PT2078911E

PT2078911E - Processo para a secagem contínua de materiais a granel, em particular, de fibras de madeira e/ou aparas de madeira

Info

Publication number: PT2078911E
Application number: PT08000348T
Authority: PT
Inventors: Zdenek Brancuzsky; Guenter Hensel; Karel Napravnik; Wolfgang Seifert
Original assignee: Douglas Technical Ltd
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2011-12-02
Also published as: RU2010132165A; US10690409B2; UA100717C2; PL2078911T3; EP2388542A3; EP2078911B1; US20110030235A1; PT2388542E; CA2712007C; US10551121B2; RU2467270C2; WO2009087108A1; CA2712007A1; ES2371578T3; EP2078911A1; EP2388542A2; PL2388542T3; ATE520939T1; EP2388542B1; WO2009087108A4

Description

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DESCRIÇÃO "Processo para a secagem continua de materiais a granel, em particular de fibras de madeira e/ou aparas de madeira" A presente invenção refere-se a um método para a secagem continua de materiais a granel, em particular, de fibras de madeira e/ou aparas de madeira, num secador, onde os gases de secagem ou os vapores de secagem são abastecidos para um circuito de secagem e em que os vapores de secagem são aquecidos indirectamente através de um permutador de calor e, novamente, reabastecidos para o secador. A produção de painéis de materiais derivados de madeira é essencialmente baseada na compressão de peças de madeira trituradas, em particular, fibras de madeira e/ou aparas de madeira. Por exemplo, as placas de aparas consistem em aparas de madeira finas de diferentes espessuras que são prensadas em conjunto a uma elevada pressão com o aglutinante e com a aplicação de elevada pressão para formarem painéis. Os painéis de fibras de madeira são feitos de fibras de madeira com ou sem aglutinante adicional.

Antes da compressão para painéis, as peças de madeira trituradas têm de ser secas. Isto é geralmente efectuado nos chamados secadores de tambor, em que o material a secar ou os materiais a granel são rodados num tubo rotativo aquecido. Durante a secagem, para além da formação de vapor de água, também são libertadas as substâncias gasosas da madeira que, devido aos seus efeitos nocivos, não deverão ser libertas para o meio ambiente. Para além disso, os vapores de secagem são saturados com partículas de pó finas. Logo, os vapores de secagem têm de ser limpos antes da sua libertação para a atmosfera. Isto é convencionalmente efectuado através da remoção do pó, filtração e/ou queima no queimador do secador. Para reduzir os custos deste tratamento dos gases do secador e, em especial, para reduzir a utilização de energia adicional foram já propostos vários métodos e dispositivos que, através da circulação dos gases de secagem e do aquecimento indirecto por um queimador, permitem um controlo do processo mais económico. 2

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Assim, por exemplo, o pedido de patente europeia EP 0 459 603 AI descreve uma secagem de aparas de madeira num secador de tambor, em que os vapores de secagem libertados pelo secador são reabastecidos num circuito de retorno ao mesmo. Antes do secador, os vapores de secagem são aquecidos indirectamente pelos gases de combustão produzidos na câmara de combustão, a fim de atingirem a temperatura necessária à secagem das aparas de madeira. Um escoamento parcial dos vapores de secagem é desviada desse circuito, sendo conduzida para a câmara de combustão. Os gases de combustão ou gases de evacuação do queimador da câmara de combustão, que são utilizados para o aquecimento dos gases de secagem através de um permutador de calor, são limpos por um filtro, antes de serem libertados para a atmosfera. O pedido de patente europeia EP 0 457 203 AI descreve, entre outros, um processo de secagem para aparas de madeira, no qual os gases de secagem são aquecidos indirectamente através de um permutador de calor. Este é alimentado pelos gases de combustão de uma câmara de combustão. Um escoamento parcial de vapores de secagem do secador é continuadamente removida do secador e abastecida para um condensador, no qual o teor do vapor de água é condensado e os gases não condensáveis são abastecidos como ar de combustão para a câmara de combustão.

Nestes processos, as temperaturas na câmara de combustão têm de ser mantidas suficientemente elevadas para garantir a combustão completa das substâncias nocivas. Estas temperaturas elevadas sobrecarregam os elementos do permutador de calor, de tal forma que a sua duração é limitada. Por esta razão, o pedido de patente europeia EP 0 714 006 AI propõe um processo de secagem, em que um segundo permutador de calor é ligado antes do primeiro permutador de calor a fim de que a carga térmica do material possa ser mantida relativamente baixa. É conhecido a partir de EP 0 484 280 um sistema de purificação do ar da poluição ambiental, nomeadamente do ar de evacuação através de um secador de aparas. Dos vapores de secagem deve ser dissipado um escoamento parcial que deve ser abastecida para um queimador. A regulação da transferência do 3

ΕΡ 2 078 911 /PT escoamento parcial deve ocorrer na dependência dos níveis de substâncias nocivas dos gases de evacuação do queimador ou do conteúdo de oxigénio nos gases de evacuação do queimador. É descrito em WO 2004/079282 AI um processo para secagem de substâncias orgânicas sólidas. No mesmo, deve ser removido um escoamento dos vapores de secagem, a fim de que a pressão de vapor permaneça constante dentro do secador e do dispositivo de separação e de forma que o teor de oxigénio seja mantido tão baixo que o material a ser seco não se possa incendiar.

