BRPI0619433A2 - aparelho para tratar materiais - Google Patents
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Abstract
APARELHO PARA TRATAR MATERIAIS. Aparelho para tratar materiais, o aparelho incluindo um corpo principal que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primário na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação. O corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante.
Description
APARELHO PARA TRATAR MATERIAIS
CAMPO TÉCNICO
Esta invenção refere-se genericamente ao tratamento de materiais e mais especificamente, mas não exclusivamente, a método e aparelho adequados para uso na remoção de contaminadores de sólidos e líquidos. Por exemplo, o método e aparelho da presente invenção são adequados para uso com materiais que contêm enxofre, mas podem também ser utilizados para o tratamento de outro material e contaminadores.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
De acordo com um aspecto da presente invenção é propiciado um aparelho para tratar materiais, o aparelho incluindo um corpo principal que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primária na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação, o corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante.
De acordo com outro aspecto da presente invenção é propiciado um aparelho para tratar materiais, o aparelho incluindo um corpo principal não-rotativo que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primário na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação, o corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante.
A entrada de alimentação pode ser na forma de uma calha que é inclinado de modo a direcionar material para uma posição desejada dentro da câmara.
O aparelho inclui ainda uma câmara de combustão que pelo menos parcialmente cerca a seção de destilação e se estende pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da mesma na direção do eixo longitudinal. De preferência a câmara de combustão está na forma de uma manta de aquecimento que cerca a seção de destilação e a seção de filtração.
A câmara de tratamento primário é de preferência circular em seção transversal. De preferência a seção de destilação é geralmente cilíndrica em seção transversal. De preferência o eixo longitudinal da seção de destilação está inclinado para baixo a partir da extremidade a montante na direção da extremidade a jusante.
Um dispositivo de transferência de material pode estar posicionado dentro da câmara de tratamento primário.
O dispositivo de transferência de material pode incluir diversos braços de varredura separados operativamente montados em um eixo rotativo que é normalmente posicionado de modo coaxial com o eixo longitudinal da seção de destilação. De preferência a calha de alimentação se estende a jusante além do braço varredor mais a montante para processar e garantir que todo material seja aproveitado pelo dispositivo. O braço varredor a montante é de preferência inclinado de modo que possa pegar o material que entra na câmara e inibir o acúmulo de material. O eixo pode ser acionado por qualquer meio adequado tal como um motor elétrico ou hidráulico ou similar.
De preferência a câmara de filtro inclui uma zona de entrada que recebe gases da câmara de tratamento primário e uma zona de filtração. Uma placa defletora de preferência separa a zona de entrada da zona de filtração com uma passagem de transferência que propicia comunicação entre as mesmas. Diversos filtros de preferência feitos de materiais de silica ou cerâmicos podem estar posicionados dentro da zona de filtração e gases filtrados são passados para uma câmara de coleta. Uma ventoinha de indução pode ser propiciada para extrair o gás através dos filtros para dentro da câmara de coleta após o que o gás pode ser transferido para um condensador, por exemplo. A zona de entrada pode incluir diversas aletas ou placas sobre a parede interna e placa defletora que tendem a defletir matéria particulada na direção da saida. Um elemento de pá pode ser propiciado, o qual está montado para varrer o eixo para rotação com o mesmo. Uma placa defletora primária pode estar disposta na região da entrada da câmara de tratamento primário para a zona de entrada da câmara de filtração.
A câmara de combustão pode incluir uma manta de aquecimento que possui paredes alinhadas refratárias e "PROCESSO PARA PREPARAR IMIDOALCOXISSILANOS INSATURADOS"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um processo para preparar imidoalcoxissilanos cíclicos a, β-insaturados a par- tir de precursores de anidrido, sem o uso de um dessecante químico para expulsar a água produzida como um produto late- ral .
