controle.

Quatro linhas de diluição (5a-5d) são mostradas no desenho, mas é preferível que pelo menos duas linhas de diluição (5a, 5b) estejam conectadas ao canal de ventilação (2Β) , com a primeira válvula (4a) e a segunda válvula (4b) nas linhas de diluição associadas (5a) e (5b), e onde a unidade de controle abre a válvula relevante quando um primeiro ou um segundo valor limite é excedido. 0 primeiro valor limite é uma primeira temperatura pré-determinada Tniveii e o segundo valor limite é uma segunda temperatura pré-determinada Tnivei2, onde TnIveii < TniveI2.

O sistema pode ser estendido com um número adequado de linhas de diluição onde uma terceira linha de diluição (5c) com uma terceira válvula (4c) são conectadas ao canal de ventilação (2B) , e onde a unidade de controle abre a terceira válvula (4c) quando um terceiro valor limite Tnivei3 é excedido, onde Tniveii < Tnivei2 < TniveI3, etc.

De maneira a limitar os volumes de gases fracos na manipulação subseqüente, o sistema é provido com uma disposição de condensação adequada (10) conectada ao canal de ventilação (2A, 2B) entre o vaso (1) e as conexões das linhas de ventilação para o canal de ventilação (2B) . Um condensado é retirado da disposição de condensação em uma linha de condensação com uma bomba (15) . Esta disposição de condensação pode compreender tecnologia de condensação na qual fluido de processo frio (LIQ) (tipicamente condensado da instalação de pasta) ou água fria é borrifado no fluxo de gás por meio de um bocal de distribuição (11) adequado. A quantidade de fluido frio para a condensação é controlada pela utilização da válvula (12), dependendo da temperatura detectada na saida de gás da disposição de condensação. Tipicamente, procura-se manter esta

temperatura na saida a aproximadamente 40-45°C, e desta forma essencialmente todo o vapor d'água pode ser separado, e uma certa quantidade de outros gases facilmente condensáveis que são fétidos (embora não os gases TRS mais fétidos em grande extensão). A tecnologia de condensação significa que o sistema completo de canal que fica a jusante da disposição de condensação pode ser adaptado para volumes de gás muito menores, algo que é importante sob o ponto de vista econômico uma vez que estes gases fracos são freqüentemente levados ao longo de grandes distâncias ou para um aquecedor de soda ou para uma outra planta de destruição a uma distância considerável do recipiente de cavaco.

A disposição de condensação é importante para remover vapor do fluxo de ar que é retirado, de tal forma que não haja risco de que o vapor condense nas linhas ou nos vasos que estão localizados a jusante, algo que pode envolver o fato do fluxo de gases alcançar uma concentração maior de NCGs no fluxo de gás remanescente, isto é, no fato da concentração de gás ficar dentro do intervalo em que ocorre um risco de explosão: 4-40% em volume.

A disposição de condensação no desenho apresenta uma trava de pressão (13) para condensado em sua saida, apropriadamente uma trava de água única, a partir da qual o condensado é levado para um tanque de armazenamento (14), a partir do qual o condensado fétido pode ser bombeado por uma bomba (15) adiante para a destruição, a bomba tipicamente sendo controlada pelo nivel no tanque de armazenamento (14).

As válvulas (4a-4d) nas linhas de diluição de ar (5a- 5d) são preferivelmente válvulas do tipo binário que se alterna entre uma condição de completamente aberta para uma condição de completamente fechada, onde a condição completamente aberta é selecionada se o sinal de controle proveniente da unidade de controle desaparece, para produzir um "modo de segurança falho".

A Figura 2 mostra uma variante do sistema de acordo com a Figura 1, onde a válvula na linha de diluição (5a) é uma válvula proporcional, cujo grau de abertura pode ser ajustado proporcionalmente entre uma condição completamente aberta e uma condição completamente fechada, proporcional ao sinal de controle proveniente da unidade de controle, onde a condição completamente aberta é selecionada se o sinal de controle proveniente da unidade de controle desaparece. É também sugerido neste desenho que é possível se ter um ventilador de pressurização (4) nas linhas de diluição de maneira a se alimentar o ar de diluição. O ventilador (40) deve, neste caso, ter uma capacidade que fique abaixo da capacidade de sucção do ventilador (6) de maneira a se evitar o risco de pressurizar o recipiente de cavaco.