Durante o processo de secagem resultam constantemente, no circuito, novos vapores misturados com substâncias nocivas. O escoamento circulante do escoamento de vapores de secagem deve, portanto, por razões de balanço de massa no circuito, ser constantemente reduzida. Isto resulta, por exemplo, através do desvio de um escoamento de vapor parcial, antes ou depois do permutador de calor, como ar de combustão para a câmara de combustão. Para a regulação do caudal de passagem, o pedido de patente europeia EP 0 714 006 AI prevê, por exemplo, uma válvula convencional. O problema aqui é que o sistema não pode reagir ou reage de forma insuficiente às diferentes condições, por exemplo, ao diferente teor de humidade, às variações do tamanho do grão, às alterações nas misturas de madeira ou às alterações de carga. Por esse motivo, o objecto da invenção é proporcionar um método aperfeiçoado para a secagem contínua de materiais a granel, o qual evita as desvantagens do método descrito na técnica anterior.

Este objecto é conseguido por um método e um dispositivo, como descrito nas reivindicações independentes. Formas de execução preferidas do método de acordo com a invenção ou o dispositivo de acordo com a invenção estão descritas nas reivindicações dependentes.

No método de acordo com a invenção para a secagem contínua de materiais a granel, em particular, fibras de madeira e/ou aparas de madeira, num secador, em particular, num secador de tambor, o secador são alimentadas com os 4 ΕΡ 2 078 911 /PT materiais a granel e percorre através de uma mistura de vapor de gás um circuito de secagem. Aqui, a mistura de vapor de gás é aquecida indirectamente através de, pelo menos, um permutador de calor e aquecido, pelo menos, por um queimador no queimador de gás de evacuação. Depois de passar pelo secador, os vapores de secagem são alimentados a, pelo menos, num permutador de calor e novamente aquecidos. A montante, a jusante e/ou dentro de, pelo menos, um permutador de calor, pelo menos, um escoamento parcial de vapores de secagem é desviado e conduzido para o queimador como o ar de refrigeração e/ou ar de combustão. A restante parte do escoamento é conduzida de novo para o secador, após ter sido aquecida em, pelo menos, um permutador de calor. De preferência, são utilizados dois permutadores de calor dispostos em paralelo, que são operados transversalmente em contracorrente. Com vantagem particular, é desviada parte dos vapores de secagem dentro do permutador de calor, visto que um desvio dentro do permutador de calor proporciona vantagens energéticas e de emissão.

Em relação ao presente método de secagem, o circuito de vapor de secagem faz com que, em comparação com outros métodos de secagem, este seja de secagem mais suave proporcione uma atmosfera de baixo oxigénio com uma quantidade reduzida de compostos nocivos e, consequentemente, com que a qualidade do material seco melhore. Desta forma, a flexibilidade e a suavidade das aparas melhora, o que é, em particular, vantajoso para a continuação do tratamento das mesmas, bem como para a qualidade do produto final. Através do circuito de vapor para a secagem que é conseguido pelo aquecimento indirecto, substancial e livre do oxigénio dos gases de secagem no permutador de calor, é obtido um teor de gás inerte que, como vantagem adicional, reduz o desgaste do dispositivo e proporciona uma maior segurança operacional, reduzindo o risco de incêndio e explosão.

De acordo com a invenção, o método é caracterizado por compreender um escoamento parcial de vapores de secagem, que é desviado a montante, a jusante e/ou dentro do permutador de calor para o queimador, ser impelido por, pelo menos, um ventilador de vapores parciais regulável. 5

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De acordo com a invenção, o ventilador de vapores parciais regulável integrado no queimador do secador permite uma queima controlada das substâncias nocivas. Uma vez que é possível regular o ventilador de vapores parciais, o caudal de passagem e a velocidade de parte do escoamento dos vapores de secagem para o queimador podem ser ajustados às circunstâncias particulares do processo de secagem. Por exemplo, pode haver um ajustamento às propriedades específicas do material de secagem, tais como, o teor de humidade ou o escoamento de massa, em que, por exemplo, com um maior teor de humidade nos vapores de secagem, uma maior parte do escoamento pode ser desviada para o queimador. Isto garante um controlo do processo optimizado e eficaz remoção de substâncias nocivas pela combustão no queimador. O ventilador de vapores parciais regulável permite que a massa ou o volume dos escoamentos possam ser aumentados e, consequentemente, que o rendimento do processo de secagem possa ser significativamente aumentado. O teor de oxigénio no secador pode ser controlado para um mínimo a fim de minimizar a produção de compostos orgânicos e, consequentemente, reduzir as emissões. Para além disso, através do ventilador de vapores parciais regulável pode-se influenciar o comportamento da combustão, bem como a distribuição dos vapores pela câmara de combustão, tornando, assim, possível reduzir ainda mais as emissões.

Com a vantagem, quando da regulação do ventilador de vapores parciais, o equilíbrio de massa no sistema pode ser tomado em conta, de forma que, por exemplo, não possa originar uma entrada excessiva de ar de fugas no sistema. A entrada descontrolada de ar de fugas no sistema resultaria numa desvantagem energética uma vez que o ar de fugas no sistema teria, primeiramente, de ser aquecido antes de poder ser utilizado no processo. Daí a regulação ser originada, de preferência, dentro de uma determinada janela.