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Existem diferentes processos para preparar imido- alcoxissilanos cíclicos a,β-insaturados que são conhecidos na técnica. Estes processos são baseados na condensação de precursores de anidrido com aminoalcoxissilanos primários, e produzem a água como um dos subprodutos da reação. Tipica- mente, a água produzida é expulsa da reação usando um ou mais dessecantes químicos, por exemplo, o hexametildissila- zano (HMDZ) ou o cloreto de trimetilsilila (TMSCl) . Estes dessecantes químicos devem ser usados em quantidades pelo menos estequiométricas, o .que torna estes processos economi- camente inviáveis quando usados para produzir imidoalcoxis- silanos cíclicos a,β-insaturados em uma escala comercial grande.
Um objetivo da invenção é dirigido a um processo para produzir imidoalcoxissilanos cíclicos a, β-insaturados, sob condições favoráveis para permitir a remoção da água produzida por reação usando destilação azeotrópica, em vez de dessecantes químicos. Em particular, este objetivo da in- venção é dirigido a um processo para preparar imidoalcoxis- uma modalidade da presente invenção. 0 aparelho genericamente indicado em 10 inclui um corpo principal 12 que possui uma seção de destilação alongada 14 e uma seção de f iltração 16. A seção de destilação 14 é um corpo alongado com uma câmara de tratamento primário 18 na mesma e possui uma extremidade a montante 2 0 e uma extremidade a jusante 22. Uma entrada de alimentação 24 é disposta na extremidade a montante para entregar material a ser tratado para a câmara de tratamento primário 18. A entrada de alimentação 24 está na forma de uma calha 26 que é inclinado de modo a direcionar material para uma posição desejada dentro da câmara 18. A seção de destilação 14 é inclinada para baixo a partir da extremidade a montante na direção da extremidade a jusante para auxiliar a passagem de material ao longo da mesma. De preferência o mecanismo inibe a entrada de ar e pode, por exemplo, estar na forma de um alimentador de pedra, uma válvula de rotação ou uma bomba única.
Conforme mostrado nas Figura 1 e 3, um dispositivo de transferência de material 3 0 está disposto dentro da câmara de tratamento primário 18. O dispositivo 30 inclui diversos braços varredores 32 montados em um eixo rotativo centralmente situados 34, os braços varredores sendo configurados para impelir o material a ser tratado ao longo da câmara 18 a partir da extremidade a montante na direção da extremidade a jusante. Conforme mostrado, a calha de alimentação 26 se estende a jusante além do braço varredor a montante 3 3 para processar e garantir que todo material seja aproveitado pelo dispositivo 30. O braço varredor a montante 33 é inclinado e possui uma concavidade 78 em sua extremidade de modo que a mesma possa pegar o material que entra na câmara e inibir o acúmulo de material. O braço varredor 33 e a concavidade são inclinados de modo que possam entrar na extremidade de alimentação inferior da destilação de modo a impedir o acúmulo de material e mover- se para exposição das paredes de destilação. O eixo pode ser acionado por qualquer meio adequado tal como um motor elétrico ou hidráulico ou similar.
Uma saida de descarga 36 é disposta na extremidade a jusante da seção de destilação através da qual a matéria sólida tratada pode ser descarregada da câmara 18. Uma válvula de rotação 38 está posicionada na saída 3 6 e material sólido passa através da válvula para uma verruma de uma passagem 40 que transfere os sólidos tratados para um local de coleta adequado.