O sistema de acordo com a Figura 1 funciona da seguinte maneira. Quando o ar retirado do recipiente de cavaco mantém uma temperatura de até 60°C, determinada pelo sensor (3), este ar mantém um máximo de 20% em volume de vapor d'água, e uma concentração de aproximadamente 2% em volume de NCGs é mantida nos restantes 80% em volume, isto é, a fração de NCGs no volume total (incluindo vapor) é de aproximadamente 1,6% em volume. Mesmo se o vapor d'água tiverem de ser retirados por condensação, a concentração de NCGs não deve exceder a 2% em volume durante a operação livre de interrupção normal, e isto fica bem abaixo do nível crítico de 4% em volume. Esta condição é a que é normalmente estabelecida durante a regulagem "cold-top" do pré-tratamento com vapor, e normalmente não há qualquer risco de explosão.

Entretanto, de maneira a se assegurar uma baixa concentração de gases fracos, o sistema abre uma primeira válvula (4a) quando a temperatura recai dentro do intervalo de 40-60°C. Podem ocorrer condições operacionais nas quais NCGs, ou mesmo gases TRS, forçam seu caminho para cima através do recipiente de cavaco, e, por esta razão, é desejável se estabelecer uma margem de segurança para prevenir o estabelecimento de uma concentração crítica.

Quando a temperatura alcança 80°C, o ar que foi retirado do recipiente de cavaco (ar não diluído) mantém um máximo de aproximadamente 48% em volume de vapor d'água. Isto significa que a fração ou concentração de NCGs no volume de gás remanescente, excluindo o vapor d'água, aumenta de 2% em volume para um pouco acima de 3% em volume, na condição de que a fração total de NCGs seja constante. Entretanto, quando mais NCGs são expelidos dos cavacos por passagem de vapor, foi provado ser o caso em que a fração de NCGs no volume de gás, excluindo o vapor d'água, fica bem próxima do nível crítico de 4% em volume.

De maneira a se evitar que este nível crítico seja alcançado a uma temperatura de até 80°C, o sistema abre uma segunda válvula (4b) quando a temperatura alcança 60°C, de tal forma que a concentração crítica não pode ser estabelecida no intervalo de temperatura de 60-80°C.

Quando a temperatura alcança 95°C, o ar que é retirado do recipiente de cavaco, se nenhum ar diluído foi adicionado, contém um máximo de aproximadamente 85% em volume de vapor d'água. Isto significa que a fração ou concentração de NCGs no volume de gás remanescente, excluindo o vapor d'água, aumenta de 2% em volume para um pouco acima de 10% em volume, na condição de que a fração total de NCGs seja constante. De maneira a se evitar que este nivel seja alcançado a uma temperatura de até 95°C, o sistema abre uma terceira válvula (4c) quando a temperatura alcança 80°C, de tal forma que a concentração critica não pode ser estabelecida na temperatura no intervalo de 80- 95°C.

Se a temperatura excede 95°C e alcança 100°C, o ar que é retirado do recipiente de cavaco, se não é adicionado qualquer ar de diluição, contém um máximo de aproximadamente 100% em volume de vapor d'água (a IOO0C e à pressão atmosférica). De maneira a se evitar que seja alcançada a concentração critica a uma temperatura acima de 95°C, o sistema abre também uma quarta válvula (4d) quando a temperatura excede 95°C, de tal forma que a concentração critica não pode ser estabelecida na temperatura no intervalo de 95-100°C.

A ativação das várias válvulas pelo sistema pode ser observada na tabela a seguir:

<table>table see original document page 15</column></row><table> Onde TCl é a temperatura determinada pelo sensor (3), e onde TC2 é a temperatura que a disposição de condensação (11) utiliza para controlar o fluxo de resfriamento.

Um fluxo de ar de diluição calibrado é estabelecido a cada etapa de abertura das válvulas (4a-4d), apropriadamente por meio de um dispositivo calibrado, ou por meio do projeto da válvula relevante, de tal forma que certas quedas de pressão e fluxo são estabelecidas que asseguram um fornecimento suficiente de ar de diluição, de tal forma que a concentração é mantida em um valor baixo. A pressão negativa no canal de ventilação (2B) é mantida em um dado nivel pelo ventilador (6) de forma convencional (controle de pressão).

Este exemplo de ativação controlada por temperatura das válvulas permite que o sistema encarado como uma alternativa ou como um complemento, possa realizar uma medida direta do teor de umidade dos gases. Sensores de umidade, entretanto, são mais viáveis a alterações e não são de forma alguma tão estáveis quanto um sensor de temperatura simples. O conceito de "sensor de gás" neste pedido se aplica tanto ao sensor de temperatura quanto ao sensor de umidade.