De acordo com a invenção, a regulação do ventilador de vapores parciais ocorre através de uma medição dos valores das substâncias nocivas emitidas pelos gases de evacuação do queimador e através de uma medição do teor de oxigénio no gás de evacuação do queimador, bem como através uma medição do máximo de teor de gás inerte no circuito de secagem. Os 6 ΕΡ 2 078 911 /PT valores das substâncias nocivas podem ser medidos, por exemplo, directamente antes da libertação de gases de evacuação do queimador para a atmosfera, quando os gases de evacuação do queimador tenham sido, de preferência, limpos antes. Como valores das substâncias nocivas podem, preferencialmente, ser tomadas em consideração as concentrações de óxido nítrico e/ou concentrações de monóxido de carbono dos gases de evacuação do queimador. De acordo com a invenção, pode estar previsto que certos valores limite destas concentrações de substâncias nocivas sejam determinados e seja efectuada uma regulação do ventilador de vapores parciais a fim de que este não alcance os valores limite destas substâncias nocivas. Para além disso, o teor de oxigénio do gás de evacuação do queimador é tido em conta na regulação do ventilador de vapores parciais. Dependendo do combustível utilizado, a regulação pode, por exemplo, ser efectuada num regime de teor de oxigénio de cerca de 3% em volume até cerca de 11% em volume no gás de combustão.

De acordo com a invenção, a regulação do ventilador de vapores parciais ocorre também através de um teor máximo do gás inerte no circuito de secagem, de preferência, através da medição do teor de oxigénio e/ou teor de água no circuito de secagem de vapores. Isto permite um melhor rendimento do processo de secagem bem como uma melhoria da qualidade do material seco ou da qualidade das aparas. Ao maximizar o teor de gás inerte no circuito de secagem, os depósitos, a sujidade e, consequentemente, o desgaste de vários componentes de um dispositivo correspondente podem, geralmente, ser mantidos baixos. Para além disso, a segurança de funcionamento aumenta uma vez que o risco de incêndio e de explosão é minimizado.

De acordo com a invenção e numa forma de execução preferida do método, os gases de evacuação do queimador são descarregados a partir do sistema através de, pelo menos, um filtro, em particular, um filtro electrostático, de preferência, secos e limpos. Uma filtragem dos gases de evacuação do queimador é em particular, vantajosa na combustão do pó de madeira na câmara de combustão para manter as emissões baixas. Um filtro electrostático tem a vantagem de, por exemplo, em relação aos filtros de mangas 7 ΕΡ 2 078 911 /PT convencionais, minimizar o perigo de ignição e fogo. Um filtro electrostático seco tem-se revelado particularmente eficaz na limpeza dos gases de evacuação do queimador. Com uma vantagem especial, o filtro, em particular o filtro electrostático seco, é operado em modo de sucção, sendo, preferencialmente, ligado a jusante a, pelo menos, um ventilador de gás de evacuação do queimador. Uma operação de sucção do filtro é vantajosa, visto que a sub pressão por esta originada no filtro traz benefícios construtivos e o ventilador ligado a jusante é protegido contra o desgaste.

Como combustível para o queimador podem ser utilizados combustíveis fósseis convencionais, tais como gás natural ou óleo leve. Numa forma de execução particularmente preferida, são utilizados, adicional ou alternativamente, combustíveis sólidos, em particular, combustíveis sólidos de biomassa. Por exemplo, podem ser queimados resíduos da produção de painéis de madeira, tais como pó de madeira, ou semelhante. Aqui, a vantagem consiste no facto dos resíduos, que são inevitavelmente gerados, poderem ser rentabilizados como combustível na câmara de combustão.

Na forma de execução preferida do método, de acordo com a invenção, está previsto um dispositivo de limpeza para os vapores de secagem que contém, sobretudo, partículas de pó finas e vários componentes orgânicos da secagem dos materiais a granel. Como dispositivo de limpeza pode utilizar-se, por exemplo, de um separador de ciclone, em particular, uma ou várias baterias de ciclones. Dentro dos ciclones são separadas partículas sólidas ou líquidas, tais como partículas de pó finas contidas nos gases de secagem, sendo o gás de secagem posto em movimento de rotação e pelo que as forças centrífugas, que actuam nas partículas, aceleram as partículas e movem as mesmas radialmente para fora. Desta forma, as partículas são separadas do escoamento de gás e podem ser descarregadas, de preferência, para baixo. Os vapores de secagem são, de preferência, conduzidos entre o secador e o dispositivo de limpeza, tais como a bateria de ciclones, e/ou entre o dispositivo de limpeza e o permutador de calor através de, pelo menos, um ventilador de vapores de secagem. Através do circuito de escoamento dos gases de 8 ΕΡ 2 078 911 /PT secagem, o ventilador de vapores de secagem está amplamente protegido da sujidade e, consequentemente, do desgaste.

