PT2531285E - Aparelho e método em ligação com um misturador estático - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "APARELHO E MÉTODO EM LIGAÇÃO COM UM MISTURADOR ESTÁTICO" A presente invenção refere-se a uma disposição e um método em ligação com um misturador estático, quando uma substância liquida ou gasosa, como um químico, é misturada num meio formado de substância sólida e líquida, especialmente a suspensões fibrosas que são geradas durante processamento de madeira ou outra substância de origem vegetal. A esta espécie de suspensões pertencem as suspensões fibrosas da indústria de papel e pasta, como suspensões de pasta mecânica e pasta química, como também suspensões de pasta de produção de papel.

Para misturar químicos e gases em suspensões fibrosas, misturadores dinâmicos são usados, que tipicamente são fornecidos com um rotor rotativo ou um correspondente membro para efectuar a mistura, e misturadores estáticos. No último, um membro estacionário que guia o fluxo, tipicamente algum tipo de estrangulamento tem sido disposto no canal de fluxo, onde o caudal é aumentado e a pressão estática é diminuída. Químico é introduzido numa zona de pressão estática inferior ou pode ser introduzido a montante do ponto de estrangulamento. Num misturador estático, estrangulando o fluxo, isto é diminuindo a área de secção transversal, um aumento no caudal é obtido, e devido ao estrangulamento e à forma do canal de fluxo um movimento forte que mistura a suspensão, turbulência regular é gerada, pelo que o químico introduzido vai misturar no actual meio de fluxo. Misturadores estáticos são tipicamente fornecidos com, além de ou alternativamente ao estrangulamento, barreiras de fluxo dispostas no canal de fluxo para gerar turbulência.

Suspensão fibrosa é um fluxo de material exigente em vista de mistura, porque para obter um bom resultado de 2 mistura a rede de fibra (flocos de fibra) são para serem descompostos. Na mistura, um escoamento de tampões é para ser descomposto, flocos de fibra são para serem partidos em microflocos e preferencialmente em fibras individuais, pelo que o químico de branqueamento é feito para ser distribuído na vizinhança das fibras individuais. Tradicionalmente, com misturadores químicos fluidificantes de alta capacidade de suspensões fibrosas de consistência de meio têm sido usados, em que o rotor do misturador gera a turbulência requerida para a mistura: Embora misturadores químicos fluidificantes modernos sejam razoavelmente pequenos, consumo de energia intensificador precisa de diminuir a quantidade de energia usada para misturar químicos. A operação de misturadores estáticos é com base em utilizar a perda de pressão que tem lugar no aparelho e/ou dividir o fluxo de suspensão em fluxos parciais e combiná-los na direcção de fluxo para que as diferenças de concentração a montante do misturador vão ser equalizadas.

Patente Europeia 1469937 (WO 03/064018) descreve um aparelho para misturar um gás ou um líquido num fluxo de material. Neste aparelho, um tubo com uma secção transversal circular é fornecido com uma câmara para o fluxo de material. A câmara tem uma parte de entrada, a secção transversal de que depois muda de circular para oval enquanto a área permanece inalterada e uma parte de saída, a secção transversal de que depois muda de oval para circular enquanto a área permanece inalterada.. Gás ou líquido é alimentado no fluxo de material no ponto mais estreito do aparelho, que é fornecido com por exemplo pequenos buracos circulares à volta da câmara. A mudança do fluxo de material de estado laminar para turbulento tem lugar quando a altura mínima da secção transversal oval é definida numa maneira adequada. O gás ou o líquido é adicionado na zona turbulenta.

Para adicionar vapor numa suspensão fibrosa, 3 aquecedores de injecção de calor directo são usados. Nestes o vapor é misturado numa suspensão fibrosa de fluxo a ser aquecida, pelo que o aquecimento tem lugar rapidamente. Embora aquecedores de injecção de vapor directo sejam eficientes, suspensões fibrosas com matéria de flocagem tendem a obstruir o aquecedor, se a suspensão é para fluir através de curvas e voltas. Patente-US 6361025 descreve um aquecedor de injecção de vapor directo que é concebido para fluxos de material de viscose, como uma suspensão fibrosa, e em que o vapor é introduzido na suspensão que flui axialmente através de um tubo. Na construção de acordo com patente-US 6361025 alimentação de vapor tem lugar numa parte perfurada cilíndrica montada através do dispositivo. O permutador de calor de injecção de vapor directo da patente-US supramencionada é vantajosa como um dispositivo de alimentação de vapor, porque o vapor é alimentado via vários pequenos buracos na pasta de fluxo secundário. Enquanto a queda de pressão através dos pequenos buracos de vapor abertos for adequado, o fluxo do vapor na suspensão permanece regular. Quando a velocidade do vapor é adequadamente alta, condensação homogénea do vapor é obtida devido a alta turbulência causada pela alimentação de vapor. O vapor condensa regularmente, enquanto a condensação tem lugar perto do ponto de alimentação.