A seção de filtração 16 está posicionada acima da seção de destilação 14 e inclui uma câmara de filtração 46 na mesma. A câmara de filtro 46 inclui uma zona de entrada 48 que recebeu gases da câmara de tratamento primário 18 e uma zona de filtração 50. Uma placa de fie tora 52 separa a zona de entrada 48 da zona de filtração 50 com uma passagem de transferência 54 que propicia comunicação entre as mesmas. Diversos filtros 58 feitos de materiais de sílica ou cerâmicos são dispostos dentro da zona de filtração 50 e gases filtrados são passados para uma câmara de coleta 60. Uma ventoinha de indução 61 extrai o gás através dos filtros para dentro da câmara de coleta 60 após o que o gás pode ser transferido para um condensador, por exemplo. A zona de entrada 48 inclui diversas aletas ou placas 62 na parede interna da seção de filtração e placa defletora 52 que tendem a defletir matéria particulada na direção da saída. Estas aletas ou placas 62 também interrompem o fluxo de ar que reduz a velocidade dos gases e sua capacidade de transportar particulados. As aletas ou placas são arrumadas em intervalos regularmente espaçados ao longo das paredes para garantir exposição máxima aos gases e deste modo reduzir a carga de particulados a ser manuseada pelos filtros. A matéria particulada dentro da zona de filtração é retornada na direção da saída de descarga através de um elemento de pá 66 (Figuras 1 e 4) que possui pás 69 na extremidade de cada braço do elemento de pá que é montado no eixo 34 para rotação com o mesmo. As pás são baldes realmente pequenos inclinados para coletar os particulados de caixa de filtro e direcioná-los na direção da parte posterior da parede de destilação de modo que os mesmos cairão dentro da calha de coleta de produto. Os baldes/pás não serão fundos, mas suficientes para pegar uma quantidade pequena de particulados forçando-os deste modo para baixo e para a parede de destilação e criando um fluxo de direção que outros particulados que fluem livres seguirão. Os particulados que saem da calha a partir da câmara de filtro deveriam ser longos o suficiente e inclinados de modo que os particulados que saem da caixa de filtro se chocassem com o ciclo descendente das pás garantindo que as mesmas se movam diretamente para a saída de descarga reduzindo deste modo a quantidade de particulados de filtro que podem encontrar a volta para dentro do fluxo na direção da câmara de filtro. Uma placa defletora primária 68 é disposta na região da entrada desde a câmara de tratamento primário 18 até a zona de entrada 40 da câmara de filtração 46. A placa 68 tende a provocar o retorno de particulados para a extremidade a jusante da câmara de tratamento para descarga.
O aparelho inclui ainda um sensor de pressão que monitora a formação de pressão provocada pelos particulados que bloqueiam os filtros. Em uma pressão predeterminada um pulso de nitrogênio pode ser entregue por bocais 67 que desbloqueiam os filtros fazendo com que os particulados caiam na direção da parte inferior da câmara de filtração onde a pá força-os na direção da saída de descarga. De forma desejável a área dos filtros é aproximadamente a mesma do volume de gases produzidos. Uma placa 65 é disposta na parte superior da câmara de filtração. A placa tende a direcionar o fluxo de gás na direção da parte inferior da câmara na direção da saída de descarga. A placa forma um duto para direcionar fluxo de gás e acelera os particulados para e nas suas saídas a partir da saída. A placa também limita contato direto dos particulados nos filtros.
O aparelho 10 inclui ainda uma câmara de combustão 70 que encerra substancialmente a câmara 18 e a seção de filtração 44 do aparelho. A câmara de combustão 70 está na forma de uma manta de aquecimento e inclui elementos de aquecimento 74 na região da seção de destilação 14. A manta de aquecimento é formado de aço capaz de suportar temperaturas até 1.000°C. Os elementos de aquecimento 74 são espaçados ao longo do comprimento da seção de destilação e estão posicionados em grupos que são posicionados a partir da parte inferior da câmara e se estendem até cada lado (Figura 2). Os elementos de aquecimento são na forma de queimadores, cujas chamas são direcionadas para longe da seção de destilação, fazendo com que as paredes alinhadas refratárias da câmara irradiem calor, bem como provoquem aquecimento de convecção. Por posicionar os queimadores em grupos espaçados ao longo da metade inferior da câmara de combustão significa que um fluxo estacionário de material ao longo da câmara de tratamento primário e como resultado da ação dos braços varredores o material é misturado e exposto às paredes aquecidas da seção de destilação para reduzir temperaturas mais elevadas do que o necessário. Isto significa que o aparelho pode possuir uma taxa de saída relativamente elevada por causa da transferência de calor relativamente elevada proveniente das paredes de seção de destilação e do material sendo tratado. Os gases de combustão de exaustão podem ser utilizados para o pré-tratamento de material que pode ser elevado em umidade. Isto propicia uma aplicação de recuperação de calor na qual os gases de exaustão aquecem uma manta de aquecimento que cerca dois parafusos que movem o material na direção da entrada.