Numa forma de execução preferida do método de acordo com a invenção, a carga de água no secador é regulada. De preferência, os materiais a granel, tal como aparas de madeira ou fibras de madeira, dependendo da sua humidade, são separadas em diversas fracções de materiais a granel e o material a granel é, respectivamente, doseado para a alimentação do secador em diferentes fracções através de um dispositivo de dosagem de material, de maneira a que a humidade dos materiais a granel abastecidos possa ser predeterminada. Por exemplo, podem ser proporcionados três silos, cada um com um respectivo tipo de aparas, onde cada tipo de aparas tem um teor de humidade específico. A humidade da matéria seca que é fornecida ao secador pode, de preferência, ser medida de forma contínua. Por exemplo, com a ajuda de um programa de orientação, a composição da matéria seca pode ser conduzida de forma a garantir um escoamento contínuo de água no secador. O controlo do escoamento tem a vantagem particular de poder ser realizado de maneira que a água no secador seja mantida o mais constante possível. Este controlo da carga de água no secador tem a vantagem de poder compensar diferentes conteúdos de humidade da matéria seca ou das aparas de madeira. O teor do gás inerte do circuito de secagem pode, ainda, ser optimizado através do controlo da carga de água no secador, o que, por exemplo, terá um efeito benéfico na qualidade da matéria seca e também aumenta o desempenho do processo de secagem.

Numa forma de execução preferida do método de acordo com a invenção, são abastecidos ao queimador gases de evacuação adicionais, tais como gases de combustão, ar de refrigeração e/ou para a refrigeração de muflas. De preferência, esses outros gases de evacuação provêm de uma produção ou fabricação de painéis de materiais derivados de madeira, por exemplo, ar de evacuação das prensas, ar de evacuação das serras e/ou ar de evacuação da casa da caldeira. Esta integração de diversas fontes de emissão no método de acordo com a invenção tem como vantagem o facto dos diversos gases de evacuação dentro da câmara de combustão poderem ser tratados, a fim de se obter uma queima das substâncias 9 ΕΡ 2 078 911 /PT nocivas dos gases de evacuação. Nomeadamente, por razões económicas do processo, é preferido trabalhar e tratar os diversos escoamentos de ar de evacuação, em particular, todos os escoamentos de ar de evacuação de uma produção de painéis de materiais derivados de madeira. De preferência, antes da alimentação, o restante ar de evacuação será pré-aquecido como o ar de combustão. Para este fim, podem ser proporcionados determinados permutadores de calor, como por exemplo, o permutador de calor de óleo térmico. Através do pré-aquecimento dos gases de evacuação antes da alimentação para na câmara de combustão, pode alcançar-se a temperatura desejada na câmara de combustão de uma forma particularmente económica.

Numa forma de execução preferida do método de acordo com a invenção, o abastecimento do ar de refrigeração para o queimador ocorre através de um anel de agulheta interior e de um anel de agulheta exterior que se encontram no tecto da câmara de combustão. Uma vantagem particular desses anéis de agulheta consiste no facto serem controláveis de forma separada. De preferência, o anel de agulheta interior e/ou o anel de agulheta exterior apresentam um ângulo de entrada para cada combustível previamente definido de, aproximadamente, 0o a, aproximadamente, 60°. Através desta disposição do fornecimento do ar de refrigeração ou do tecto da câmara de combustão e, com isto, o abastecimento de ar em particular, associado na câmara de combustão, a condução do ar secundário e a formação de condensação, pode a combustão na câmara de combustão ocorrer de uma forma particularmente vantajosa. 0 abastecimento de ar de refrigeração para o queimador pode, de preferência, ser alimentado pelo escoamento de vapor parcial, que é desviado, por exemplo, dos permutadores de calor. O controlo dos diversos anéis para o abastecimento de ar de refrigeração no tecto da câmara de combustão ocorre, de preferência, por meio de válvulas apropriadas.

Numa forma adicional de execução preferida do método de acordo com a invenção, a mufla do queimador é refrigerada. A mufla pode, por exemplo, ser refrigerada com ar fresco. Numa outra forma adicional de execução preferida, a mufla é 10 ΕΡ 2 078 911 /PT refrigerada pelo ar do processo. Para isto o molde pode, por exemplo, ser fornecido ar de refrigeração, que é desviado do escoamento de vapor parcial, o qual deriva do desvio de vapores a montante, a jusante ou dentro do permutador de calor. Noutras formas de execução, como ar de refrigeração pode ser desviado como ar de refrigeração da mufla, gás de evacuação do queimador depois de este ter passado pelo permutador de calor e/ou gases de evacuação, em especial gases de evacuação que passaram pelo filtro. O controlo da refrigeração da mufla ocorre de preferência de acordo com a temperatura da mufla para assegurar uma protecção da mufla. O controlo pode continuar a ser efectuado através do conteúdo de monóxido de carbono dos gases de evacuação, ao que pode existir uma sobreposição do controlo de temperatura da mufla. A invenção inclui ainda um método para a produção de painéis de materiais derivados de madeira, no qual os troncos de madeira são descascados e processados num dispositivo de trituração, em particular, num dispositivo desfibrador, em aparas e/ou fibras. As aparas e/ou fibras são secas num dispositivo de secagem e, se necessário, processadas em placas com adição de aglutinantes e/ou outros aditivos num dispositivo de prensa e, se necessário, cortados. Este método é caracterizado por para a secagem de aparas e/ou fibras ser realizado um processo como o acima descrito. As eventuais características adicionais do processo para o fabrico de painéis de materiais derivados de madeira serão feitas com referência ao acima descrito. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para a secagem de materiais a granel, particularmente, das fibras de madeira e/ou aparas de madeira, com um secador, mais especificamente, um secador de tambor, o qual é percorrido por uma mistura de vapor de gás num circuito de secagem. O dispositivo inclui ainda, pelo menos, um permutador de calor para o aquecimento indirecto da mistura de vapor e gás e um queimador. O queimador origina gases de evacuação, os quais os quais podem ser utilizados para o aquecimento indirecto da mistura de vapor e gás. Para além disso, é prevista, pelo menos, uma conduta de desvio para o queimador a montante, a jusante e/ou dentro de, pelo menos, um permutador de calor para um escoamento parcial dos vapores de secagem e, pelo 11