Quando a perda de pressão gerada num misturador estático é utilizada para efectuar a mistura, o resultado de mistura tipicamente varia dependendo da perda de pressão. A perda de pressão muda de acordo com caudal, consistência e pH, e assim perturbações de operação ou produção afectam o resultado de mistura. Se um misturador estático é com base em dividir e combinar fluxos parciais, o resultado de mistura não é proporcional à perda de pressão gerada. Um possível problema neste tipo de dispositivos pode ser obstrução de canais de fluxo parcial e clara deterioração da eficiência de mistura, além de uma 4 perda de pressão aumentada.

Com base no de cima, quando tratar suspensões fibrosas o misturador estático deveria partir a rede de fibra da suspensão para uma extensão adequada, e preferencialmente até fluidizar a suspensão de fluxo de passagem, e o resultado de mistura não deveria estar dependente da perda de pressão gerada, e obstrução parcial do dispositivo não deveria afectar o resultado de mistura. Uma situação problemática para mistura estática é uma situação onde o misturador está sujeito fora das condições óptimas durante um longo período de tempo, pelo que as condutas de alimentação e/ou aberturas de alimentação para os químicos, no pior dos casos o canal de alimentação de suspensão fibrosa pode ficar obstruído. Então há pequenas possibilidades para abrir as obstruções, porque o misturador não tem membros móveis para esse propósito. Na concepção de um dispositivo para misturar suspensão fibrosa atenção é para ser prestada à possibilidade de assegurar a condição de funcionamento do dispositivo mesmo se a suspensão tem sido espessa por exemplo devido a situação de perturbação na fábrica. Isto significa que quando o misturador é levado em uso vai alcançar um nível operacional adequado ao mesmo tempo enquanto a alimentação de químico é iniciada. Se uma perda de pressão gerada no dispositivo é utilizada para gerar turbulência em misturadores estáticos, mas ainda é desejado limitar a extensão da perda de pressão, a alimentação de químico é para ser tão regular quanto possível em relação à área de secção transversal de fluxo.

Além de vapor ou outro gás, é necessário introduzir no fluxo de suspensão fibrosa também um ou mais químicos líquidos como um químico de branqueamento, que tem que ser distribuído e misturado eficientemente na suspensão fibrosa para assegurar adequadamente reacções rápidas e eficientes entre a suspensão e o químico. 5

Um problema com mistura de pasta estática tem na tecnologia anterior frequentemente sido um ponto operacional estreito e incerteza de operação em intervalos de consistência de suspensão fibrosa de 6-16%. Em produção de pasta a saída da linha de fibra pode variar para que momentaneamente seja 40-120% de produção nominal, pelo que pode ser complicado fazer um misturador estático, que recebe a sua energia de mistura primeiro de tudo do fluxo de pasta e resistência de fluxo gerada pelos vários tipos de meios, para operar eficientemente dentro deste intervalo de saída/fluxo. Se o aparelho é grande e a construção está aberta, não é possível gerar tal fluxo de mistura ou turbulência na pasta que iria permitir distribuição eficiente de químico na massa de pasta. Aliás, se a construção do misturador causa flutuação de pressão no ponto de mistura, também directamente afecta a alimentação do químico.

Na linha de fibra, o químico misturado é tipicamente um químico de branqueamento, vapor ou químico de regulação de ph. A alimentação de químico na linha de fibra é efectuada por meio de diferença de pressão e uma válvula de regulação. A regulação é bem sucedida e a alimentação de químico é regular, se a diferença de pressão entre a linha de químico e a linha de pasta é de um valor similar, pelo que também o fluxo através da válvula de regulação é regular. É conhecido que o fluxo do químico através da válvula de regulação é directamente proporcional à diferença de pressão sobre a válvula e à abertura da válvula. Se a pressão na linha de pasta varia devido aos problemas supradescritos, automaticamente causa também fluxo irregular dos químicos. O mesmo problema surge se o fluxo no ponto de mistura é irregular, pelo que mais químico vai ser passado na pasta de fluxo lentamente de que na pasta de fluxo rapidamente.

