BRPI0806057A2 - métodos e sistemas para processamento multiestágios de sólidos particulados fluidizados - Google Patents

Abstract

MêTODOS E SISTEMAS PARA PROCESSAMENTO DE MULTIESTáGIOS DE SóLIDOS PARTICULADOS FLUIDIZADOS. Métodos e sistemas para processamento de multiestágios contínuo de sólidos particulados que pode controlar a distribuição dos tempos de permanência de partículas processadas. Um método divulgado inclui admitir gás de fluidização nos túneis de transferência entre os recipientes de estágio de leito fluidizado utilizando entradas de gás localizadas no túnel ou descarregando diretamente no túnel de transferência para promover o fluxo de sólidos fluidizados através do túnel de transferência. Uma placa distribuidora de gás comum pode fornecer gás aos recipientes de estágio e a quaisquer túneis de transferência possuindo entradas de gás. A placa distribuidora pode ser separável do sistema ou podendo ser aberta para fornecer acesso para remoção de obstruções e para manutenção. Uma placa base comum pode incorporar porções inferiores de recipientes de estágio e os lados e pisos dos túneis de transferência, e os fundos dos recipientes e túneis opcionalmente fornecidos pela placa distribuidora de gás. Alguns sistemas de multiestágios e métodos de processamento possuem de 15 a 200 ou mais estágios.

Description

MÉTODOS E SISTEMAS PARA PROCESSAMENTO DE MULTIESTÁGIOS DESÓLIDOS PARTICULADOS FLUIDIZADOS

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Para processos envolvendo interações entre sólidosparticulados e uma fase gasosa, fluidizar os sólidos com afase gasosa é freqüentemente uma abordagem útil para seatingir os objetivos do processamento. Muitos processoscomerciais empregam tecnologia de leito fluidizado em umavariedade de meios incluindo, por exemplo, para realizarreações gás-sólidos, para polimerização, depósitosquímicos, calcinação, secagem, para ativação decatalisadores e para outros processos. Muitos destesprocessos empregam manipulação de fase densa, especialmentefluidização de sólidos, por causa das características dedesempenho favoráveis que procedimentos de sólidos podemoferecer com relação a transferência de calor,transferência de massa, cinética de reação, manipulaçãofísica, tamanho físico, transporte de sólidos particuladose/ou outros fatores. Estes fatores podem freqüentementefornecer processamento de custo efetivo produzindo produtosde alta qualidade.

Diversos métodos fluidizados e dispositivos sãoconhecidos para processamento de sólidos fluidizados.Alguns destes são mostrados nas Figuras 1 a 3 dos desenhosem anexo, que são descritos em detalhes abaixo. Porexemplo, um método de processamento continuo pode serexecutado fornecendo-se continuamente sólidos particuladosem uma porção superior de um recipiente de processamento deleito fluidizado, descarregando os sólidos particulados dooutro lado do recipiente de processamento e fornecendo-segás de fluidização através do fundo do recipiente parafazer com que os sólidos particulados fluidizem.

Outro dispositivo de processamento compreende diversosrecipientes de estágio conectados em série por túneis detransferência estendendo-se entre cada recipiente deestágio e seu vizinho. Cada recipiente de estágio recebeseu próprio suprimento de gás de fluidização para gerar umleito fluidizado dos sólidos particulados. 0 produto desólidos a ser processado pode ser alimentado continuamenteno recipiente de primeiro estágio a uma taxa de produçãovolumetria constante desejada. As populações de partículasólida movendo-se através do sistema possuem um tempo depermanência que depende da forma e tamanho dos estágiosindividuais assim como a taxa de fluxo volumétrica.

Em muitos processos de leito fluidizado, o tempo depermanência das partículas sólidas no sistema é importantee desejavelmente devem ser previsíveis e uniformes paratodas as partículas sólidas cruzando o sistema. Entretanto,na prática, estes objetivos podem ser difíceis ouimpossíveis de se atingir devido a fenômenos deultrapassagem e obstáculo que fazem com que algumaspartículas sólidas sigam rotas menores que a média atravésdo sistema e outras partículas sólidas sigam rotas maioresque a média através do sistema. Conseqüentemente, há,geralmente, uma variação significativa nos tempos depermanência de partículas sólidas processadas.

Desta forma, seria desejável fornecer métodos esistemas para processamento contínuo de leito fluidizado desólidos particulados que possam controlar melhor adistribuição dos tempos de permanência de partículasprocessadas.

A descrição acima dos fundamentos da invenção podeincluir percepções, descobertas, entendimentos oudivulgações, ou associações juntamente a divulgações, quenão fossem conhecidas ao estado da técnica relevante àpresente invenção mas que foram fornecidos pela invenção.

Algumas destas contribuições da invenção podem ter sidoespecificamente indicadas aqui, onde outras contribuiçõesda invenção serão aparentes a partir de seu contexto.

Simplesmente pelo fato de um documento ter sido aquicitado, não se admite que o campo do documento, que podeser bastante diferente daquele da invenção, seja análogo aocampo ou campos da presente invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece novos métodos e sistemaspara processamento de multiestágios continuo para sólidosparticulados. Modalidades da invenção podem fornecer bomcontrole da distribuição dos tempos de permanência departículas processadas e podem fornecer benefíciosadicionais, em alguns casos.

Em um aspecto, a invenção fornece um método paraprocessamento de multiestágios contínuo de sólidosparticulados que compreendem alimentar sólidos particuladosa um recipiente de primeiro estágio em uma série derecipientes de estágio, admitir gás de fluidização em cadaum dos recipientes de estágio para fluidizar sólidosparticulados nos recipientes de estagio e transportar ossólidos fluidizados do primeiro recipiente de estágio até ooutro recipiente de estágio através de túneis detransferência conectando recipientes de estágio adjacentese descarregar sólidos particulados de um último recipientede estágio na série de recipientes de estágio. 0 métodocompreende ainda admitir gás de fluidização em cada túnelde transferência através de pelo menos uma entrada de gásde fluidização localizada no túnel de transferência. 0 gásde fluidização do túnel de transferência pode promover ofluxo dos sólidos fluidizados através do túnel detransferência de um estágio a um estágio adjacente eauxiliar em evitar obstruções.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um método paraprocessamento de multiestágios contínuo de sólidosparticulados, compreendendo alimentar sólidos particuladosa um recipiente de primeiro estágio em uma série de pelomenos quinze recipientes de estágio, admitir gás defluidização em cada um dos recipientes de estágio parafluidizar sólidos particulados presentes nos recipientes deestágio, transportar os sólidos fluidizados do primeirorecipiente de estágio até o outro recipiente de estágio nasérie através de túneis de transferência conectandorecipientes de estágio adjacentes e descarregar sólidosparticulados de um último recipiente de estágio na série derecipientes de estágio.

Se desejado, o gás de fluidização pode ser admitido emcada túnel de transferência em uma direção transversal àdireção de transporte de sólidos fluidizados através dotúnel de transferência de forma a exercer impacto em umaparede de túnel de transferência oposta à localização deuma entrada de gás de fluidização no túnel detransferência. Algumas modalidades da invenção compreendemfornecer gás de fluidização a cada entrada de gás de umacâmara plena comum.

Modalidades do método da invenção podem compreendercircular um meio de aquecimento ou resfriamento ao redor decada recipiente de estágio para aquecer ou resfriar ossólidos fluidizados nos recipientes de estágio.

Uma modalidade do método da invenção compreendeinteragir o gás de fluidização com os sólidos particuladosfluidizados durante o transporte através dos recipientes deestágio. Outra compreende reagir o gás de fluidização comos sólidos particulados fluidizados durante o transporteatravés dos recipientes de estágio, o gás de fluidização eos sólidos sendo quimicamente reativos entre si.

A invenção também fornece sistemas de multiestágiospara processamento contínuo de sólidos particuladosfluidizados compreendo pelo menos dois recipientes deestágio dispostos lado a lado, cada recipiente de estágiocompreendendo uma parede de contenção para conter ossólidos fluidizados, uma entrada de sólidos para os sólidosfluidizados, uma saída de sólidos para os sólidosfluidizados, pelo menos uma entrada de gás para gás defluidização e uma saída de gás para o gás de fluidização. 0sistema também compreende pelo menos um túnel detransferência, cada túnel de transferência conectado entredois recipientes de estágio adjacentes para permitir otransporte de sólidos fluidizados entre os dois recipientesde estágio adjacentes.

Em um aspecto de sistema da invenção, o sistema demultiestágios compreende uma placa distribuidora de gásintegral comum estendendo-se através e formando os fundosdos pelo menos dois recipientes de estágio. A placadistribuidora de gás pode se comunicar com um fornecimentode gás de fluidização e pode compreender as entradas de gásde fluidização dos pelo menos dois recipientes de estágio.

Em outro aspecto do sistema da invenção, o sistema demultiestágios compreende uma placa de base integral ouunitária compreendendo uma porção inferior de cada paredede contenção de recipiente de estágio e compreendendoparedes superiores e laterais para cada túnel detransferência.

Em um aspecto adicional do sistema da invenção, osistema de multiestágios compreende uma câmara plenaestendendo-se por baixo dos pelo menos dois recipientes deestágio e o pelo menos um túnel de transferência parafornecer gás de fluidização às entradas de gás onde cadaentrada de gás se comunica com a câmara plena para recebergás de fluidização da câmara plena. Estes diversos aspectosdos sistemas de multiestágios da invenção podem, claro, sercombinados de forma diversificada em um sistema.

Se desejado, uma modalidade de sistema da invençãopode compreender pelo menos dez recipientes de estágiodispostos lado a lado e a placa distribuidora de gás podese estender através e formar os fundos de uma maioria dosrecipientes de estágio. A placa distribuidora de gás podetambém compreender as entradas de gás da maioria dosrecipientes de estágio, se desejado.