ΕΡ 2 078 911 /PT menos, uma conduta para a restante parte do escoamento dos vapores de secagem para o secador. O dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado por estar previsto na conduta de derivação para o queimador, pelo menos, um ventilador de vapores parciais regulável para impelir parte do escoamento dos vapores de secagem para o queimador, que é controlado através dos valores de substâncias nocivas dos gases de evacuação do queimador e através do teor de oxigénio no gás de evacuação do queimador, bem como através um teor de gás inerte máximo no circuito de secagem. As eventuais caracteristicas adicionais do dispositivo em conformidade com a invenção serão feitas com referência ao acima descrito.

Por fim, a invenção refere-se a uma instalação para a produção de painéis de materiais derivados de madeira com, pelo menos, um dispositivo de trituração, em particular, um dispositivo desfibrador, pelo menos, um dispositivo de prensa e, pelo menos, um dispositivo de secagem para materiais a granel, tal como descrito acima. As eventuais caracteristicas adicionais desta instalação para a produção de painéis de materiais derivados de madeira ou para o dispositivo de secagem desta instalação serão feitas com referência ao acima descrito. O método de acordo com a invenção para a secagem de materiais a granel é, em particular, adequado para a secagem de aparas de madeira. A atmosfera de vapor prevista de acordo com a invenção no circuito de secagem tem um efeito particularmente vantajoso na qualidade das aparas. Assim, devido à secagem suave das aparas realizada através deste processo são conseguidas aparas flexíveis e macias que, essencialmente, não apresentam nenhuma descoloração térmica. Devido ao ambiente de gás inerte durante o processo de secagem, o potencial de ignição da matéria seca é reduzido e, com isto, também o risco de incêndio no secador ou em toda a instalação. O mesmo se aplica quando o método de acordo com a invenção é aplicado à secagem de fibras de madeira. Durante a secagem das fibras de madeira é, em particular, vantajoso o controlo da humidade da matéria seca de acordo com a invenção, isto porque a humidade das fibras de madeira no seu 12 ΕΡ 2 078 911 /PT processamento, em particular, na secção de prensas, é, muitas vezes, problemática. Ao contrário do processamento de aparas de madeira, não se procede ao armazenamento intermédio das fibras de madeira secas. Em vez disso, a prensagem das fibras de madeira segue-se directamente à secagem, de forma que o teor de humidade dos materiais secos se reflecte directamente na secção de prensas. O método de acordo com a invenção tem como vantagem a boa qualidade controlada e consistente dos materiais a granel secos que podem ser disponibilizados para a continuação do processamento.

Outras vantagens e caracteristicas da invenção resultam da descrição seguinte dos desenhos em conjunto com os exemplos de execução e as reivindicações. Aqui, as várias caracteristicas podem ser realizadas individualmente ou em combinação.

Nos desenhos é mostrado: na Fig. 1 uma representação esquemática dos circuitos para uma instalação adequada à execução preferencial do método de acordo com a invenção; na Fig. 2 uma representação esquemática de uma imagem do processo para um dispositivo adequado para a execução preferida do método de acordo com a invenção com extensões nos circuitos de ar; e na Fig. 3 uma representação esquemática dos circuitos para uma instalação adequada à execução preferida do método de acordo com a invenção com a integração de uma disposição de caldeira.

Exemplos de execução

Na Fig. 1 está representado os circuitos de um dispositivo para a execução do método de acordo com a invenção que compreende um secador de tambor 1, um cárter de descarga 2, um dispositivo de limpeza 3, um permutador de calor 4, uma câmara de combustão 5, um filtro 6, bem como uma chaminé 7. Entre o secador de tambor 1 e o dispositivo de limpeza 3 está disposto um ventilador de vapores de secagem 13 ΕΡ 2 078 911 /PT 8; entre o filtro 6 e a chaminé 7 está disposto um ventilador de gás de evacuação do queimador 9 e entre o permutador de calor 4 e a câmara de combustão 5 está disposto um ventilador de vapores parciais regulável 10. O secador 1 pode estar equipado com uma zona de abrandamento 11 e um dispositivo de dosagem 12. O secador de tambor 1 é alimentado com materiais a granel, por exemplo, com aparas de madeira e/ou fibras de madeira. Os gases de secagem, que são abastecidos para o secador de tambor 1, são aquecidos pelo permutador de calor 4 e apresentam temperaturas de, aproximadamente, 250°C até, aproximadamente, 600°C. O aquecimento dos gases de secagem no permutador de calor 4 ocorre no escoamento em contracorrente através dos gases de combustão da câmara de combustão 5.

Estes gases de combustão apresentam temperaturas de, aproximadamente, 750°C até, aproximadamente, 900°C. Dentro da câmara de combustão 5 são alcançadas temperaturas de, aproximadamente, 750°C até, aproximadamente, 1050°C, onde pode ser utilizado como combustível, por exemplo, gás natural, óleo combustível e/ou pó de madeira bem como outros resíduos da produção de painéis de materiais derivados de madeira. Os diferentes combustíveis podem ser queimados individualmente ou em qualquer combinação desejada.