Publicação JP 01-314795 revela uma disposição de 6 acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e um método de acordo com o preâmbulo da reivindicação 5, onde oxigénio é adicionado em pasta. Pasta descarregada de uma coluna barométrica é bombeada num misturador de tubo difusor montado entre a bomba e uma válvula de regulação, e oxigénio é adicionado na pasta no misturador. A segurança operacional deste aparelho deveria ser melhorada, porque controlo adequado do fluxo não é possível em situações excepcionais. Nem é possível assegurar fluxo de alimentação homogéneo no misturador. Contudo, iria ser importante que quer a suspensão quer o fluxo químico regularmente no misturador para obter um bom resultado de mistura.

Enquanto a penetração de um químico na suspensão fibrosa em mistura estática é com base numa diferença de pressão uniforme entre o membro de alimentação e o fluxo de pasta, um problema surge enquanto, por um lado, resistências de fluxo deveriam ser introduzidas no fluxo de pasta para efectuar a mistura, mas por outro lado, a resistência de fluxo não deveria causar problemas na região de fluxo. Um objecto da presente invenção é estabilizar a mistura química numa aplicação de misturador estático. Assim, o objectivo é criar tão uniforme condições de fluxo quanto possível, independente de situações de perturbação de processo, uma tal taxa de produção mudada, ou correspondente.

A presente invenção refere-se a uma disposição como recitada na reivindicação 1 para alimentar químico numa suspensão fibrosa numa linha de transferência de suspensão fibrosa, dita disposição que compreende na direcção de fluxo de suspensão fibrosa uma bomba, uma válvula de fecho, um aparelho de misturador estático para que uma linha de alimentação de químico está ligada, e uma válvula de regulação. Preferencialmente a disposição na linha de transferência de pasta, como linha de alimentação de pasta, compreende uma pasta de alimentação de bomba MC 7 (consistência de meio), uma linha de alimentação de químico e um aparelho de mistura estática e uma válvula de regulação para regular a bombagem de pasta de consistência de meio, que válvula está localizada a jusante do aparelho de mistura. Uma válvula de fecho está localizada a jusante da bomba. A válvula de regulação pode ser quer um tipo padrão de válvula quer a sua construção pode ser modificada para corresponder aos requisitos de mistura para gerar turbulência adicional. Tipicamente é uma válvula esférica ou uma válvula de segmento. É essencial que o fluxo de pasta através da válvula de regulação e assim também através do membro de mistura seja controlado por meio do movimento da válvula de regulação. A presente invenção também se refere a um método como recitado na reivindicação 5 de alimentar químico numa suspensão fibrosa numa linha de transferência de suspensão fibrosa. Suspensão fibrosa é bombeada e químico de tratamento adicionado aí num misturador estático, e o fluxo na linha de transferência é controlado por meio de quer uma válvula de fecho a montante do misturador quer uma válvula de regulação a jusante do misturador. A suspensão fibrosa é uma suspensão fibrosa de indústria de papel e pasta, preferencialmente com uma consistência de 6-16%.

De acordo com a invenção, a linha de alimentação de químico do misturador estático é fornecida com uma conduta para introduzir um meio auxiliar, como um líquido de diluição, no fluxo de químico. 0 propósito disto é continuamente assegurar uma quantidade de fluxo adequada da linha de químico no misturador. 0 misturador estático do processo é dimensionado de tal modo que opera optimamente dentro de um certo intervalo de produção de pasta. Se a situação requer diminuir a quantidade de produção de pasta, um misturador estático vai mais facilmente ser afastado do intervalo óptimo de que um misturador dinâmico, porque a quantidade de químico requerido diminui e assim também o fluxo da linha de químico no misturador diminui. Isto resulta em deterioração do resultado de mistura. Como descrito no de cima, o químico é tipicamente adicionado no fluxo de pasta via aberturas. Se a quantidade de químico requerido é diminuída, o número das aberturas e/ou o fluxo através disso diminui, pelo que o resultado de mistura é deteriorado. Introduzindo líquido adicional na linha de químico, fluxo contínuo adequado pode ser mantido da linha de químico e assim também uma diferença de pressão adequada para obter mistura eficiente. A quantidade de líquido adicional requerido é tipicamente tão baixa e limitada em tempo que não perturba ou dilui o processo total.

Mudanças no processo causam flutuação na quantidade de químico requerido. A forma de realização supradescrita da invenção assegura fluxo regular de quantidades de químico flutuantes e as condutas (por exemplo aberturas) não ficam obstruídas, quando uma diferença de pressão constante é mantida entre o fluxo de químico e o fluxo de pasta. Assim, a mistura pode ser estabilizada independente de mudanças nas quantidades de produção de pasta.