Em algumas modalidades da invenção, cada túnel detransferência compreende pelo menos uma entrada de gás detúnel de transferência para gás de fluidização. Estacaracterística pode auxiliar no transporte de sólidosparticulados através do túnel ou túneis de transferência.Opcionalmente, a placa distribuidora de gás forma o fundodo túnel de transferência e compreende a pelo menos umaentrada de gás do túnel de transferência. Estacaracterística fornece uma estrutura conveniente eeficiente para o fornecimento de um túnel de transferênciacom uma entrada de gás. Se desejado, a entrada ou entradasde gás do túnel de transferência ou pode (m) injetar gás defluidização diretamente no túnel de transferência.

Em algumas modalidades de sistema da invenção, osistema de multiestágios compreende pelo menos vinterecipientes de estágio dispostos lado a lado e a placadistribuidora de gás se estende através e forma os fundosde todos os recipientes de estágio e suporta as entradas degás para todos os recipientes de estágio.O sistema demultiestágios pode compreender cinqüenta ou maisrecipientes de estágio. Dependendo da configuraçãoparticular de recipientes de estágio empregada, o que podevariar, o número de túneis de transferência pode, emalgumas modalidades, ser de um a menos que o número derecipientes de estágio.

Se desejado, um sistema de multiestágios de acordo coma invenção pode compreender uma placa de base unitária. Aplaca de base unitária pode compreender uma porção inferiorda parede de contenção de cada recipiente de estágio eparedes superiores e laterais para o túnel ou túneis detransferência. Em uma modalidade útil da invenção, a placadistribuidora de gás pode se estender por baixo da placa debase unitária e fechar os fundos dos recipientes de estágioe túneis de transferência. Também, se desejado, a placadistribuidora de gás pode ser fixada de forma removível àplaca de base unitária, ou de forma que possa ser movida daplaca de base, para fornecer acesso aos recipientes deestágio e túneis de transferência para serviço emanutenção.

Para melhorar a gama de capacidades de processamento,modalidades de sistema de multiestágios podem compreenderestruturas de controle de temperatura, por exemplo, umvolume estendendo-se ao redor de cada recipiente de estágioque pode receber um fluido de controle de temperatura paracontrolar a temperatura dos sólidos fluidizados norecipiente de estágio respectivo. Se desejado, o sistemapode compreender um invólucro de fluido de controle detemperatura, confinando os volumes ao redor dos recipientesde estágio, que opcionalmente podem ser divididos em váriassub-regiões controláveis para possuírem diferentestemperaturas entre cada sub-região.

Fornecendo-se, em cada modalidade, um sistema demultiestágios integrado para processamento de materiaissólidos particulados onde os recipientes de estágio deleito fluidizado e túneis de transferência que osinterconectam são integrados em uma plataforma comum, ainvenção possibilita que sistemas possuindo uma abundânciade estágios de processamento operem de forma eficiente emrelação a fatores como rendimento, queda de pressão edistribuição do tempo de permanência. A plataforma comumpode ser fornecida, por exemplo, por uma placa de baserobusta que incorpora porções dos recipientes de estágio etúneis de transferência. Uma placa distribuidora de peçaúnica, possuindo aberturas de fornecimento de gás para secomunicar com uma fonte de gás, pode se situar sob a placade base e fornecer um piso estendendo-se através do fundode cada recipiente de estágio e túnel de transferência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

Algumas modalidades da invenção, e de produção eutilização da invenção, assim como o melhor modocontemplado para se executar a invenção, são aqui descritasem detalhes e, por meio de exemplo, com referência aosdesenhos em anexo, nos quais caracteres de referênciasimilares designam elementos similares através de váriasvistas, e onde:

A Figura 1 é uma vista esquemática parcialmenteseccional de um recipiente de estágio único conhecido paraprocessamento contínuo de sólidos fluidizados;

A Figura 2 é uma vista esquemática parcialmenteseccional de um sistema de multiestágios conhecido paraprocessamento contínuo de sólidos fluidizados;

A Figura 3 é uma vista ampliada de uma porção dosistema de multiestágios mostrado na Figura 2 mostrando ummodo conhecido de transferir sólidos fluidizados entrerecipientes de estágio;

A Figura 4 é um gráfico de distribuição de tempo depermanência para dois sistemas de processamento de sólidosfluidizados;

A Figura 5 é uma elevação frontal, parcialmente emseção, de uma modalidade de sistema de multiestágios paraprocessamento contínuo de sólidos fluidizados de acordo coma invenção;

A Figura 6 pe uma seção de outra modalidade do sistemade multiestágios para processamento continuo de sólidosfluidizados de acordo com a invenção que possui muitassimilaridades com a modalidade mostrada na Figura 5, e estádesenhada em uma escala diferente;

A Figura 7 é uma vista superior plana do sistema demultiestágios mostrado na Figura 6;

A Figura 8 é uma vista parcial da extremidade direitado sistema de multiestágios de recipiente mostrado naFigura 6, com uma parede de contenção removida;

A Figura 9 é uma vista ampliada da porção da Figura 6que é indicada como "A" na figura, mostrando um túnel detransferência entre recipientes de estágio, que é similar auma vista ampliada da porção da Figura 8 que é identificadade forma similar;

A Figura 10 é uma vista em perspectiva esquemática deuma porção de sistema de multiestágios da Figura 6mostrando uma configuração possível de dois recipientes deestágio e seus túneis de transferência associados;

A Figura 11 é uma elevação ampliada de um bico deentrada de gás fluidizado, também conhecido como "tuyere",útil no sistema de multiestágios mostrado na Figura 6;

A Figura 12 é uma vista plana ampliada de umaporção de uma placa distribuidora de gás útil no sistema demultiestágios mostrado na Figura 6;

A Figura 13 é um gráfico mostrando distribuição temposde permanência possíveis para dois sistemas deprocessamento de sólidos fluidizados de acordo com ainvenção possuindo 60 estágios e 85 estágiosrespectivamente; e

A Figura 14 é um gráfico mostrando distribuições detempo de permanência possíveis para sistema de sólidosfluidizados possuindo vários estágios.DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um método conhecido para processamento contínuo desólidos particulados fluidizados para condicionamentotérmico, químico ou outros tratamentos podem empregar umrecipiente de processamento de leito fluidizado como émostrado na Figura 1. Neste método, os sólidos particuladossão continuamente fornecidos em uma porção superior de umrecipiente de processamento cilíndrico fechado através deum bico de alimentação de sólidos e são descarregados dooutro lado do recipiente através de uma saída de descargade altura fixa. A posição vertical da saída de descargadetermina em muito a altura da massa de sólidos norecipiente de processamento sob condições de estadoestacionário. Gás de fluidização é fornecido ao fundo dorecipiente através de uma placa distribuidora portandobicos de gás, algumas vezes conhecidos como "tuyeres" (nãomostrado), e saídas do topo de recipiente de processamento.A taxa de fluxo vertical do gás é controlada para fazer comque os sólidos particulados fluidizem e o leito fluidizadoresultante de sólidos geralmente se comporte de certa formasimilar a um fluido.

Operando-se o recipiente de processamento mostrado naFigura 1, os sólidos podem ser alimentados a uma taxa defluxo volumétrico constante ao recipiente de processamentoatravés do bico de alimentação e deixa-se que transbordemdo recipiente de processamento à mesma taxa de fluxovolumétrico constante através da saída de descarga. 0volume do leito fluidizado de sólidos no recipiente deprocessamento é mantido a um nível constante, (V).

O leito fluidizado de sólidos pode ser tratadotermicamente ou quimicamente reagido com a corrente de gásutilizada para fluidizar organopolisiloxano sólidos, oupode ser submetida tanto a tratamento térmico quantoquímico. O recipiente de processamento pode ser rodeado poruma cobertura de aquecimento para elevar a temperatura dossólidos fluidizados a uma temperatura de processamentodesejada para reação com a corrente de gás em fluxo. Umregime de sólidos fluidizados típico possui boascaracterísticas de transferência de calor que possamfornecer distribuição de temperatura razoavelmente uniformeentre a fase gasosa e os sólidos particulados por todo orecipiente de processamento. Com construção efetiva, oaquecimento ou resfriamento fornecido pela coberturaenvolvendo o recipiente de processamento pode manter deforma efetiva o leito de sólidos fluidizados nos limites detemperatura desejados para reações endotérmicas ouexotérmicas. Este comportamento desejado pode ser atribuídoa fatores como um alto coeficiente de transferência decalor entre a parede do recipiente de processamento e oleito de sólidos fluidizados em movimento e a misturaçãofornecida pela fluidização.

Na maioria dos processos de leito fluidizado, o tempode residência das partículas sólidas no sistema éimportante e desejavelmente devem ser previsíveis euniformes para todas as partículas sólidas cruzando osistema. 0 que é algumas vezes chamado de "comportamento deescoamento pistonado" onde os sólidos se movem como umpistão, pode ser também desejável. Entretanto, na prática,estes objetivos são, algumas vezes, difíceis de se atingir.

Com referência ao método de processamento ilustrado naFigura 1, as partículas sólidas são movidas através dorecipiente de processamento do local de alimentação até olocal de descarga por forças impulsoras como diferencial depressão, motivação mecânica ou nivelamento de meiofluidizado. No leito fluidizado, as partículas sólidasestão continuamente em movimento, em relação umas àsoutras, em uma maneira aleatória. Também, o gás defluidização cria vazios ou "bolhas" para atribuem movimentoadicional às partículas. Um efeito deste movimentoconstante e aleatório das partículas é que partículasindividuais tomam diferentes rotas através do recipiente deprocessamento do ponto de alimentação até o ponto dedescarga e se movem a diferentes velocidades de acordo coma rota particular que uma partícula pode seguir.Consequentemente, partículas diferentes experimentamdiferentes tempos de permanência no recipiente deprocessamento, que podem afetar de forma adversa aconsistência do processamento.

Tampões têm sido empregados para restringir aspartículas a uma rota relativamente uniforme através dorecipiente de processamento, com uma vista para atingir umtempo de permanência de partícula mais uniforme norecipiente de processamento, com sucesso limitado.