O sistema e o método podem ser suplementados também com medidas do nivel de cavacos no vaso, detectado por meio de um sensor de nivel (40), cujo sinal também de nivel é enviado para a unidade de controle (CPU). Em adição à regulagem controlada do ar de diluição adicionado em função do nivel de umidade ou da temperatura, a quantidade de ar de diluição que é adicionada pode ser regulada também pelo nível atual de cavacos. É apropriado que esta regulagem comece a ser aplicada quando o nível cai abaixo de um certo nível mínimo pré-determinado, em que o risco de penetração, principalmente, de gases TRS pode aumentar se o volume de cavacos se torna muito baixo. Na medida em que o nível de cavacos cai sucessivamente abaixo deste nível mínimo, quantidades sucessivamente crescentes de ar de diluição podem ser adicionadas de maneira semelhante à que ocorre com uma fração crescente de umidade ou uma temperatura crescente na fase gasosa do vaso.

Por exemplo, uma válvula pode ser aberta no sistema se o nível fica abaixo deste nível mínimo, e uma válvula adicional pode ser aberta se o nível cai subseqüentemente ainda mais, por exemplo, para 90% do nível mínimo, etc.

Se tanto o nível de cavacos quanto o nível de umidade ou temperatura indicam que é necessária a adição de ar de diluição, o nível atual de ar de diluição adicionado pode ser maior que aquele que seria adicionado se apenas um destes parâmetros controlasse o grau de abertura das válvulas.

O sistema mostrado na Figura 2 pode ser regulado de maneira semelhante, onde a válvula (4a) é utilizada como uma válvula proporcional com uma queda na pressão que pode ser regulada, onde o grau de abertura da válvula provê um fluxo proporcional de ar de diluição, ou por meio do ar de diluição sendo suprido em uma quantidade que é proporcional às temperaturas atuais ou por adição gradual correspondendo à funcionalidade do sistema mostrado na Figura 1.

A invenção pode ser alterada de várias formas dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, as válvulas na realização mostrada na Figura 1 podem ser abertas em diferentes níveis de temperatura, e podem existir em um número maior ou menor que as quatro que são mostradas nesta realização.

A primeira válvula (4a) pode ser também um registro fixo que é mantido sempre aberto, da mesma forma que a válvula (30) ou a válvula (35) , e onde apenas as válvulas (4b), (4c) e (4d) são reguladas pela unidade de controle entre suas condições de fechadas e abertas dependendo da temperatura atual.

A disposição de condensação pode ser também de um outro tipo diferente de uma que funcione diretamente por meio de fluido de condensação, uma com, por exemplo, resfriamento indireto em um trocador de calor ou com elementos de resfriamento elétrico (elementos Peltier, etc.).

Uma alternativa é o fato das válvulas (4a-4d) serem válvulas proporcionais cujo grau de abertura possa ser ajustado proporcionalmente entre uma posição totalmente aberta e uma posição totalmente fechada, a proporcionalidade sendo em relação ao sinal de controle proveniente da unidade de controle, onde a condição totalmente aberta é selecionada no caso do sinal de controle proveniente da unidade de controle cessar.

0 sistema e o método podem ser, naturalmente, utilizados também em sistemas de pré-tratamento com vapor que utilizam o que se conhece por regulagem "hot-top", na qual o vapor é adicionado de tal forma que o vapor é insuflado continuamente através do volume completo de cavacos no vaso. A disposição de alimentação do vaso pode ser de diferentes tipos, tais como um simples alimentador de cavaco com recipientes rotativos (mostrado esquematicamente no desenho), ou várias roscas alimentadoras que são freqüentemente colocadas em um compartimento horizontal, com ou sem válvula reversa na entrada.

Claims (13)