Por exemplo na linha de fibra de uma fábrica de pasta química quantidades de químico mudam essencialmente quando a linha de branqueamento produz pasta de diferentes tipos de árvores ou com diferentes valores de brilho alvo. A solução de acordo com a presente invenção pode preferencialmente ser aplicada para todos químicos de tratamento de pasta. Tipicamente o químico a ser adicionado é um ácido, alcali (por exemplo NaoH), dióxido de cloro, peróxido, quelatos. 0 meio adicionado no químico pode ser qualquer substância que seja adequada para o químico. Pode compreender uma fracção de líquido adequada da fábrica, como um filtrado de lavagem ou água de um secador de pasta. Com alguns químicos, o meio a ser adicionado pode ser também vapor.

De acordo com uma forma de realização, a velocidade 9 rotacional da bomba é ajustada com base em medição de pressão a jusante da bomba.

De acordo com uma forma de realização, medição de pressão é disposta entre a válvula de fecho e o misturador.

De acordo com uma forma de realização, movimento de mistura, turbulência regular, é causado no fluxo de suspensão fibrosa por meio de uma válvula de regulação.

Uma vantagem da presente invenção é que permite resolver seguintes problemas na operação de um misturador estático: pulsação e finalmente obstrução da linha de pasta causada pelos membros de estrangulamento de um misturador estático, diminuída tolerância para flutuações de consistência de pasta causada pelos membros de estrangulamento do misturador estático, intervalo operacional mais estreito do membro de estrangulamento do misturador estático comparado com o de um misturador dinâmico, turbulência insuficiente, e pressão constante é mantida durante a mistura.

Para obter uma melhor compreensão da presente invenção e a sua aplicação prática, referência vai agora ser feita, por meio de exemplos apenas, às figuras em anexo, em que a Fig. 1 ilustra uma disposição de acordo com uma forma de realização da invenção para misturar um químico numa suspensão e levar a suspensão para um reactor, as Fig. 2a e 2b ilustram um misturador estático que pode vantajosamente ser usado em ligação com a presente invenção. As Figs. 2a e 2b são vistas laterais que mostram uma secção transversal longitudinal do misturador, a Figura 3 é uma vista de corte ao longo de secção A-A da forma de realização da Figura 2, e 10 a Figura 4 é uma vista de corte ao longo de secção B-B da forma de realização da Figura 2. A disposição ilustrada na Figura 1 está na linha de transferência de pasta ligada a uma bomba MC (consistência de meio) 102 gue alimenta pasta de uma coluna barométrica 112, uma linha de alimentação de guimico 104 e um aparelho de mistura estática 106 e uma válvula de regulação 108 para regular a bombagem de pasta de consistência de meio, gue válvula está localizada a jusante do aparelho de mistura. A válvula de regulação 108 pode ser guer um tipo padrão de válvula guer a sua construção pode ser modificada para corresponder ao requisito de mistura para gerar turbulência adicional. Tipicamente é uma válvula esférica ou uma válvula de segmento. É essencial que o fluxo de pasta através da válvula e assim também através do membro de mistura 106 seja controlado por meio do movimento da válvula de regulação. Adicionalmente, medição de pressão, medição de fluxo e uma válvula de fecho 110 podem ser dispostas entre o equipamento de bombagem-MC 102 e a válvula de regulação 108 imediatamente a jusante da bomba-MC e a bomba-MC pode ser fornecida com regulação de velocidade rotacional. A jusante da válvula de regulação 108 a pasta é levada para um espaço de tratamento, como um reactor, por exemplo uma torre de branqueamento de pasta (não mostrado).

Na forma de realização apresentada no presente documento a válvula de regulação 108 como um membro dinâmico promove a mistura e assegura tão estável uma diferença de pressão quanto possível entre a linha de pasta e a linha de químico. Simultaneamente é possível diminuir para uma extensão razoável a perda de pressão de um ou mais misturadores estáticos na linha de pasta.