Outra abordagem conhecida para se atingircomportamento de escoamento pistonado de sólidosparticulados fluidizados é empregar um número derecipientes de processamento, ou estágios, conectados emsérie em uma configuração vertical ou uma configuraçãohorizontal. Uma configuração horizontal pode ser desejávelpara processos de gás-sólidos fluidizados.Uma modalidade conhecida de dispositivo deprocessamento químico ou térmico de leito fluidizado demultiestágios contínuos em série é mostradaesquematicamente nas Figuras 2 e 3.

Conforme mostrado na Figura 2, o dispositivo deprocessamento compreende "N" recipientes de estágio, nemtodos os quais são mostrados. O primeiro recipiente, deestágio é identificado "Estágio 1", o último estágio éidentificado "Estágio N" e recipientes de estágiointermediários sucessivos são identificados "η", "n+1" e"n+2", respectivamente. 0 dispositivo de processamento éconhecido ou foi proposto como tendo até 12 recipientes deestágio e todos os recipientes de estágio possuem o mesmovolume e podem ser operados para possuírem o mesmo volume"V" de sólidos de leito fluidizado. Alternativamente, osrecipientes de estágio podem possuir diferentes volumes, sedesejado

No dispositivo da Figura 2, os recipientes de estágiosão conectados em série por túneis de transferência, porexemplo, tubos, estendendo-se entre cada recipiente deestágio e seu vizinho, conforme mostrado em mais detalhesna Figura 3, tanto a Figura 2 quanto a 3 sendoesquemáticas, conforme declarado. Cada túnel detransferência está disposto logo acima do nível de umaplaca de distribuição de gás que está geralmente localizadano fundo do recipiente de estágio para fornecer gás defluidização ao recipiente de estágio. Esta localização éútil para auxiliar na transferência de grandes partículaspresentes nos sólidos fluidizados que podem gravitar até aregião de fundo do leito fluidizado e podem ficar presasatrás de uma parede de divisão.

Em dispositivos como aquele mostrado na Figura 2, oproduto de sólidos a ser processado pode ser alimentadocontinuamente ao Estágio 1 e uma taxa de produçãovolumétrica constante desejada denominada "r" . Os sólidosfluidizados no Estágio 1, possuindo volume "V", sãoprocessados para um tempo de permanência médio "V/r", efluírem continuamente e quando um estado estacionário foratingido, fluírem sucessivamente de estágio em estágio auma taxa "r" , até o Estágio "N" final, a partir do qual ossólidos são continuamente descarregados do sistema. Aspopulações de partícula sólida movendo-se através dosistema possuem um tempo de residência que depende da formae tamanho dos estágios individuais.

Para um dispositivo possuindo recipientes de estágioda mesma forma e tamanho, fornecendo boa misturação departículas e possuindo uma taxa de fluxo constante atravésdo sistema, incluindo de um estágio até o próximo estágio,a distribuição do tempo de permanência das partículas, quepode ser denominado P(tr), pode ser determinadateoricamente ou por experimentação.

Um exemplo de um procedimento experimental adequado éoperar o sistema sob condições de estado estacionário comuma taxa de alimentação constante e então introduzir umaquantidade de material particulado na corrente dealimentação como partículas indicadoras. As partículas dematerial introduzidas possuem desejavelmente as mesmascaracterísticas físicas que as partículas sendoprocessadas, mas também possuem uma característicamonitorável que as distinguem das outras partículas sendoprocessadas. Se esta quantidade de partículas indicadorasfor introduzida sobre um curto período de tempo, ti,relativo ao tempo de permanência médio de partículas sendoprocessadas, Tr, uma medida relacionada a tempo departículas indicadoras deixando o sistema, que pode serdenominada como uma "função de resposta a impulso", podeser empregada para fornecer uma função de distribuição detempo de permanência real P(Tr) para a população total departículas sendo alimentadas. Por exemplo, um pequeno lotede partículas coloridas escutas pode ser misturado com umaalimentação branca ou de cor clara do mesmo material paraatuar como indicadores, e a distribuição ao longo do tempodas partículas de cor escura na saída pode ser determinadacomo uma proporção da saída, por colorimetria.

Com relação a determinações teóricas, para o caso deestágios misturados de forma ideal, denominados "estágiosideais" operados em série, aspectos relevantes da geometriado sistema podem ser descritos matematicamente empregando-se equações diferenciais. A solução, ou soluções, para estaequação diferencial pode produzir funções de distribuiçãode tempo de permanência previstos P(tr) que são, claro,limitados ao caso de estágios ideais e podem ou não anteverde forma precisa o desempenho de sistema reais.

Algumas distribuições de tempo de residência departículas típicas são mostradas graficamente na Figura 4,que traça o percentual de população de partículas sendodescarregada do reator, denominado P(tr), contra o tempo deresidência no reator tr. A constante "K" normaliza aordenada para que a área sob as curvas esteja em unidade deforma que toda a população seja 1.0. A natureza dadistribuição é geralmente significativa quando processandoum produto cujo tempo de permanência no sistema tem de irde encontro a parâmetros designados para atingir umaqualidade desejada. A Figura 4 mostra distribuições detempo de permanência possíveis para sistemas deprocessamento possuindo um ou mais estágios, isto é, ondeN=I e N=2. Conforme mostrado na Figura 4, o tempo depermanência é normalizado ao tempo de permanência desejadoTr.

Para o caso de um único estágio misto, N=I,considerações teóricas sugerem que um estágio mistoperfeitamente idealizado pode ser definido como possuindouma velocidade de mistura infinita de forma que cadapartícula tenha a mesma probabilidade de ser descartadaindependentemente de onde está localizada em um dadomomento. Entretanto, esta condição não pode ser realizadana prática. Para o caso de um único estágio misto, N=I,considerações teóricas sugerem que um estágio mistoperfeitamente idealizado pode ser definido como possuindouma velocidade de mistura infinita de forma que cadapartícula tenha a mesma probabilidade de ser descartadaindependentemente de onde está localizada em um dadomomento.

Com referência à Figura 4 e considerando-se a origemde P(tr), a curva inicia em zero já que zero partículadeixa o sistema em zero tempo. In the real world, it takessome time for a particle entering a stage vessel to findthe discharge point. Desta forma, é exigido um tempofinito, chamado de we" na Figura 4, para qualquerpartícula no recipiente de estágio chegue até o ponto dedescarga. A curva para N=2 mostra a largura da funçãoP(tr), que é o grau de dispersão da distribuição do tempode permanência em um sistema de dois estágios. Considerandoa Figura 4, pode ser visto que no recipiente de estágioúnico do modelo, um maior percentual da população departículas existe no sistema após um tempo de permanênciasuperior ou inferior ao tempo de permanência denominado,Tr. Esta variação pode ser atribuída ao papel das colisõesaleatórias entre as partículas, fazendo com que muitaspartículas tomem rotas relativamente curtas através dosistema enquanto outras partículas tomem rotas mais longas.

No caso de um sistema de dois estágios, possuindo doisrecipientes de estágio, quando N=2, a possibilidadeestatística de que a mesma partícula tome a rota mais curtaatravés do primeiro estagio e também a rota mais curtaatravés do segundo estagio é substancialmente reduzida.

Comparando-se as curvas na Figura 4, pode ser visto que nocaso de dois recipientes de estágio onde N=2, umadistribuição de tempo de permanência mais uniforme departículas no sistema de processamento pode ser atingida,com uma probabilidade de qualidade de produto mais alta. Umnúmero substancialmente maior das partículas possui umtempo de permanência tr próximo ao tempo de permanênciadesejado 1,00, e o pico percentual se movesignificativamente de um tempo de permanência de cerca de0,1 do valor desejado até cerca de metade do valordesejado. Entretanto, a curva de distribuição é aindadesnecessariamente ampla, indicando que muitas partículaspodem possuir tempos de permanência indesejáveis.

Desta forma, a invenção pode fornecer um novo sistemade processamento de multiestágios possuindo umamultiplicidade de recipientes de estágio e que, no entanto,pode produzir uma curva de distribuição desejável para ostempos de permanência dos sólidos particulados processadospelo sistema. Por exemplo, apenas pequenas proporções departículas podem possuir tempos de permanênciaindesejavelmente curtos ou indesejavelmente longos nosistema.

Existem exemplos conhecidos de sistemas deprocessamento de leito fluidizado de multiestágioshorizontais possuindo até oito estágios, mas empregar umnúmero significativamente maior de estágios aparentementenão tem sido proposto por varias razões, incluindo questõescomo possibilidade econômica.

Por exemplo, é desejável evitar "forward mixing"(mistura anterior) ou "back mixing" (mistura posterior)entre estágios adjacentes, mas em cada ponto detransferência de um estágio ao próximo estágio sucessivo ossólidos fluidizados devem passar através de uma abertura oupassagem na parede separando os estágios que pode forneceroportunidades de misturação entre estágios. Os túneis detransferência possuindo um comprimento significativo entreos recipientes de estágio podem ser úteis na redução depossíveis "forward mixing" ou "back mixing" entre estágiosque podem reduzir a eficiência. Entretanto, comprimento detúnel de transferência indevido entre estágios pode serdesvantajoso. A necessidade de controlar a "back mixing" e"forward mixing" geralmente significa que não é praticávelseparar os estágios com tampões simples.

Também, é geralmente desejável que a área de fluxo dapassagem entre estágios seja pequena para auxiliar nocontrole de "forward mixing" e "back mixing", mas pequenaspassagens de fluxo podem levar a obstruções, resultando emuma ampliação da função de distribuição de tempo depermanência P(tr).

Mais ainda, para um sistema de processamento demultiestágios em série, cada passagem entre estágios devegeralmente permanecer desobstruída para evitar o fechamentoou retardo do processo. Se uma passagem se tornarobstruída, é desejável possuir acesso conveniente ao túnelou outra passagem para remover a obstrução.