1. Sistema para pré-tratamento com vapor de cavacos em associação com a produção de pasta química de celulose, compreendendo: - um vaso (1) que é provido em sua parte superior com uma entrada pela qual os cavacos são alimentados ao vaso, e uma saída em sua parte inferior a partir da qual os cavacos tratados são retirados do vaso, - uma disposição de alimentação para a alimentação de cavacos ao vaso de tal forma que os cavacos no vaso estabelecem um nível superior de cavaco entre a entrada e a saída, e uma fase gasosa entre este nível superior de cavaco e a parte superior do vaso, - pelo menos um bocal para o suprimento de vapor (ST) é disposto no vaso com sua saída sob o nível superior estabelecido de cavacos, - um canal de ventilação (2A-2B) disposto na parte superior do vaso e conectado a um sistema de gás fraco (sistema DNCG), e um sensor de gás (3) para a detecção de um parâmetro de processo na parte superior do vaso, parâmetro de processo este que é diretamente ou indiretamente indicativo da fração de umidade na fase gasosa do vaso, caracterizado pelo fato: - de pelo menos uma linha de ventilação (5a-5d) ser conectada ao canal de ventilação (2Δ-2Β) , linha esta que é conectada por sua primeira extremidade à atmosfera ambiente (ATM) e é conectada por sua segunda extremidade ao canal de ventilação através de uma válvula (4a-4d), - de conter uma unidade de controle (CPU) conectada ao sensor de gás (3) e às válvulas (4a-4d) na linha de diluição (5a-5d), unidade de controle esta que abre a válvula quando o parâmetro de processo excede um valor limite pré-determinado.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do sensor de gás (3) ser um sensor de temperatura e onde a unidade de controle abre a válvula quando o parâmetro de processo excede um primeiro limite pré-determinado.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de pelo menos duas linhas de diluição (5a, 5b) estarem conectadas ao canal de ventilação (2A-2B), através de uma primeira válvula (4a) e uma segunda válvula (4b), respectivamente, na linha de diluição e onde a unidade de controle (CPU) abre a válvula relevante quando um primeiro e um segundo limites são excedidos, respectivamente.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de uma terceira linha de diluição (5c) com uma terceira válvula (4c) estarem conectadas ao canal de ventilação (2A-2B) , e onde a unidade de controle (CPU) abre a terceira válvula quando um terceiro limite é excedido.

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de uma disposição de condensação (10) ser conectada ao canal de ventilação (2A-2B) entre o vaso (1) e as conexões das linhas de diluição (5a-5d) ao canal de ventilação, disposição de condensação da qual é retirado um condensado em uma linha de condensado (15).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da válvula (4a-4d) na linha de diluição (5a-5d) ser uma válvula binária que se alterna entre uma condição de completamente aberta e uma condição totalmente fechada, onde a condição totalmente aberta é selecionada se o sinal de controle proveniente da unidade de controle cessa.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da válvula (4a' ) na linha de diluição (5a') ser uma válvula proporcional cujo grau de abertura pode ser proporcionalmente aberto entre uma condição de totalmente aberta e uma condição de totalmente fechada em proporção com o sinal de controle proveniente da unidade de controle, onde a condição de totalmente aberta é selecionada se o sinal de controle proveniente da unidade de controle cessa.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do nivel de cavacos no vaso ser detectado por um sensor de nivel (40) e onde a unidade de controle é também conectada a este sensor de nivel e onde a unidade de controle abre pelo menos uma válvula (4a-4d) conectada ao canal de ventilação (2A, 2B) dependendo do nivel de afundamento.

9. Método para o pré-tratamento com vapor de cavacos em associação com a produção de pasta quimica de celulose onde os cavacos são continuamente alimentados na parte superior de um vaso (1) para o estabelecimento de uma coluna de cavacos no interior do vaso entre a parte superior e a parte inferior do vaso e onde vapor (ST) é suprido à coluna de cavacos com o objetivo de pré-tratar os cavacos, após isto os cavacos são retirados pela parte inferior do vaso, e onde a remoção de gases ocorre na parte superior do vaso, gases estes que foram eliminados dos cavacos e contêm vapor, ar e NCGs, caracterizado pelo fato do parâmetro de processo que é indicativo da fração de umidade nos gases na parte superior do vaso ser detectado e pelo fato de ar de diluição ser adicionado a estes gases que são removidos da parte superior do vaso em função do parâmetro de processo detectado, onde a quantidade de ar de diluição aumenta com um aumento da fração de umidade nos gases.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do parâmetro de processo ser equivalente à temperatura corrente dos gases na parte superior do vaso e onde a quantidade de ar de diluição aumenta com o aumento da temperatura dos gases.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da adição de ar de diluição ocorrer em etapas, onde uma primeira dada quantidade de ar de diluição é adicionada aos gases quando a temperatura alcança um primeiro nivel, e onde uma segunda dada quantidade de ar de diluição é ainda adicionada aos gases quando a temperatura alcança um segundo nivel, onde o segundo nivel é um nivel de temperatura mais alta que o primeiro nivel.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato dos gases que são retirados da parte superior do vaso serem submetidos a uma condensação antes de ocorrer a adição de ar de diluição a estes gases que é controlada pela temperatura.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do nivel de cavacos no vaso ser detectado e de ar de diluição ser adicionado a estes gases que são retirados da parte superior do vaso em função do nivel corrente de cavacos, onde a quantidade de ar de diluição aumenta com a redução do nivel de cavacos, preferivelmente quando o nivel de cavacos cai para abaixo de um certo nivel minimo pré- determinado de cavacos.