Tecnicamente a válvula de regulação 108 a jusante do membro de mistura recebe o seu valor configurado quer da superfície da coluna barométrica 112 a montante da bomba- 11 MC por meio de medição 114, de medição de fluxo quer correspondente medição exterior. Então a válvula de regulação a jusante do membro de mistura 106 assegura um fluxo regular de pasta entre a bomba e a válvula, pelo que a quantidade de fluxo é regular. Simultaneamente a diferença de pressão da válvula de regulação é utilizada como energia de mistura e assim a energia do misturador e a válvula são combinadas numa unidade. Como parte da energia de bombagem que é utilizada na mistura é consumida na válvula de regulação (que é um membro dinâmico), a sua operação como um membro móvel eficientemente impede todos tipos de efeito de pulsação e estrangulamento à volta do membro de mistura após a bombagem. Assim, a bomba-membro de mistura-válvula de regulação formam um sistema dinâmico, devido a que as condições na zona de mistura permanecem bem controladas. Ainda, a válvula é requerida no sistema em cada caso, assim a solução de acordo com a invenção aumenta funcionalidade.

De acordo com a invenção, a linha de alimentação de químico 104 do misturador estático é fornecida com uma conduta 120 para introduzir um meio auxiliar, como um líquido de diluição no vapor químico. O propósito disto é continuamente assegurar uma quantidade de fluxo adequada da linha de químico 104 ao misturador 106. O misturador estático do processo é dimensionado de tal modo que opera optimamente dentro de um certo intervalo de produção de pasta. Se a quantidade de produção de pasta diminui, um misturador estático vai em alguma fase ser afastado do seu intervalo óptimo, porque a quantidade de químico que é requerida diminui e assim também o fluxo da linha de quimico ao misturador diminui. Isto resulta em deterioração do resultado de mistura. Introduzindo líquido adicional na linha de químico 104, fluxo contínuo adequado pode ser mantido da linha de químico e assim também uma diferença de pressão adequada para obter mistura eficiente. A linha de 12 químico 104 é fornecida com um medidor de fluxo 116 que está ligado a uma válvula 118 na linha de meio. Uma certa quantidade de fluxo Fcrit é determinada e um fluxo superior a isso é para prevalecer na linha de químico 104 ao misturador 106. Quando o fluxo do químico diminui abaixo deste valor por exemplo devido a uma diminuição na taxa de produção da fábrica), válvula 118 abre e meio é alimentado de linha 120 ao fluxo de químico para que o fluxo em linha 104 aumenta acima de valor Fcrit. A ajustabilidade da mistura pode ser aumentada fornecendo quer a bombagem de químico quer bombagem-MC 102 com controlo de velocidade rotacional. Se bombagem-MC é fornecida com controlo de velocidade rotacional, de acordo com uma forma de realização o valor configurado para a velocidade rotacional é determinada com base em medição de pressão a jusante da bomba. Juntamente com a operação da válvula de regulação isto assegura quer pressão constante quer um fluxo tão regular quanto possível na zona de mistura. Isto ainda promove distribuição homogénea de químicos na suspensão fibrosa. Por outro lado, se a bombagem de químico é fornecida com controlo de velocidade rotacional, então o objectivo é manter a diferença de pressão constante entre a linha de químico e a linha de pasta, pelo que a penetração de químico do membro de mistura à suspensão fibrosa é tão homogénea quanto possível. Ajustar a velocidade rotacional estabiliza a pressão a um nível onde energia de bombagem é optimizada enquanto a pressão é estabilizada. A válvula de fecho 110 a jusante da bombaMC 102 está ligada a segurança de aparelho e segurança de fábrica, mas nalguns casos pode ser fornecida com actuadores capazes de controlar e pode ser usada para regular por exemplo a pressão no ponto de mistura, se necessário. Combinação de duas válvulas, uma válvula de fecho a montante do misturador e uma válvula de regulação a jusante do 13 misturador melhora segurança operacional. Por exemplo, fluxo de químico na direcção da bomba pode ser impedido independente da situação. A disposição apresentada no de cima é vantajosa em ligação com todos misturadores estáticos e significativamente promove o sucesso de mistura estática e efeitos positivos fornecidos pelo que incluem: energia de mistura estática vem de energia de bombagem. Localizando uma válvula de regulação que controla o fluxo a jusante do membro de mistura química, a perda de pressão requerida pela mistura e a regulação podem ser combinadas e as funções operacionais de um aparelho podem ser adicionadas. - Condições de fluxo regular à volta do membro de mistura são criadas, e

As resistências de fluxo à volta do membro de mistura podem ser concebidas mais livremente e assim garantir um fluxo mais regular de pasta.

Assim, redispondo dispositivos existentes numa nova maneira à volta de mistura estática é possível quer usar energia mais eficientemente, mas, primeiro e em primeiro lugar, para estabilizar as condições de mistura quer simplificar os sistema de fábrica. Adicionalmente, a mistura estática é aqui controlada por meio de um actuador dinâmico, isto é válvula de regulação, pelo que as condições da operação de mistura como um todo podem ser controladas e um bom ponto de operação da mistura estática é obtido dentro de um amplo intervalo de produção. É essencial que a disposição seja fornecida a montante de um vaso de tratamento de suspensão fibrosa, e assim ditos membros formam uma entidade.