Com referência à Figura 3, pode-se ver que a forçamotora que move os sólidos fluidizados através do sistema éo nível de incremente, denominado ΔΗη na Figura 3, dossólidos fluidizados entre qualquer estagio, n, e um estagiosubsequente, n+1. Uma vez que sólidos fluidizados secomportam hidraulicamente como uma fase líquida, em certosaspectos, este nível diferencial, mostrado como Ahn entreas fases leva o fluxo de sólidos fluidizados do estágio ηaté o estágio n+1, através do túnel de transferência deconexão. Em um sistema de multiestágios, é importante que aqueda de pressão através de cada túnel de transferência, ououtro conector entre estágios, seja baixa, porque em umasérie de estágios as quedas de pressão são aditivas.

Por exemplo, uma modalidade de sistema deprocessamento de leito fluidizado de multiestágios deacordo com a invenção pode compreender sessenta estágiosdispostos em série com cinqüenta e nove túneis detransferência conectando os estágios entre si.Desejavelmente, cada estágio exige a mesma queda depressão, Ahm, para lidar com uma taxa de fluxo de processoespecífica. Neste caso se, por exemplo, Ahm é de 0,635 cmde produto fluidizado, a diferença de pressão entre o nívelde leito de fluido do primeiro estágio, N=I, e o nível deleito de fluido do último estágio, N=60, é de 59 χ 0,935 cmou 3 7,465 cm.

Em alguns casos, uma diferença em níveis de leitofluidizado desta magnitude pode ser inaceitável de um pontode vista de processamento. Desta forma, em outra modalidadeda invenção, o sistema de multiestágios está inclinado parabaixo na direção do fluxo de produto através do sistemapara fornecer uma graduação produzindo uma reduçãogravitacional na diferença de pressão exigida para manter ofluxo. Entretanto, inclinar o sistema pode ser tambémindesejado de um ponto de vista de engenharia ouprocessamento em alguns casos.

Desta forma a invenção também fornece modalidades desistemas de processamento de leito fluidizado demultiestágios empregando um ou mais túneis de transferênciaentre estágios que podem funcionar efetivamente e de formaconfiável com quedas de pressão relativamente baixasatravés dos túneis de transferência. Algumas modalidadesda invenção podem funcionar com valores para AHm de 0,16 cmou menos.

A exigência para separação de estágio efetiva paracontrolar a misturação entre estágios é freqüentementeincompatível com projeto de túnel de baixa queda depressão. Desta forma, a invenção fornece, em algumasmodalidades, um túnel de transferência de baixa queda depressão que pode, apesar disso, limitar de forma efetiva amisturação entre estágios.

Uma dificuldade adicional a ser superada nofornecimento de um sistema de processamento contínuo deleito fluidizado de multiestágios é que em muitasaplicações de processamento de multiestágios é desejávelcontrolar a temperatura dos diversos leitos fluidizados desólidos. Pode ser desejado que todos os leitos possuam amesma temperatura ou um perfil de temperatura específico deestágio em estágio pode ser necessário para ir de encontroàs exigências de um processo particular sendo executado nosistema. Tais exigências de temperatura têm sidotipicamente atingidas fornecendo-se aquecimento ouresfriamento ao redor das paredes do recipiente formando osvários estágios de processamento. Entretanto, meios de15 aquecimento ou resfriamento conhecidos, como serpentinas oumantas de aquecimento ao redor dos recipientes, pode setornar desnecessariamente complexo, incômodo e oneroso paraum sistema de multiestágios possuindo um númerorelativamente grande de estágios.20 Desta forma, para solucionar ou abrandar um ou mais

destes problemas, a invenção fornece um sistema deprocessamento de leito fluidizado de multiestágios contínuoe método para colocar em contato gás e sólidos emaplicações comerciais como a modalidade de sistema25 ilustrada nas Figuras 5 a 12 dos desenhos. O sistema podecompreender um grande número de estágios, como seis oumais, até centenas, e pode fornecer boa uniformidade detempo de permanência em uma base partícula a partícula.

A modalidade de sistema particular mostrada na Figura3 0 5 é um sistema de processamento contínuo de sessentaestágios onde os sessenta estágios estão dispostos em sériede um ponto de entrada de alimentação até um ponto dedescarga conforme mostrado na Figura 7.

Com referência às Figuras 5 a 10, a modalidadeilustrada de sistema de multiestágios possui uma placa base(10) , que compreende uma seção inferior (11) da parede decontenção de cada um da multiplicidade de recipientes deestágio (12) assim como uma parede superior (42) e paredeslaterais (4 0) para cada um dos vários túneis detransferência (18) . Os túneis de transferência (18) seestendem entre estágios adjacentes (12) e formam passagensconectando recipientes de estágio sucessivos (12) paratransferir os sólidos de um recipiente de estágio (12) aoutro. Os túneis de transferência (18) são suficientes emnúmero para conectar os recipientes de estágio (12) em umpadrão desejado. Para uma única série de recipientes deestágio (12), o número de túneis de transferência (18)pode, por exemplo, ser um a menos que o número derecipientes de estágio (12).

A placa base (10) pode compreender uma placageralmente plana a partir da qual os recipientes de estágio(12) e túneis de transferência (18) se projetam para cima.A placa base (10) pode ser fabricada como uma peça unitáriaintegral de uma placa de metal espessa ou fundição de metalou material refratário ou pode possuir outra construçãosubstancialmente adequada e pode, se desejado, compreenderuma espinha dorsal estrutural do sistema, fornecendosuporte para outros elementos do sistema. Uma modalidade daplaca de base (10) pode ser fabricada como um complexocompreendendo seções inferiores (11) de recipientes deestágio (12) e túneis de transferência (18) utilizandoequipamento de corte adequado, por exemplo, equipamento decorte por jato d'água para cortar aberturas adequadas,canais ou outras formas a partir de uma placa monolítica ouchapa de material adequado.

Am algumas modalidades, a placa base (10) pode possuiruma espessura na faixa de 25 mm a cerca de 250 mm. Sedesejado, a placa base (10) pode ser mais espessa que estasdimensões ou pode ser formada em seções ou componentes oumúltiplas peças que são presas entre si para formar umaunidade estrutural e opcionalmente possam ser soltas umasdas outras, se desejado. Alguns componentes da placa base(10) podem estar permanentemente presos entre si porsoldagem, rebitamento ou outros meios adequados, sedesejado. A placa base (10) pode possuir qualquercombinação destas características que sejam compatíveisentre si.

Conforme mostrado, por exemplo, na Figura 5, a placabase (10) pode ser montada com f lange sobre uma câmaraplena (20), que fornece gás de fluidização pressurizadopara os recipientes de estágio (12) . Disposta entre acâmara plena (20 e a placa base (10) , está uma placadistribuidora de gás (22) que distribui gás de fluidizaçãoaos recipientes de estágio (12) e túneis de transferência(18).

A placa distribuidora de gás (22) se estende sob osrecipientes de estágio (12) e túneis de transferência (18)e suporta uma multiplicidade de entradas de gás, que namodalidade de sistema mostrada podem ser bicos de injeçãode gás (24) ou "tuyeres". 0 gás de fluidização é fornecidoaos recipientes de estágio (12) e túneis de transferência(18) através de bicos de gás (24) que se comunicam atravésda placa distribuidora de gás (22) com uma câmara plenacontendo gás pressurizado (20) . A placa distribuidora degás (22) pode ser construída como um elemento unitáriointegral comum servindo a todos os recipientes de estágio(12) e, opcionalmente, pode ser monolítica, se desejado.Alternativamente, a placa distribuidora de gás pode serformada de diversos componentes separados ou destacáveis,que opcionalmente podem ser montados em um elementounitário integral para uso. A placa distribuidora de gás(22) pode ser formada a partir de uma folha de açocontínua, material de liga de alumínio adequado ou pode serformada a partir de duas ou mais folhas unidas.

Em uma modalidade útil da invenção, a placadistribuidora de gás (22) é fixada de forma removível àplaca base (10). Por exemplo, um alojamento pleno (31) podeportar flanges periféricos (25) que aparafusam através daplaca distribuidora de gás (22) para fixarem o alojamentopleno e placa distribuidora de gás (22) à placa base (10),formando um "sanduíche" com a placa distribuidora de gás(22) entre o alojamento pleno (31) e a placa base (10). Aplaca distribuidora de gás (22) podem ser então separadasda placa base (10), abrindo-se as flanges parafusadas ebaixando-se a placa distribuidora de gás (22) e a câmaraplena (20) para fornecer bom acesso aos túneis detransferência (18).

Alternativamente, outros meios adequados, por exemplo,dobradiças e eixos podem ser fornecidos, de forma que aplaca distribuidora de gás (22) pode ser prontamente abertaou removida para fornecer acesso ao interior do sistemapara limpeza e manutenção e similares. Em uma construçãoalternativa adicional, a placa distribuidora de gás (22) ea câmara plena (20) deslizam como uma unidade ouseparadamente em relação ã placa base (10), em uma direçãohorizontal, por exemplo, em trilhos fixados à placa base(10). A placa distribuidora de gás (22) e a câmara plena(20) podem deslizar em uma direção para fornecerem acesso aalguns túneis de transferência (18) e recipientes deestágio (12) e deslizar na direção oposta para forneceracesso aos outros túneis de transferência (18) erecipientes de estágio (12).

A capacidade de remover ou abrir a placa distribuidorade gás (22) e câmara plena (20) fornecem acesso convenienteaos túneis de transferência (18) e ao interior dosrecipientes de estágio (12) para limpeza de obstruções,para limpeza e manutenção de rotina e para outrasfinalidades.

Desejavelmente, os bicos de gás (24) estão dispostosem um padrão que casa com o padrão de seções inferiores(11) da multiplicidade de recipientes de estágio e osinteriores dos túneis de transferência (18) e que servempara alimentar o gás de fluidização nos recipientes deestágio (12) e túneis de transferência (18).0 padrão dos bicos de gás (24) e quaisquer outrascaracterísticas variáveis relacionadas aos bicos de gás(24) podem ser selecionados para manter os sólidosfluidizados em um estado fluidizado, desejavelmente co boauniformidade de fluidização, à medida que sólidosfluidizados passam através do sistema de multiestágios deum recipiente de estágio (12) a outro recipiente de estágio(12) e através dos túneis de transferência (18) .Desejavelmente também, o padrão de bicos de gás (24) naplaca distribuidora de gás (22) é tal que nenhum estápresente fora das áreas de recipientes de estágio (12) etúneis de transferência (18). Em uma modalidades dainvenção, nenhum bico de gás (24) está presente nas áreasentre os recipientes de estágio individuais (12) ou navizinhança de suas paredes circundantes (a seremdescritas).