Depois da matéria seca ter percorrido o secador de tambor 1, a zona de abrandamento 11 pode ser prevista para a matéria seca e/ou o cárter de descarga 2 para a remoção dos materiais a granel secos. Os gases de secagem ou vapores de secagem são reencaminhados, através do ventilador de vapores de secagem 8, para um ou vários dispositivos de limpeza 3, de preferência, para os separadores de ciclone. Em alternativa ou cumulativamente pode estar previsto um ventilador de vapores de secagem entre o dispositivo de limpeza 3 e o permutador de calor 4. No dispositivo de limpeza 3 ocorre a remoção de partículas de pó finas e de outras partículas. 0 material removido pode, vantajosamente, ser reabastecido para a produção. Após os vapores de secagem terem passado pelo dispositivo de limpeza 3, estes são encaminhados para um ou vários permutadores de calor 4. Em particular, são preferidos dois permutadores de calor ligados em paralelo. Dentro dos 14

ΕΡ 2 078 911 /PT permutadores de calor 4 os vapores de secagem são aquecidos de, aproximadamente, 110°C até, aproximadamente, 130°C e de, aproximadamente, 250°C até, aproximadamente, 600°C. Isto ocorre no escoamento em contracorrente através dos gases de evacuação do queimador da câmara de combustão 5. Dentro do permutador de calor 4 é retirado um escoamento de vapor parcial e abastecido para a câmara de combustão 5 como ar de combustão e/ou ar de refrigeração. Esta parte do vapor parcial é impelida pelo ventilador de vapores parciais regulável 10. O gás de evacuação do queimador, que serve para o aquecimento dos gases de secagem no permutador de calor 4, é abastecido para o filtro 6 após ter percorrido o permutador de calor 4. Aqui, trata-se em particular de um filtro electrostático, de preferência, um filtro electrostático seco. O filtro 6 é, de preferência, operado em modo de sucção, sendo depois ligado a um ventilador de gás de evacuação do queimador 9. O gás de evacuação do queimador assim purificado é libertado para a atmosfera através da chaminé 7.

De acordo com a invenção, a secagem das aparas é efectuada num circuito de vapor próprio. Através este meio, particularmente vantajoso, pode ser realizado um elevado conteúdo de vapor e, assim, uma secagem suave que tem um efeito positivo na qualidade dos materiais secos. Para além disso, a sujidade e, consequentemente, o desgaste durante o circuito de secagem é mantido baixo. Também a segurança contra incêndio é melhorada através de um aquecimento indirecto do secador e do seu próprio circuito de secagem. A regulação do ventilador de vapores parciais 10 ocorre, acordo com a invenção, através dos valores de substâncias nocivas dos gases de evacuação do queimador, por exemplo, através dos valores das concentrações de óxido nítrico e/ou das concentrações de monóxido de carbono, num teor máximo de gás inerte no circuito de secagem e através do teor de oxigénio no gás de evacuação do queimador.

Numa execução preferida, a alimentação do secador de tambor 1 com materiais a granel ocorre através do controlo da carga de água no secador, sendo esse controlo feito pelo dispositivo de dosagem 12, pelo que os materiais a granel são 15 ΕΡ 2 078 911 /PT doseados, de acordo com o teor de humidade das várias fracções dos materiais a granel, na alimentação do secador de tambor 1.