As Figs. 2-4 ilustram um misturador estático que pode preferencialmente ser usado em ligação com as formas de realização de acordo com a presente invenção. 0 aparelho de mistura compreende um corpo tubular cilíndrico 12, que 14 define um espaço que actua como um canal de fluxo para a suspensão fibrosa no aparelho de mistura. Tem uma entrada de suspensão 14 e uma saida de suspensão 16 com flanges 18 e 20. 0 eixo longitudinal do corpo tubular é marcado com X. A suspensão flui essencialmente na direcção do eixo X. O aparelho de mistura 10 é fixo em sua flange 18 à tubagem de entrada para suspensão fibrosa de entrada e na sua flange 20 à tubagem de descarga para suspensão fibrosa que sai do misturador (não mostrado). O corpo tubular 12 é fornecido com um membro de alimentação tubular 22 que se estende ao canal de fluxo transversalmente contra o eixo longitudinal X do corpo tubular e também contra a direcção de fluxo F da suspensão. O membro de alimentação tem uma parede cilíndrica 24 com aberturas de passagem 26 para levar uma substância do membro ao canal de fluxo de suspensão. Aberturas 26 num número adequado são fornecidas em quer a direcção circunferencial quer axial da parede de membro de alimentação. As aberturas 26 estão localizadas na direcção circunferencial preferencialmente apenas numa parte pré-determinada da parede. Aberturas 26 são preferencialmente fornecidas apenas nessas partes da parede que estão dirigidas para a superfície interior 30 do corpo tubular e assim para as protuberâncias 28 aí. Aberturas não são preferencialmente fornecidas nas partes da parede que estão localizadas na direcção de fluxo da suspensão, isto é a montante e a jusante. O aparelho compreende protuberâncias 28 que são dispostas na superfície interior/ circunferência interior 30 do corpo tubular na região do membro de alimentação. Assim, as protuberâncias estão localizadas no membro de alimentação para que a altura do canal de fluxo possa ser diminuída. No corpo tubular a área de secção transversal do canal de fluxo permanece essencialmente a mesma a montante e a jusante de ditas protuberâncias 28 na direcção de fluxo 15 da suspensão. Limitando a altura da área de secção transversal de fluxo entre o membro de alimentação tubular e o corpo do aparelho por meio de uma protuberância, o químico é feito para distribuir regularmente na suspensão de fluxo secundário e simultaneamente a velocidade da suspensão de fluxo secundário é aumentada a um nível desejado. Tem sido considerado que a eficiência de mistura é influenciada pela altura do canal entre o ponto de alimentação 22 e o corpo do aparelho, que altura na Figura 2 é marcada com uma letra Η. A altura H do canal depende da diferença de pressão entre a linha de químico e a linha de suspensão e preferencialmente H é k *d, onde k está no intervalo de (0,004 -0,012)/100 [m/ka] e d [ka] é a diferença de pressão entre a linha de alimentação para a substância e o canal de fluxo para a suspensão (dp= p2pl; p2 e pl têm sido ilustrados na Fig. 4e Fig. 2b, respectivamente). Assim, o membro de alimentação divide o canal de fluxo para a suspensão em duas partes que têm uma altura igual, H, ou diferentes alturas. 0 comprimento da protuberância 28 na direcção longitudinal X do corpo tubular é preferencialmente pelo menos o comprimento do diâmetro do membro de alimentação 22. Quando vista na direcção de fluxo da suspensão, a secção transversal da protuberância é tipicamente um segmento de um círculo. Na direcção da circunferência do corpo tubular a protuberância estende-se a uma certa distância, que é determinada para cada caso principalmente pela altura H requerida para o canal de fluxo. A protuberância pode ser uma parte integral da construção do corpo tubular, como ilustrado na Figura 2, ou pode ser uma parte separada que é separadamente fixa na circunferência interior do corpo tubular. No último caso a fixação ser efectuada mesmo depois ou protuberâncias podem até ser substituídas devido a desgaste ou devido a uma mudança de mudar o seu tamanho. 16

Uma característica essencial do misturador é a diminuição da área de secção transversal de fluxo a jusante do ponto de alimentação por meio de um membro de estrangulamento, como uma chapa de estrangulamento. Na Figura 2a a chapa de estrangulamento 32 é posicionada a uma distância, L, de um plano T que passa através do ponto central do membro de alimentação e é perpendicular à direcção de fluxo da suspensão, para estreitar a área de secção transversal de fluxo, e a distância L é um *H, onde a=3-8 e H é a distância mais curta de pelo menos uma protuberância 28 disposta na superfície interior do corpo tubular da superfície exterior 24 da parede cilíndrica do membro de alimentação 22.