Com referência agora às Figuras 9 e 11, cada bico degás (24) mostrado compreende um "tuyere" possuindo umgargalo (26) e uma cabeça durável, opcionalmente sólida,(28) . O gargalo (26) é atravessado por uma passagem dealimentador vertical (27) e a cabeça (28) é atravessada porum ou mais passagens de distribuidor radial inclinadas prabaixo (30), comunicando-se com a passagem de alimentador(27) . As passagens de gás (30) se conectam com o gargalooco (26) e se abrem no lado de baixo na cabeça do bico degás (28). Opcionalmente, as passagens de gás (30) podem serde duas a seis em número e podem ser igualmentedistribuídas ao redor da cabeça do bico de gás (28) . Cadabico de gás (24) se estende através da placa distribuidora(22) e se abre para dentro na câmara plena (20) parareceber gás de fluidização da câmara plena (20). 0 bico degás (24) descarrega o gás recebido no piso do respectivorecipiente de estágio (12) ou túnel de transferência (18)no qual está localizado, opcionalmente em um número dedireções de acordo com o número e disposição das passagensde gás (30) . As cabeças (28) dos bicos de gás (24)desejavelmente são de construção robusta e durável de formaa sustentar constante abrasão pelas partículas de sólidosfluidizados em movimento, sem danos ou desgastesinaceitáveis.

Outras entradas de gás de fluidização podem serempregadas no lugar dos bicos de gás (24) , se desejado,como é conhecido ou torna-se conhecido àquele deconhecimento comum na técnica. Por exemplo, as entradas degás fluidizado podem compreender aberturas ou perfuraçõessimples em uma placa distribuidora de gás (22) .Desejavelmente, alguns meios podem ser fornecidos parabloquear ou obstruir as aberturas ou perfurações, paraevitar que os sólidos caiam através das mesmas se nãohouver fluxo de gás, por exemplo, um parafuso poderia serfrouxamente encaixado em cada orifício ou perfuração.

Em uma modalidade da invenção, bicos de gás (24) estãoespaçados em uma grade ortogonal relativamente próximos unsaos outros, por exemplo, com um espaço entre as cabeças(28) de bicos de gás adjacentes que não é superior a cercada largura de uma cabeça (28) . Uma disposição possível debicos de gás (28) é mostrada na Figura 12. Na Figura 12pode ser visto que cada recipiente de estágio (12) possuiuma grade retangular de 3 χ 7 bicos de gás (24) , que umbico de gás menos adicional (24) é fornecido em cadaextremidade da grade na porção curvada do recipiente deestágio e um bico de gás pequeno adicional (24) é fornecidoem cada túnel de transferência (18) . Cada túnel detransferência (12), ou alguns túneis de transferência (12)pode receber dois ou mais bicos de gás (24) ou outrasentradas de gás de fluidização , se desejado, suportadaspor aquela porção de placa distribuidora de gás (22) , quefornece o piso do respectivo túnel de transferência (18).

Conforme declarado, a placa distribuidora de gás (22)pode fornecer uma parede de fundo ou piso para osrecipientes de estágio (12) e também para os túneis detransferência (18), com bicos de gás (24) projetados paracima nos respectivos recipientes de estágio (12) e túneisde transferência (18) . Pode-se compreender que namodalidade ilustrada do sistema de acordo com a invenção, aplaca distribuidora de gás (22) se estende além de qualquerrecipiente de estágio (12) individual, através das paredesdo recipiente, sob o espaço entre recipientes de estágio(12) vizinhos, sob quaisquer túneis de transferênciaconectados com os recipientes de estágio individuais e sobum ou mais recipientes de estágio vizinhos. Entretanto,outras construções de placa distribuidora de gás (22) podemser empregadas, se desejado.

A câmara plena (20) compreende uma câmara de gáspressurizado envolvida por um alojamento pleno (31) ealimentada com gás de um tubo de alimentação de gás (32). Acâmara plena (20) estende-se sob substancialmente toda aárea da placa distribuidora (22) para ser livrementeacessível à passagem de alimentador (27) de cada bico degás (24). Se desejado, uma zona de preparação (34) pode serdividida da câmara plena (20) por uma parede divisora (36),para manter a pressão do gás nos primeiros recipientes deestágio do sistema durante a inicialização antes que osrecipientes de estágio (12) no sentido da corrente sejampreenchidos com sólidos. Opcionalmente, a zona depreparação (34) pode possuir seu próprio duto dealimentação de gás (38). Em algumas modalidades da invenção(não mostrado) , a câmara plena (20) é secionada, com cadaseção servindo um número de bicos de gás (24) alimentandoum ou mais recipientes de estágio (12) ou túneis detransferência (18).

Em uma modalidade da invenção, a câmara plena (20)possui capacidade suficiente para tamponar flutuações naalimentação e demanda de gás e fornece uma fonte de gás depressão constante para os bicos de gás (24).

Conforme é mais bem visto na Figura 10, a placa base(10) está cortada para formar as seções inferiores (11) decada recipiente de estágio (12) e os lados (40) e teto (42)de cada túnel de transferência (18) . Conforme mostrado,cada seção inferior de recipiente de estágio (11) édefinida por uma abertura de forma oval vertical que seestende através da placa base (10) de um lado ao outro. Oslados (40) e o teto (42) do túnel de transferência sãodefinidos por um canal de secção retangular na seçãoinferior (11) que se abre para baixo. Várias formas derecipientes de estágio (12) e túneis de transferência (18)são possíveis, como será aparente àquele de habilidadecomum na técnica. Conforme declarado, ou indicado, asseções inferiores (11) de recipiente de estágio e túneis detransferência (18) são fechadas pela placa distribuidora degás (22) . Os bicos de gás (24) suportados pela placadistribuidora de gás (22) são acomodados nas respectivasporções cortadas da placa base (10).

Os túneis de transferência (18) são desejavelmenteligeiramente, se tanto, maiores que o necessário paracontrole efetivo de "back mixing" e "forward mixing", edesejavelmente também são suficientemente longos paraacomodarem completamente pelo menos um bico de gás (24). Ostúneis de transferência (18) podem possuir qualquer alturaadequada. Desejavelmente, cada túnel de transferência (18)possui uma altura suficiente para que os sólidosparticulados sendo processados fluam sobre o bico ou bicosde gás (24) localizados em um respectivo túnel detransferência (18). Pode também ser útil que a altura e/ououtras dimensões de um ou mais túneis de transferência(18) , ou de todos os túneis de transferência (18) , sejamtais que o gás de fluidização admitido através do bico ouentrada de gás (24) localizado no respectivo túnel detransferência (18) exerça impacto sobre o teto (42) dotúnel de transferência e seja defletido lateralmente parafacilitar o fluxo de sólidos através do túnel detransferência (18) . Em uma dada modalidade de sistema demultiestágios , todos os túneis de transferência (18) podempossuir dimensões similares, se desejado.

Alternativamente, as dimensões dos túneis detransferência (12) podem variar dentro de uma dadamodalidade de sistema de multiestágios. Em tal modalidadede sistema de multiestágios, útil para um processo ondesólidos fluidizados se tornam significativamente maisdensos à medida que avançam através do sistema, porexemplo, como resultado de perda de voláteis ou porcontração, ou ambos, alguns túneis de transferência (12) nadireção do fluxo são fabricados com áreas de secçãotransversal menores para manter uma velocidade de fluxoconstante dos sólidos fluidizados através do sistema demultiestágios. Inserções de túnel removíveis ou similarespodem ser inseridas em túneis de transferência (12)selecionados para reduzir as secções transversais do túnelpara alguns processos, e podem ser removidos para outros,se desejado.

Cada recipiente de estágio (12) compreende ainda umaseção superior tubular (44) que se encaixa e, se desejado,pode ser soldada à sua base ou de outra forma fixada a umarespectiva seção inferior (11) da placa base (10), paracompletar a fila de recipientes de estágio (12) demultiestágios. As seções superiores (44) e seçõesinferiores (11) juntas, definem o tamanho e forma de cadarecipiente de estágio mostrado. Conforme mostrado, osrecipientes de estágio (12) todos possuem o mesmo tamanho eforma. Entretanto, os recipientes de estágio (12) podempossuir tamanhos diferentes ou formas diferentes ou -tantotamanhos quanto formas diferentes, se desejado. Comreferência à Figura 10, cada recipiente de estágio (12)possui uma secção transversal uniforme por toda a suaaltura, assumindo a forma de um oval alongado comextremidades suavemente arredondadas. Acredita-se que estaforma alongada com extremidades que são internamente decontornos suaves na direção do fluxo de sólidos fluidizadosseja útil para efetuar a operação do sistema demultiestágios.

Em geral, é desejável que superfícies internas dosistema de multiestágios que estejam expostas aos sólidosparticulados em movimento possuam contornos suaves que nãoimpeçam o fluxo dos sólidos particulados. Também, égeralmente desejável empregar materiais duráveis que nãosejam desnecessariamente erodidos ou abradidos, pelossólidos particulados em movimento e que, se apropriado,possam resistir a elevadas temperaturas de processamento.Aço inoxidável pode ser empregado em algumas modalidades dainvenção, e alumínio ou outras ligas podem também serúteis.

Conforme mostrado na Figura 7, a modalidade exemplardo sistema de multiestágios ilustrado nos desenhoscompreende uma formação de três filas horizontais paralelasde recipientes de estágio (12), cada fila contendo vinterecipientes de estágio. Os sessenta recipientes de estágio(12) estão conectados por túneis de transferência (18) parafornecer uma rota sinuosa para sólidos fluidizados fluírematravés de cada recipiente de estágio (12) em série apartir de uma porta de alimentação de sólidos (4 6) até umaporta de descarga de sólidos (48) . Na Figura 7, parareferência conveniente, os recipientes de estágio (12) sãonumerados de forma seqüencial de (1) a (60) de acordo com aseqüência de fluxo em que estão conectados.