No caso específico onde o material a ser tratado contém enxofre, cinza de soda ou soda cáustica é adicionado ao material antes da entrada na seção de destilação. Isto ajuda a remover o enxofre durante o processo e aperfeiçoa enormemente e eficiência do processo ao tratar gases limpos que são a fase de remoção de particulado e reduz enormemente a contaminação por enxofre. A ação dos dispositivo 30 na seção de destilação combinada com a configuração do queimador aumentará a exposição da parede de destilação quente e aperfeiçoará a redução de enxofre na corrente de gás e nos produtos resultantes tais como gás e condensado.
Finalmente, deve ser entendido que diversas alterações, modificações e/ou adições podem ser incorporadas nas diversas construções e arranjos de partes sem de afastar do espirito ou âmbito da invenção.
Claims (20)
1. Aparelho para tratar materiais caracterizado pelo fato do aparelho incluir um corpo principal que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primário na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação, o corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma, que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da entrada de alimentação compreender uma calha que é inclinada de modo a direcionar material a uma posição desejada dentro da câmara.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir ainda uma câmara de combustão que pelo menos parcialmente cerca a seção de destilação e se estende pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da mesma na direção do eixo longitudinal, a câmara de combustão compreendendo uma manta de aquecimento que cerca a seção de destilação e a seção de filtração.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da câmara de tratamento primário ser circular em seção transversal e a seção de destilação ser geralmente cilíndrica em seção transversal, o eixo longitudinal da seção de destilação estando inclinado para baixo a partir da extremidade a montante na direção da extremidade a jusante.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir ainda um dispositivo de transferência de material disposto dentro da câmara de tratamento primário, o dispositivo de transferência de material incluindo diversos braços de varredura separados operativamente montados a um eixo rotativo que é geralmente posicionado de modo coaxial com o eixo longitudinal da seção de destilação.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da calha de alimentação se estender a jusante além do braço varredor mais a montante para processar e garantir que todos materiais sejam aproveitados pelo dispositivo, o braço varredor a montante sendo inclinado de modo que possa pegar o material que entra na câmara e inibir acúmulo de material.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da câmara de filtro incluir uma zona de entrada que recebe gases da câmara de tratamento primário e uma zona de filtração, uma placa defletora de preferência que separa a zona de entrada da zona de filtração com uma passagem de transferência que propicia comunicação entre as mesmas, diversos filtros dispostos dentro da zona de filtração e arrumados de modo a filtrar gases que podem ser passados para uma câmara de coleta.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de incluir uma ventoinha de indução que pode ser adaptada para extrair o gás através dos filtros para dentro da câmara de coleta.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato da zona de entrada incluir diversas aletas ou placas sobre a parede interna e placa defletora que tendem a defletir matéria particulada na direção da saída.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de incluir um elemento de pá que pode ser propiciado para ser montado no eixo varredor para rotação com o mesmo.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de incluir uma placa defletora primária disposta na região da entrada a partir da câmara de tratamento primário até a zona de entrada da câmara de filtração.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da câmara de combustão incluir uma manta de aquecimento que possui paredes alinhadas refratárias e incluir elementos de aquecimento na região da seção de destilação, os elementos de aquecimento sendo espaçados ao longo do comprimento da seção de destilação e sendo posicionados em grupos que estão posicionados a partir da parte inferior da câmara e se estendem pelo menos parcialmente para cima de cada lado, os elementos de aquecimento estando na forma de queimadores, cujas chamas são direcionadas para longe da seção de destilação fazendo com que as paredes alinhadas refratárias da câmara irradiem calor, assim como provoquem aquecimento de convecção.