Ainda, quando estudar o efeito da diminuição na secção transversal de fluxo na eficiência de mistura tem sido considerado que tem dois factores substanciais relacionados com o ponto de estrangulamento. A diminuição na área de secção transversal é para ser 40...70% e é para ser assimétrica em relação à linha central X do aparelho. Pelo menos 60% da mudança na área de secção transversal é para ser num lado da linha central X. Na forma de realização ilustrada na Figura 2a a saída 34 para a suspensão está localizada principalmente acima da linha central X do aparelho.

Uma câmara de mistura 36 é formada no espaço entre o tubo de membro de alimentação (ponto de alimentação) e o estrangulamento, o comprimento L de que câmara é preferencialmente um * H, onde a está entre 3 e 8 e H é a altura do canal no ponto de alimentação, como descrito no de cima. Nas partes do canal de fluxo em ambos lados do tubo de membro de alimentação, condições favoráveis geram jactos de suspensão. Estrangulamento 32 após o membro de alimentação limita esses jactos gerados em ambos lados do tubo de membro de alimentação, intensificando assim a operação de mistura. Na câmara de mistura 36 as 17 turbulências de fluxo homogeneízam as diferenças de concentração do químico ou correspondente substância. Tornando o estrangulamento assimétrico e intensificando assim a mistura é altamente vantajoso.

Na Figura 2a a altura da protuberância 28 é constante, isto é a distância da sua superfície exterior planar da circunferência interior do corpo tubular não muda na direcção longitudinal da protuberância (na direcção do eixo longitudinal X do corpo tubular). A superfície exterior pode também ser referida como superfície de guia da protuberância, porque guia o fluxo da suspensão e assim assiste a operação de mistura.

Como mencionado no de cima, o membro de estrangulamento 32 pode simplesmente ser uma chapa. Nesse caso tem uma abertura circular 34, mas mais preferencialmente a abertura é elíptica ou uma combinação de uma forma circular e elíptica ou de um rectângulo ou uma combinação de um círculo e um rectângulo com cantos arredondados. A Figura 2b ilustra outra forma de realização. 0 membro de estrangulamento pode também ser uma parte 3 8 do canal de fluxo que tem um comprimento R de 0,02-2,0*D, onde D é o diâmetro do corpo tubular a montante do estrangulamento. Quando o comprimento R do membro de estrangulamento é 0,2-2,0*D, o canal de estrangulamento 38 preferencialmente estende-se na direcção de fluxo F da suspensão (abertura 34a) para que a área de secção transversal do canal de estrangulamento esteja na sua menor na parte 4 0 do membro de estrangulamento que é mais perto da câmara de mistura 36. A Figura 3 ilustra um aparelho de mistura visto da salda para a suspensão. Localizados em primeiro lugar estão uma flange 20 e uma chapa de estrangulamento 32, em que a saída 34 para o fluxo de suspensão é elíptica. Entre o membro de alimentação 22 e a superfície exterior planar da protuberância 28 um canal de fluxo 52 é formado que tem uma 18 altura H. Mais preferencialmente a abertura 34 é elíptica ou uma combinação de uma forma circular e elíptica ou um rectângulo ou uma combinação de um círculo e um rectângulo, onde os cantos são arredondados. A Figura 4 ilustra em vista lateral a secção longitudinal (eixo longitudinal Z) do membro de alimentação 22 como montado transversalmente no corpo tubular 12, através de que a suspensão flui axialmente. 0 eixo longitudinal Z do membro de alimentação está transversalmente contra o eixo longitudinal do corpo tubular 12. Uma extremidade 40 da parede cilíndrica 24 do membro de alimentação 22 é fixa ao corpo tubular 12, enquanto a outra extremidade 42da parede cilíndrica está aberta. A extremidade 40 da parede cilíndrica do membro de alimentação estende-se na direcção axial na forma de uma chapa básica semelhante a flange 44 que é fixa a uma flange 62 que se estende do corpo tubular 12. Uma conduta 46 e uma flange 48 estão ligadas ao corpo tubular 12 na direcção do seu raio, a que flange um tubo de alimentação (não mostrado) para quimico ou outra substância está ligado. A extremidade aberta 42 do membro de alimentação assenta na parte interior de dita conduta 46. Através da abertura 42 da extremidade aberta químico (seta 50) é levado ao interior do membro de alimentação 22, a parede de que membro de alimentação é fornecida com aberturas de passagem 26, via que o químico é levado à suspensão em canal 52.