Como ar de combustão para o queimador 5 são utilizados, de preferência, diversos gases da produção de painéis de materiais derivados de madeira, por exemplo, ar de evacuação das prensas, ar de evacuação das serras e/ou ar de evacuação da casa da caldeira. Os vários gases de evacuação são, de preferência, aquecidos previamente antes do fornecimento como ar de combustão, em particular, através de um permutador de calor. A Fig. 2 mostra os circuitos de um dispositivo de acordo com a invenção para a secagem continua de materiais a granel, onde são mostradas diversas possibilidades de escoamentos de ar. Os vários elementos do dispositivo estão indicados com os mesmos números de referência, como na Fig. 1. O ventilador dos vapores de secagem 8 está disposto entre o dispositivo de limpeza 3 e o permutador de calor 4. Esta disposição pode em alternativa ou adicionalmente ser prevista para a disposição do ventilador de vapores de secagem 8 e entre o secador 1 e o dispositivo de limpeza 3. No queimador 5 é abastecido o ar de refrigeração através do tecto da câmara de combustão em dois anéis. Este ar de refrigeração é desviado dos vapores de secagem dentro do permutador de calor 4 e impelido através do ventilador de vapores parciais regulável 10. Este escoamento de ar pode ser complementado ou substituído por uma fonte de ar adicional 13. Para além disso, esse escoamento de ar pode ser complementado através de uma parte dos escoamentos dos gases de secagem aquecidas após o permutador de calor 4. Estes escoamentos de ar comutáveis estão mostrados na Fig. 2, com forma de linha a tracejado. Aos gases de evacuação do queimador que saem do queimador 5, podem, antes de serem abastecidos para o permutador de calor 4, ser fornecido gás de evacuação do queimador que já tenha percorrido pelo permutador de calor 4, em particular gás de evacuação do queimador que já tenha percorrido o filtro 6. Este gás de evacuação do queimador pode em alternativa ou adicionalmente ser reabastecido como ar de refrigeração da mufla na câmara de combustão 5. Para impelir os escoamentos do gás de 16 ΕΡ 2 078 911 /PT evacuação do queimador estão, de preferência, previstos os ventiladores 14 e 15. O ar de combustão para o queimador 5 pode, de preferência, derivar de diversas fontes. Pode ser utilizado, por exemplo, o ar de evacuação das prensas 16 e/ou ar de evacuação das serras 17. Este ar de evacuação é impelido através de um outro ventilador 18 e fornecido para a câmara de combustão 5 como ar de combustão. Vantajosamente, este ar de combustão é pré-aquecido antes do seu abastecimento para a câmara de combustão 5, em particular, através de um permutador de calor 19, que é alimentado pelo ar de evacuação 20 da caldeira. Vantajosamente, o ar de evacuação da caldeira, depois de percorrer o permutador de calor 19, é abastecido para o filtro 6 e libertado para a atmosfera através da chaminé 7. A Fig. 3 apresenta uma outra execução de um dispositivo para a realização do método de acordo com a invenção com a integração de um dispositivo de caldeira e diversos escoamentos de ar. Os vários elementos do dispositivo estão indicados com os mesmos números de referência do que na Fig. 1. O dispositivo apresenta um secador 1, um cárter de descarga 2, um dispositivo de limpeza 3 com a forma de dois separadores de ciclone e um permutador de calor 4 no próprio circuito de secagem. O permutador de calor 4 é alimentado através de ar de evacuação do queimador do queimador 5. Dentro do permutador de calor 4, é desviada um escoamento parcial dos vapores de secagem. O escoamento parcial é impelido e controlado através de um ventilador de vapores parciais regulável 10 e encaminhado para o queimador 5 como ar de refrigeração. O fornecimento do ar de refrigeração ocorre através de anéis de agulheta 30 interiores e exteriores no tecto da câmara de combustão do queimador 5. A mufla 21 do queimador 5 é refrigerada através do abastecimento de ar de refrigeração. Este ar de refrigeração é impelido através do ventilador 15. A alimentação desta conduta de ar de refrigeração ou a refrigeração da mufla 21 pode ocorrer através de diversas condutas. A refrigeração da mufla pode, por exemplo, ocorrer através de ar fresco 25. Em alternativa ou adicionalmente pode ocorrer uma alimentação 17 ΕΡ 2 078 911 /PT com vapor parcial 22, com o gás de evacuação do queimador após o permutador de calor 23 ou com ar de evacuação após o filtro electrostático 24. O fornecimento destes diversos escoamentos de ar pode ocorrer através de válvulas adequadamente previstas. O ar de combustão para o queimador 5 é impelido pelo ventilador 18. Como ar de combustão pode ser utilizado ar de evacuação da prensa 16 ou de limpeza da prensa ou da serra 17 e/ou outro ar de combustão 27. Este ar de combustão é aquecido através de um permutador de calor 19, em particular, um permutador de calor ar/ar. O fornecimento como ar de combustão é controlado através de um vaso de mistura 26. O permutador de calor 19 é alimentado por ar de combustão da caldeira, que é originado no dispositivo da caldeira 28. Para temperar o ar de combustão da caldeira para o permutador de calor 19 pode ser previsto um permutador de calor 29 adicional, em particular, um permutador de calor de óleo térmico. O ar de combustão pré-aquecido do permutador de calor 19 pode ser fornecido através de um circuito apropriado no vaso de aquecimento 26 ao queimador 5, para acender o dispositivo da caldeira 28 e/ou para a chaminé 7.