Conforme também mostrado na Figura 7, túneis detransferência (18) podem estar conectados em alinhamento deextremidade ou lateralmente com recipientes de estágio(12). Em configurações que não aquelas mostradas na Figura7, um túnel de transferência (18) pode estar conectado emalinhamento no sentido da extremidade a um recipiente deestágio (12) e lateralmente ao próximo recipiente deestágio (12) . Outras disposições e números de recipientesde estágio serão ou se tornarão aparentes àquele dehabilidade comum na técnica à luz deste exemplo e destadivulgação. Por exemplo, com uma interconexão diferente derecipientes de estágio (12) por túneis de transferência(18) , a rota de fluxo poderia possuir uma configuração em"Y" com duas rotas de fluxo menores se fundindo em umaúnica rota de fluxo maior.

Estendendo-se ao redor da formação de recipientes deestágio (12) está uma parede de contenção externa (50) queenvolve e abriga as seções superiores (44) de recipientesde estágio (12) . Para facilitar a fixação ao sistema demultiestágios, a parede de contenção (50) pode portarflanges (52) e (54) ao redor de suas periferias superior einferior respectivamente, ou podem ser fornecidas comoutros meios de fixação. A flange inferior (54) pode estarconectada à placa base (10) por parafusos ou similares.

A altura da parede de contenção (50) pode ser, deforma útil, escolhida para ser igual à altura das seçõessuperiores (44) dos recipientes de estágio (12) de formaque uma placa de selo (56) localizada no topo da parede decontenção (50) possa selar contra os recipientes de estágio(12) assim como a parede de contenção (50), empregando umaou mais gaxetas, se desejado. A placa de selo (56) define,com a parede de contenção (50) , as seções superiores (44)dos recipientes de estágio (12) e, com a placa base (10) ,um invólucro de fluido de controle de temperatura (58) ,comum a todos ou a um número desejado de recipientes deestágio (12) . 0 invólucro de fluido de controle detemperatura (58) pode ser empregado para circular gás oulíquido de aquecimento ou resfriamento ao redor dosrecipientes de estágio (12) . O fluido de controle detemperatura, por exemplo, ar, pode ser admitido no edescarregado do invólucro de fluido de controle detemperatura (58) através de entradas e saídas (nãomostradas), as saídas estando posicionadas "baixa-alta"para entrada-saída de gás de aquecimento e/ou "alta-baixa"para entrada-saída de gás de resfriamento. 0 invólucro defluido de controle de temperatura (58) pode ser dividido emmúltiplas sub-regiões controláveis para possuíremdiferentes temperaturas, uma sub-região de outra sub-região, se desejado.

O sistema de leito fluidizado de processamentocontínuo de multiestágios compreende uma câmara de bordolivre (60) montada no topo da placa de selo da câmara deaquecimento (56) por meio de um flange periférico (64) quepode ser parafusado ou de outra forma preso ao flangesuperior (52) do recipiente de contenção (50). Outros meiospara prender a câmara de bordo livre (60) ao sistema podemser empregados se desejado. A câmara de bordo livre (60)fornece um fechamento superior que pode coletar o gás desaída gerado por cada recipiente de estágio (12) edescarrega-Io através de uma ou mais portas de descarga degás (62).

Uma modalidade da invenção compreende um sistema deprocessamento de leito fluidizado de multiestágios contínuopossuindo tantos estágios quantos sejam necessários paraalcançar um grau desejado de uniformidade de tempo depermanência das partículas que estão sendo processadas.

Em um método de operação do sistema de multiestágiosilustrados para processamento de sólidos fluidizados, antesde alimentar os sólidos ao sistema, ar pressurizado éfornecido à câmara plena (20) e zona de preparação (34)para estabelecer um fluxo de ar fluidizante através dosbicos de gás (24) . Também, se uma temperatura deprocessamento particular ou perfil de tempo deve sermantido, gás de aquecimento ou resfriamento é admitido noinvólucro de gás de controle de temperatura (58) , e é dadotempo para o condicionamento de temperatura do sistema, senecessário. Uma matéria-prima de sólidos particulados, porexemplo, óxido de alumínio em grânulos, é então alimentadano sistema através da porta de alimentação de sólidos (46)e dentro do primeiro recipiente de estágio (12), a uma taxavolumétrica constante pré-determinada relacionada àscaracterísticas do sistema e da matéria-prima.

Os sólidos particulados caem em direção ao "chão" dorecipiente de primeiro estágio (12) onde eles encontramfluxo de ar ascendente oriundo dos bicos de gás (24) naporção da placa distribuidora de gás (22) constituindo opiso do recipiente de estágio. Este fluxo de ar ascendentefluidiza os sólidos particulados descendentes. À medida quemais sólidos particulados fluem para dentro do recipientede primeiro estágio (12), a pressão descendente aplicadapelo leito de sólidos fluidizado que cresce para cima moveos sólidos para dentro de um primeiro túnel detransferência (18). No primeiro túnel de transferência(18) , os sólidos fluidos encontram fluxo de ar do bico oubicos de gás (24) no túnel de transferência (18) que mantéma fluidização e impede a obstrução do túnel. A pressãosemelhante à hidrostática do leito de sólidos fluidizadosno primeiro recipiente de estágio (12) move os sólidosfluidizados para dentro do primeiro túnel de transferência(18) direcionando o fluxo de ar do bico ou bicos de gás(24) no túnel de transferência (18) em direção ao próximorecipiente de estágio (12), facilitando assim o movimentodos sólidos particulados fluidizados através do túnel detransferência (18) para dentro do próximo recipiente deestágio (12). 0(s) bico ou bicos de gás (24) no túnel detransferência (18) também mantém a fluidização dos sólidosparticulados durante seu trânsito através do túnel detransferência (18).

Sólidos particulados que entram no segundo recipientede estágio (12) encontram prontamente o fluxo ascendente dear fluidizado emergindo dos bicos de gás (24) no segundorecipiente de estágio (12) que mantém a fluidização dossólidos particulados que emergem para dentro do segundorecipiente de estágio (12) . Fluxo continuado de sólidosparticulados através do primeiro túnel de transferência(18) constrói um leito de sólidos fluidizados no segundorecipiente de estágio (12) fornecendo uma cabeça de pressãosemelhante à hidrostática para mover o fluxo de sólidosparticulados para dentro e através do segundo túnel detransferência (18) para dentro do terceiro recipiente deestágio (12) . O processo se repete através de todos osrecipientes de estágio (12) no sistema de multiestágios atéque o último recipiente de estágio (12) seja alcançado e ofluxo de sólidos particulados alcance o último recipientede estágio (12) e emerja da porta de descarga de sólidos(48).

Após o início, um estado estacionário tal como aquelemostrado na Figura 6 pode ser alcançado onde a altura doleito de sólidos fluidizados (66) em cada recipiente deestágio (12) apresenta uma progressão decrescente ao longoda seqüência dos recipientes de estágio (12) atravessadapelo fluxo de sólidos particulados. 0 diferencial na alturaentre um recipiente de estágio (12) e o próximo éindicativo da pressão exigida para mover o fluxo de sólidosparticulados através do túnel de transferência em conexão (18).

No decorrer ordinário dos eventos, a ação defluidização do bico ou bicos de gás (24) em cada túnel detransferência (18) é efetiva para impedir obstruções nostúneis que poderia interromper o fluxo regular dos sólidosparticulados através do sistema. No caso em que umaobstrução do túnel irá todavia ocorrer, o processo pode serinterrompido, e a obstrução pode ser retirada abrindo-se osflanges (25) e baixando-se o alojamento pleno (31) e aplaca distribuidora de gás (22) para longe da placa de base(10), fornecendo bom acesso aos túneis de transferência(18) para remover a obstrução ou obstruções. É fornecido,ao mesmo tempo, acesso aos interiores dos recipientes deestágio (12), isto deve ser necessário para manutenção derotina ou de emergência ou para outros propósitos.

Um projeto de túnel eficiente pode ajudar à tornarsistemas com grande número de recipientes de estágiopraticável. Por exemplo, com um sistema de sessentaestágios, existem cinqüenta e nove túneis que devemtrabalhar de forma confiável. Qualquer mau funcionamento deum único túnel pode fechar a linha de processamento, o quepode ser muito oneroso a uma instalação de processamento dealto volume.

0 seguinte exemplo não limitante descreve umamodalidade de método de processamento de sólidosparticulados que pode ser praticado em um sistema demultiestágios conforme ilustrado nas Figuras 5 a 12 dosdesenhos.

Exemplo: Secagem de Óxido de Alumínio

Especificações de processamento para um processo desecagem de óxido de alumínio para reduzir voláteis, porexemplo água, exige que partículas de um produto de óxidode alumínio branco possuindo um tamanho de partícula médiode 120 micra seja aquecido a uma temperatura de 2500C eseja mantido a esta temperatura por uma hora. Maisespecificamente, especificações de controle de qualidadeexigem que o óxido de alumínio seja aquecido a umatemperatura de 2500C por pelo menos 4 0 minutos, e por nãomais de 80 minutos.

Este processo é executado em um sistema de 60 estágiosonde cada recipiente de estágio (12) possui um tamanho desecção transversal de cerca de 102 mm por cerca de 3 05 mm euma altura de cerca de 1.143 mm. Os cinqüenta e nove túneisde transferência (18) que conectam os recipientes deestágio possuem, cada um, uma forma de secção detransversal retangular de cerca de 3 8 mm de largura e cercade 44 mm de altura e possuem um comprimento de cerca de 25mm. Cada túnel de transferência (18) contém dois bicos degás de fluidização (24) para fornecer boa fluidização nostúneis e produzir uma baixa queda de pressão a taxas defluxo de produção projetadas.