13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que quando o material sendo tratado contém enxofre, cinza de soda ou soda cáustica é adicionado ao material antes da entrada para a destilação.
14. Aparelho para tratar materiais caracterizado pelo fato de incluir um corpo principal não-rotativo que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primário na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação, o corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da câmara de filtração estar disposta acima da seção de destilação na extremidade a montante da mesma.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de incluir ainda uma câmara de combustão que pelo menos parcialmente cerca a seção de destilação e se estende pelo menos parcialmente ao longo do comprimento da mesma na direção do eixo longitudinal, a câmara de combustão compreendendo uma manta de aquecimento que cerca a seção de destilação e a seção de filtração.
17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de incluir ainda um dispositivo de transferência de material disposto dentro da câmara de tratamento primário, o dispositivo de transferência de material incluindo diversos braços de varredura separados operativãmente montados a um eixo rotativo que é geralmente posicionado de modo coaxial com o eixo longitudinal da seção de destilação para rotação dentro da câmara de tratamento primário relativo ã seção de destilação.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato da câmara de filtro incluir uma zona de entrada que recebe gases da câmara de tratamento primário e uma zona de filtração, uma placa defletora de preferência que separa a zona de entrada da zona de filtração com uma passagem de transferência que propicia comunicação entre as mesmas, diversos filtros dispostos dentro da zona de filtração e arrumados de modo que gases filtrados possam ser passados para uma câmara de coleta.
19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato da câmara de combustão incluir uma manta de aquecimento que possui paredes alinhadas refratárias e inclui elementos de aquecimento na região da seção de destilação, os elementos de aquecimento sendo espaçados ao longo do comprimento da seção de destilação e sendo posicionados em grupos que estão posicionados a partir da parte inferior da câmara e se estendem pelo menos parcialmente para cima de cada lado, os elementos de aquecimento estando na forma de queimadores, cujas chamas são direcionadas para longe da seção de destilação fazendo com que as paredes alinhadas refratárias da câmara irradiem calor, assim como provoquem aquecimento de convecção.
20. Aparelho para tratar materiais caracterizado pelo fato de incluir um corpo principal que inclui uma seção de destilação alongada que possui uma câmara de tratamento primária na mesma, uma entrada de alimentação em uma extremidade a montante da seção de destilação e uma saída de descarga em uma extremidade a jusante da seção de destilação, o corpo principal incluindo ainda uma seção de filtração com uma câmara de filtração na mesma que está em comunicação com a câmara de tratamento primário, a câmara de filtração estando disposta lateralmente com relação a um eixo longitudinal da seção de destilação que se estende entre as extremidades da seção de destilação e é espaçada a partir da extremidade a montante, um dispositivo de transferência de material disposto dentro da câmara de tratamento primário, o dispositivo de transferência de material incluindo diversos braços de varredura separados operativamente montados a um eixo rotativo que é geralmente posicionado de modo coaxial com o eixo longitudinal da seção de destilação para rotação dentro da câmara de tratamento primário relativo à seção de destilação, e uma câmara de combustão que pelo menos parcialmente cerca a seção de destilação e se estende na direção do eixo longitudinal da seção de destilação, a câmara de combustão compreendendo uma manta de aquecimento que possui paredes alinhadas refratárias e inclui elementos de aquecimento na região da seção de destilação, os elementos de aquecimento sendo espaçados ao longo do comprimento da seção de destilação e sendo posicionados em grupos que estão posicionados a partir da parte inferior da câmara e se estendem pelo menos parcialmente para cima de cada lado, os elementos de aquecimento estando na forma de queimadores, cujas chamas são direcionadas para longe da seção de destilação fazendo com que as paredes alinhadas refratárias da câmara irradiem calor, assim como provoquem aquecimento de convecção.
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