Lisboa, 2011-11-15

Claims

ΕΡ 2 078 911 /PT 1/5 REIVINDICAÇÕES 1. Método para a secagem continua de materiais a granel, em particular, de fibras de madeira e/ou aparas de madeira, num secador (1), em especial, num secador de tambor, que é alimentado com materiais a granel e através do qual passa uma mistura de vapor e gás num circuito de secagem, em que a mistura de vapor de gás é indirectamente aquecida através de, pelo menos, um permutador de calor (4) pelo gás de evacuação que é aquecido, pelo menos, num queimador (5) e em que os vapores de secagem são abastecidos e aquecidos, pelo menos, num permutador de calor (4) e em que a montante, a jusante, e/ou no interior de, pelo menos, um permutador de calor (4), pelo menos, um escoamento parcial dos vapores de secagem é desviado para abastecimento no queimador (5) , e escoamento parcial restante reabastecido no secador (1), caracterizado por o escoamento parcial para o queimador (5) ser impelido por, pelo menos, um ventilador de vapores parcialmente regulável (10), o qual é regulado através dos valores de substâncias nocivas nos gases de evacuação do queimador e através do teor de oxigénio no gás de evacuação do queimador, bem como através um teor de gás inerte máximo no circuito de secagem.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as substâncias nocivas nos gases de evacuação do queimador serem óxidos de azoto e/ou monóxido de carbono.
3. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o gás de evacuação do queimador é limpo através de, pelo menos, um filtro (6), em especial, um filtro electrostático, de preferencial, um filtro electrostático seco.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o filtro (6) ser operado no modo de sucção, em que, de preferência, pelo menos, um ventilador de gás de evacuação do queimador (9) está localizado a jusante do filtro.
5. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por serem utilizados como combustível para o queimador (5) , pelo menos, em parte, ΕΡ 2 078 911 /PT 2/5 sólidos, em particular, sólidos de biomassa, em que são utilizados, de preferência, produtos residuais provenientes da produção de painéis de materiais derivados de madeira.
6. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os vapores de secagem, após terem passado no secador (1), serem limpos utilizando como dispositivo de limpeza (3) , de preferência, pelo menos, um ciclone, em particular, pelo menos, uma bateria de ciclones. reivindicações de secagem a pelo menos, um
7. Método de acordo com uma das anteriores, caracterizado por os vapores montante do secador (1) serem impelidos por, ventilador de vapores de secagem (8).
8. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o conteúdo de água no secador (1) ser controlado, pelo que, de preferência, os materiais a granel dependendo do teor de humidade de diversas fracções de materiais a granel seja doseada na alimentação do secador (D .
9. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o queimador (5) ser abastecido com, pelo menos, um gás de evacuação adicional como gás de combustão e/ou ar de refrigeração, em que, de preferência, sendo o gás de evacuação adicional proveniente da produção dos painéis de materiais derivados de madeira, e é, em particular, ar de evacuação das prensas, ar de evacuação das serras e/ou ar de evacuação da casa da caldeira.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o gás de evacuação restante ser pré-aquecido antes do abastecimento como ar de combustão.
11. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o abastecimento de ar de refrigeração ao queimador (5) ocorrer através de um anel de agulheta interior e um anel de agulheta exterior, dispostos no tecto da câmara de combustão, em que, de preferência, os anéis de agulheta podem ser controlados em separado. ΕΡ 2 078 911 /PT 3/5
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o anel de agulheta interior e/ou o anel de agulheta exterior apresentar(em) um ângulo de entrada entre, aproximadamente, 0 e, aproximadamente, 60°, cujo ângulo é, de preferência, regulável dependendo do combustível utilizado.
13. Método para a produção de painéis de materiais derivados de madeira, em que os troncos de madeira são descascados e processados num dispositivo de trituração dando origem a aparas e/ou fibras, em que as aparas e/ou as fibras são secas num dispositivo de secagem, em que as aparas e/ou as fibras secas são processadas dando origem a placas num dispositivo de prensa, se necessário, com a adição de aglutinantes e/ou outros aditivos, e são, de preferência, cortadas, caracterizado por a secagem das aparas e/ou das fibras ser realizada por um processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12.
14. Dispositivo para a secagem de materiais a granel, em particular, fibras de madeira e/ou aparas de madeira, com um secador (1), em particular, um secador de tambor, pelo menos, um queimador (5) e, pelo menos, um permutador de calor (4), para o aquecimento indirecto da mistura de vapor e gás para a secagem dos materiais a granel no secador (1), pelo menos, uma conduta de derivação disposta a montante, a jusante e/ou no interior do, pelo menos, um permutador de calor (4) para o queimador (5) para um escoamento parcial dos vapores de secagem e, pelo menos, uma conduta para a restante parte do escoamento dos vapores de secagem para o secador (1), caracterizado por estar previsto na conduta de derivação para o queimador (5), pelo menos, um ventilador de vapores parciais regulável (10), que é controlado através dos valores de substâncias nocivas dos gases de evacuação do queimador e através do teor de oxigénio no gás de evacuação do queimador, bem como através um teor de gás inerte máximo no circuito de secagem.
15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por as substâncias nocivas dos gases de evacuação do queimador serem óxidos de azoto e/ou monóxido de carbono. ΕΡ 2 078 911 /PT 4/5
16. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 15, caracterizado por estar previsto para a limpeza do gás de evacuação do queimador, pelo menos, um filtro (6), em particular um filtro electrostático, preferencialmente um filtro electrostático seco.
17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por, pelo menos, um ventilador de gás de evacuação do queimador (9) estar posicionado a jusante do filtro (6).
18. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado por estar previsto para a limpeza dos vapores de secagem um dispositivo de limpeza (3), em particular, pelo menos, um ciclone, de preferência, pelo menos, uma bateria de ciclone.
19. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado por a jusante do secador (1) estar previsto, pelo menos, um ventilador de vapores de secagem
20. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado por para controlar o conteúdo de água no secador (1) estar previsto um dispositivo de dosagem (12).
21. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado por estar prevista, pelo menos, uma conduta de abastecimento para gases de evacuação adicionais como o ar de combustão para o queimador (5).
22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por estarem previstos, como dispositivos de pré-aquecimento, em particular, o permutador de calor, para um pré-aquecimento de gases de evacuação adicionais antes do abastecimento dos mesmos para o queimador (5).
23. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 22, caracterizado por o queimador (5) apresentar um tecto da câmara de combustão com um anel de agulheta interior e um anel de agulheta exterior controláveis individualmente. ΕΡ 2 078 911 /PT 5/5
24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o anel de agulheta interior e/ou exterior apresentar(em) um ângulo de entrada de, aproximadamente, 0 a, aproximadamente, 60°.
25. Instalação para a produção de painéis de materiais derivados de madeira com, pelo menos, um dispositivo de trituração, pelo menos, um dispositivo de secagem e, pelo menos, um dispositivo de prensagem, caracterizado por apresentar um dispositivo de secagem, de acordo com o dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 24. Lisboa, 2011-11-15