Antes de alimentar o produto no sistema demultiestágios, ar aquecido é admitido no invólucro de gásde controle de temperatura (58) e é deixado que o sistemaestabeleça uma temperatura de 250°C por todos osrecipientes de estágio (12). 0 produto de óxido de alumínioparticulado branco é então alimentado no primeiro estágiodo sistema de 60 estágios a uma taxa de fluxo volumétricacontrolada de 1.714,58 kg/h.

Em um estado estacionário, o sistema possui um nívelde leito fluidizado de cerca de 744 mm no ponto dealimentação no recipiente de estágio número 1 e um nível decerca de 521 mm no ponto de descarga no recipiente deestágio de número 60. Há um declínio progressivo na alturado leito fluidizado de um recipiente de estágio (12) para oseguinte, conforme mostrado na Figura 7. A diferença naaltura do leito entre o primeiro e o último recipiente deestágio, isto é, cerca de 224 mm de sólidos fluidizados,pode-se compreender como indicativo da queda de pressãototal ocorrendo através dos 59 túneis de transferência (18)que conectam os sessenta recipientes de estágio (12).Dividindo a queda de pressão pelo número de túneis de

transferência produz um número de cerca de 3,8 mm de quedade pressão equivalente de leito fluidizado por túnel detransferência. Este é um número surpreendentemente baixoatribuível a características da invenção, por exemplo, ainjeção de gás de fluidização nos túneis de transferência(18) e, possivelmente, também à forma de secção transversaldos recipientes de estágio (12) . Sem entradas de gás (24)de túnel de transferência, os túneis de transferência (18)possuindo um piso liso por todo seu comprimento no lugar deentradas de gás de túnel de transferência (24), observa-seque a queda de pressão é substancialmente maior.

As dimensões descritas fornecem uma altura de bordolivre entre o topo do nível do leito fluidizado e o topo dorecipiente de estágio (12) de cerca de 4 06 mm no recipientede estágio número 1, aumentando até cerca de 622 mm norecipiente de estágio de número 60.

O volume de leito fluidizado médio em cada estágio éde cerca de 19.821 centímetros cúbicos.

O tempo de permanência médio da população de partículade óxido de alumínio total fluindo através da unidade é deuma hora. A densidade aparente do óxido de alumíniofluidizado a uma taxa de fluidização de ar de cerca de 3,35metros por minuto no sistema de multiestágios escrito é decerca de 1.457 quilogramas por metro cúbico.

Para determinar a distribuição do tempo de permanênciadas partículas de óxido de alumínio processadas, com aunidade operando a uma taxa de alimentação constante decerca de 1.714,58 kg por hora e a condições de estadoestacionário, um lote de 15,87 kg de partículas de óxido dealumínio marrom de mesmo tamanho, forma e peso que aspartículas brancas é rapidamente alimentado no recipientede estágio número 1 enquanto a alimentação de óxido dealumínio branco continua e a taxa de alimentação constantede 1.714,58 kg por hora é mantida para a mistura. A fraçãode saída de partículas marrons na corrente de descarga, quepode ser determinada por colorimetria, fornece umadistribuição de tempo de permanência da população departículas alimentada â unidade sob as condições deprocessamento empregadas.

alguns resultados obtidos por este método sãomostrados na Figura 13 onde, como na Figura 4, otemperatura de permanência real é traçado na abscissa comouma proporção do tempo de permanência médio e a ordenada énormalizada para a área sob a curva estar em unidade deforma que o tempo de permanência de toda a população seja1.0. Assim, a abscissa do gráfico mostrado na Figura 13 é afração do tempo de permanência médio experimentado pelapopulação de partículas. A ordenada deste gráfico é umfator de escala fornecendo a área sob a curva igual àunidade, isto é, toda a população. A área sob a curva entredois valores de tempo de permanência é a fração dapopulação total possuindo um tempo de permanência entre osdois valores.

Os dois gráficos mostrados na Figura 13 representam asaída de um modelo matemático idealizado para um sistema de60 estágios e um sistema de 85 estágios, respectivamente.Surpreendentemente, a análise da fração de saída departículas marrons no teste descrito acima pode produzirpontos de dados, todos os quais se encontram entre estesdois gráficos, sugerindo que a unidade de 60 estágios realpossui uma eficiência ligeiramente superior àquela queseria esperada a partir de considerações teóricas. Enquantoa invenção não está limitada por qualquer teoria emparticular, esta descoberta útil pode ser atribuível àforma geométrica oval particular dos recipientes de estágioindividuais (12) e ao uso de bicos de gás (24) para injetargás de fluidização nos túneis de transferência (18).

Se desejado, a uniformidade no tempo de permanênciapode ser melhorada empregando-se um sistema demultiestágios possuindo um grande número de estágios,conforme pode ser compreendido a partir da Figura 14.

Na Figura 14, como nas Figuras 4 e 13, o tempo depermanência real é traçado na abscissa como uma proporçãodo tempo de permanência médio, e a ordenada é normalizadapara a área sob a curva ser a unidade de forma que o tempode permanência de toda a população seja 1.0. A Figura 14mostra gráficos de tempo de permanência determinados promodelo para os casos onde o número de recipientes deestágio N é igual a 10, 20, 60 e 120 estágios. Pode servisto a partir da figura que no caso de 120 estágios, maisde 80% da população total de partículas (81,6%) está entremais e menos 2 0% do tempo de residência médio, gráficoscomparáveis podem ser gerados por aquele de habilidadecomum na técnica para outros números de estágios,possibilitando que a modalidade de sistema de multiestágiosda invenção possua um número adequado de estágios a serselecionado para uma aplicação industrial, comercial ou depesquisa particular.

Por exemplo, o sistema de multiestágios pode possuirpelo menos cerca de 15 recipientes de estágio; de cerca de40 a cerca de 500 recipientes de estágio; de cerca de 100recipientes de estágio a cerca de 200 recipientes deestágio; de cerca de 50 recipientes de estágio a cerca de70 recipientes de estágio; ou de cerca de 80 recipientes deestágio a cerca de 200 recipientes de estágio e os métodosda invenção podem ser executados em sistemas possuindo taisnúmeros de recipientes.

Como pode ser compreendido a partir desta divulgação,várias modalidades da invenção podem possuir ou podemfornecer uma ou mais características ou benefíciosdescritos nos seguintes parágrafos.

Fabricar as seções inferiores dos recipientes deestágio (12) e túneis de transferência (18) a partir de umaplaca base robusta integral como a placa base (10) pode sereconômico e pode facilitar o posicionamento preciso dosestágios individuais do sistema de multiestágios comrelação uns aos outros e dos túneis de transferência comrelação aos recipientes de estágio (12) . A fabricação daplaca base (10) como uma unidade integral ou monolíticaauxilia a assegurar que relações espaciais apropriadas derecipientes de estágio (12) e túneis de transferência (18)sejam mantidas durante a vida útil do sistema deprocessamento. Estas medidas podem, todas, contribuir paraa eficiência de alto volume e outras modalidades de sistemade multiestágios de acordo com a invenção.

O uso da placa distribuidora de gás (22) com um padrãoadequado de bicos de injeção de fluidização (24), chamadosde "tuyere", servindo os recipientes de estágio assim comoos túneis de transferência, podem permitir boascaracterísticas de fluidização de sólidos, facilitando apassagem consistente dos sólidos particulados através dosistema.

Uma vez que a pressão do gás na descarga do túnel podeser inferior à pressão do gás na entrada do túnel, o gás defluidização em um túnel de transferência (18) pode atingiro teto do túnel de transferência e virar na direção dofluxo do produto através do túnel, promovendo operaçãoconfiável do túnel de transferência e reduzindo a possívelpistonamento ou outra obstrução do túnel com as partículassólidas. De forma surpreendente, em algumas modalidades dainvenção, um ou mais bicos de gás (24) podem se projetar narota de fluxo de sólido através dos túneis, sem provocar obloqueio ou obstrução dos túneis, uma vez que isto pode serevitado pelo fluxo de gás de fluidização a partir de um oumais bicos de gás (24) no túnel de transferência (18).A capacidade de separar a placa distribuidora de gás(22) do sistema, ou de abri-la desparafusando-se a placadistribuidora de gás (22) dos flanges da placa de base (25)fornece acesso conveniente a todos os túneis detransferência (18) para limpeza e manutenção. Também, aplaca base (10) pode empregar uma geometria que separesuficientemente os recipientes de estágio (12) uns dosoutros para permitir a circulação de um meio de aquecimentoou resfriamento ao redor dos recipientes de estágio,fornecendo boas condições de transferência de calor aosrecipientes de estágio (12) e facilitando o controle dastemperaturas de processamento nos recipientes de estágio,possibilitando que um perfil de temperatura desejado sejamantido desde o primeiro até o último recipiente de estágio(12).

Algumas modalidades da invenção fornecem métodos demultiestágios praticáveis tecnicamente e economicamentepara processar sólidos particulados que podem serutilizados com um grande número de estágios, por exemplo20, 60, 120 ou centenas de estágios, para processosempregando interações entre os sólidos particulados e umafase gasosa. Tais modalidades da invenção podem, em algunscasos, fornecer boa uniformidade de tempo de permanência dapopulação de partículas no reator de multiestágios e umasaída de alta qualidade.

A invenção pode fornecer outros benefícios. Porexemplo, modalidades úteis dos processos e sistemas dainvenção podem transferir sólidos fluidizados de formaconfiável de um recipiente de estágio ao seguinte, com umaqueda de pressão reduzida durante a transferência.Modalidades adicionais da invenção podem fornecer acessoconveniente a uma multiplicidade de túneis de transferênciaconectando recipientes de estágio em um sistema deprocessamento continuo, para permitir uma pronta limpeza oumanutenção, ou ambos, no caso de um ou mais túneis detransferência falharem em operar de forma efetiva.

Adicionalmente, a invenção fornece modalidades onde osrecipientes de estágio podem ser montados em um invólucrode sistema para permitir aquecimento ou resfriamentoconveniente e controlado dos recipientes de estágio porcirculação de gás em uma região ou zona comum. Aindaadicionalmente, modalidades da invenção fornecem um métodoe mecanismo para ganhar acesso conveniente a cada um dogrande número de estágios em um sistema de processamentocontínuo de sólidos fluidizados de multiestágios paralimpeza, lavagem, secagem e manutenção dos recipientes deestágio e túneis de transferência, placa distribuidora ecâmara plena, se empregada.

Modalidades de sistema de multiestágios de acordo coma invenção podem ser empregadas para processar uma amplavariedade de materiais sólidos em forma particulada quepossam ser fluidizados com um gás. Por exemplo, modalidadesde sistema de multiestágios podem ser empregadas parasecagem, ou aquecimento ou tato aquecimento quanto secagemcontínua de processamento de materiais sensíveis exigindoum histórico de processamento tempo/temperatura possuindoboa uniformidade de tempo de permanência.

Alguns produtos que comumente tem exigidoprocessamento em lote repetido para atender a um padrão dequalidade podem ser processados em uma base contínua,empregando uma modalidade de sistema de leito fluidizado demultiestágios da invenção.

Algumas modalidades úteis da invenção podem fornecerperdas de calor reduzidas e boa eficiência de energia, altorendimento de produto e boa uniformidade de tempo depermanência. 0 novo projeto de túnel de transferência aquidescrito pode ser empregado para reduzir ou eliminar oretorno e retenção de partículas que pode afetar de formaadversa a uniformidade de tempo de residência.

A invenção inclui modalidades de processamento deleito fluidizado de sistema de multiestágios compreendendode dez a duzentos recipientes de estágio, ou outro númerodesejado de estágios, em projetos mecânicos econômicos que,por empregarem uma placa distribuidora de gás removível, ououtras medidas comparáveis, podem fornecer bom acesso paralimpeza do sistema para mudanças de produto ou paramanutenção de rotina.

Adicionalmente às modalidades descritas deprocessamento de leito fluidizado de sistema demultiestágios compreendendo uma formação dispostahorizontalmente de recipientes de estágio (12), serácompreendido que os recipientes de estágio podem possuirfundos inclinados na direção do fluxo de sólidosparticulados, ou um recipiente pode ser deslocadoverticalmente em relação ao outro para promover fluxogravitacional através do sistema.

A descrição detalhada acima deve ser lida à luz de eem combinação às descrições de fundamento e resumo dainvenção acima, onde informações parciais ou completas comrelação ao modo de praticar a invenção ou em relação amodificações, alternativas ou modalidades úteis da invençãopodem ser também expostas ou sugeridas, como será aparenteàqueles habilitados na técnica. Caso aparente haverconflito entre o significado de um termo conforme utilizadona descrição escrita da invenção nesta especificação e ouso em material incorporado por referência de outrodocumento, o significado conforme aqui utilizado deveprevalecer.

Através de toda a descrição, processos são descritoscomo possuindo, incluindo ou compreendendo etapas deprocesso específicos. Deve ser observado que processos deacordo com a presente invenção podem também consistiressencialmente, ou consistir, das etapas de processamentomencionadas. Deve ser compreendido que a ordem de etapas ouordem de execução de certas ações é imaterial desde que ainvenção permaneça funcional. Além disso, duas ou maisetapas ou ações podem ser conduzidas simultaneamente.

Enquanto modalidades ilustrativas da invenção foramdescritas acima é, claro, compreendido que muitas e váriasmodificações serão aparentes àqueles de habilidade comum natécnica relevante, ou podem se tornar aparentes à medidaque a técnica se desenvolve à luz da descrição acima. Taismodificações estão aqui ponderadas como estando no espíritoe escopo da invenção ou invenções divulgadas nestaespecificação.

Claims (15)

1. Método para processamento de multiestágios contínuode sólidos particulados caracterizado pelo fato decompreender:(a) alimentar sólidos particulados a um primeirorecipiente de estágio em uma série de recipientes deestágio;(b) admitir gás de fluidização em cada um dosrecipientes de estágio para fluidizar sólidos particuladosnos recipientes de estágio;(c) transportar os sólidos fluidizados doprimeiro recipiente de estágio aos outros recipientes deestágio através de túneis de transferência conectandorecipientes de estágio adjacentes;(d) admitir gás de fluidização em cada túnel detransferência através de pelo menos uma entrada de gás defluidização localizada no túnel de transferência parapromover o fluxo de sólidos fluidizados através do túnel detransferência de um estágio até um estágio adjacente; e(e) descarregar sólidos particulados a um últimorecipiente de estágio na série de recipientes de estágio.

2. Método para processamento de multiestágios contínuode sólidos particulados caracterizado pelo fato decompreender:(a) alimentar sólidos particulados a um primeirorecipiente de estágio em uma série de pelo menos quinzerecipientes de estágio;(b) admitir gás de fluidização em cada um dosrecipientes de estágio para fluidizar sólidos particuladospresentes nos recipientes de estágio;(c) transportar os sólidos fluidizados doprimeiro recipiente de estágio aos outros recipientes deestágio na série através de túneis de transferênciaconectando recipientes de estágio uns aos outros;(d) descarregar sólidos particulados a um últimorecipiente de estágio na série de recipientes de estágio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que os sólidos fluidizados sãotransportados através de um número de recipientes deestágio em uma faixa selecionada a partir do grupoconsistindo de: pelo menos cerca de 15 recipientes deestágio; de cerca de 4 0 recipientes de estágio a cerca de-500 recipientes de estágio; de cerca de 100 recipientes deestágio a cerca de 200 recipientes de estágio; de cerca de-50 recipientes de estágio a cerca de 70 recipientes deestágio; e de cerca de 80 recipientes de estágio a cerca de-150 recipientes de estágio, os sólidos fluidizados tambémsendo transportados através de túneis de transferênciaconectando os recipientes de estágio adjacentes.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado por compreender circular um meio deaquecimento ou resfriamento ao redor de cada recipiente deestágio para aquecer ou resfriar os sólidos fluidizados nosrecipientes de estágio.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que o gás de fluidização éadmitido em cada túnel de transferência em uma direçãotransversal à direção de transporte de sólidos fluidizadosatravés do túnel de transferência de forma a exercerimpacto em uma parede de túnel de transferência oposta àlocalização de uma entrada de gás de fluidização no túnelde transferência.

6. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de compreender fornecer gás defluidização a cada entrada de gás a partir de uma câmaraplena comum.

7. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que o método compreendeinteragir o gás de fluidização com os sólidos particuladosfluidizados durante o transporte através dos recipientes deestágio.

8. Sistema de multiestágios para processamentocontínuo de sólidos particulados fluidizados caracterizadopelo fato de compreender:(a) pelo menos dois recipientes de estágiodispostos lado a lado, cada recipiente de estágiocompreendendo:(i) uma parede de contenção para conter ossólidos fluidizados;(ii) uma entrada de sólidos para os sólidosfluidizados;(iii) uma saída de sólidos para os sólidosfluidizados;(v) pelo menos uma entrada de gás para gásde fluidização; e(vi) uma saída de gás para o gás defluidização;(b) pelo menos um túnel de transferência, o oucada túnel de transferência conectado entre doisrecipientes de estágio adjacentes para permitir otransporte de sólidos fluidizados entre os dois recipientesde estágio adjacentes; e(c) uma placa distribuidora de gás integralcomum estendendo-se através e formando os fundos dos pelomenos dois recipientes de estágio, a placa distribuidora egás sendo comunicável com um fornecimento de gáscompreendendo as entradas de gás de fluidização dos pelomenos dois recipientes de estágio.

9. Sistema de multiestágios para processamentocontínuo de sólidos particulados fluidizados caracterizadopelo fato de compreender:(a) pelo menos dois recipientes de estágiodispostos lado a lado, cada recipiente de estágiocompreendendo:(i) uma parede de contenção para conter ossólidos fluidizados;(ii) uma entrada de sólidos para os sólidosfluidizados;(iii) uma saída de sólidos para os sólidosfluidizados;(v) pelo menos uma entrada de gás para gásde fluidização; e(vi) uma saída de gás para o gás defluidização;(b) pelo menos um túnel de transferência, cadatúnel de transferência conectado entre dois recipientes deestágio adjacentes para permitir o transporte de sólidosfluidizados entre os dois recipientes de estágioadjacentes; e(c) uma placa base integral compreendendo umaporção inferior da parede de contenção de cada recipientede estágio e compreendendo paredes superiores e lateraispara o ou cada túnel de transferência.

10. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que osistema compreende pelo menos dez recipientes de estágiodispostos lado a lado e a placa distribuidora de gás seestende através e forma os fundos de uma maioria dosrecipientes de estágio e compreende as entradas de gás damaioria dos recipientes de estágio.

11. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menosum túnel de transferência compreende pelo menos uma entradade gás de túnel de transferência para gás de fluidização e,opcionalmente, a placa distribuidora de gás forma o fundodo túnel de transferência e compreende pelo menos umaentrada de gás de túnel de transferência.

12. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo sistema compreender umnúmero de recipientes de estágio dispostos lado a lado, onúmero selecionado a partir do grupo consistindo de pelomenos vinte recipientes de estágio; e pelo menos 50recipientes de estágio; e a placa distribuidora de gásestendendo-se através e formando os fundos de todos osrecipientes de estágio e suporta as entradas de gás paratodos os recipientes de estágio.

13. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de que osrecipientes de estágio estão dispostos em uma formação defilas paralelas, onde os túneis de transferência estãodispostos para fornecer uma rota de fluxo sinuosa para ossólidos fluidizados através da formação de recipientes deestágio e onde o número de túneis de transferência é um amenos que o número de recipientes de estágio.

14. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender umvolume estendendo-se ao redor de cada recipiente de estágiopara receber um fluido de controle de temperatura paracontrolar a temperatura dos sólidos fluidizados norespectivo recipiente de estágio.

15. Sistema de multiestágios, de acordo com areivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender uminvólucro de fluido de controle de temperatura confinandoos volumes ao redor dos recipientes de estágio.