Dentro da parede cilíndrica 24 do membro de alimentação 22 um membro de fecho 54 é fornecido, onde um eixo 56 ou correspondente está ligado, que por seu turno está ligado a um actuador (não mostrado) para mover o membro de fecho à volta do eixo longitudinal Z do membro de alimentação. De acordo com uma forma de realização, o membro de fecho é formado de uma parede cilíndrica 58 fornecida com pelo menos uma abertura 60. A Figura 4 ilustra duas aberturas 60,que são configuradas para 19 enfrentar aberturas 26 do membro de alimentação para que uma quantidade requerida de químico possa fluir e ser misturado na suspensão. Assim, o membro de fecho é usado para cobrir um número desejado de aberturas 26 para regular a quantidade de químico.

As aberturas 26 no membro de alimentação podem ser buracos ou ranhuras. Tem sido descoberto que para químicos líquidos o diâmetro de um buraco individual é preferencialmente superior a 2,0 mm, mais preferencialmente 3-6 mm. Se o químico é alimentado através de aberturas semelhantes a ranhura em vez de buracos, a largura da ranhura é para ser mais de 2,5 mm, mais preferencialmente 3-6 mm. O comprimento é preferencialmente 20-40 graus na direcção da circunferência da parede cilíndrica do membro de alimentação.

Quando dois actuadores dinâmicos são fornecidos em ligação com um misturador estático, um no fluxo de suspensão fibrosa fluxo (uma válvula de regulação) e um no fluxo de químico (por exemplo o supramencionado membro de fecho 54 para regular as aberturas de alimentação para o químico), o aparelho de mistura pode ser controlado dentro de um intervalo operacional muito amplo. A possibilidade de diluir o químico ainda aumenta o intervalo operacional.

As disposições supraapresentadas são adequadas para todos tipos de misturadores estáticos, mas são vantajosas também com um misturador dinâmico. Isto é porque a válvula de regulação pode também agir como uma válvula de fecho, pelo que custos de investimentos são reduzidos. A presente invenção não está limitada às formas de realização supraapresentadas, mas várias modificações são possíveis dentro do âmbito definido pelas reivindicações. 20

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 1469937 A [0005] • WO 03064018 A [0005] • US 6361025 B [0006] • JP 1314795 A [0013]

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma disposição para alimentar um químico numa suspensão fibrosa numa linha de transferência de suspensão fibrosa, que disposição compreende na direcção de fluxo da suspensão fibrosa uma bomba (102), uma válvula de fecho (110), um aparelho de mistura estática (106) com uma linha de alimentação de químico (104) ligada a isso, e uma válvula de regulação (108), caracterizada por uma linha (120) para adicionar um meio no fluxo de químico estar ligada à linha de alimentação de químico (104) do aparelho de mistura.

2. Uma disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a linha de alimentação de químico compreender um medidor de fluxo (116) que está ligado à linha de meio (120) para iniciar a alimentação de meio quando o fluxo de químico diminui abaixo de um certo valor.

3. Uma disposição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a bomba (102) ser fornecida com controlo de velocidade rotacional.

4. Uma disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por uma medição de pressão ser disposta entre a válvula de fecho (102) e o misturador (106).

5. Um método de alimentar um químico numa suspensão fibrosa numa linha de transferência de suspensão fibrosa, em que a suspensão fibrosa é bombeada (102) e químico de tratamento é adicionado a isso num misturador estático (106), e o fluxo e linha de transferência é controlado por meio de quer a válvula de fecho (110) localizada a montante do misturador quer uma válvula de regulação (108) 2 localizada a jusante do misturador, caracterizado por um meio (120) ser adicionado no fluxo químico quando o fluxo químico tem diminuído abaixo de um valor crítico requerido para manter um fluxo adequado no misturador (106) .

6. Um método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a velocidade rotacional da bomba (102) ser ajustada com base em medição de pressão a jusante da bomba.

7. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 e 6, caracterizado por a consistência da pasta ser 6-16%.

8. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-7, caracterizado por um movimento de mistura ser gerado no fluxo de pasta por meio da válvula de regulação (108).

9. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-8, caracterizado por o químico ser um químico de tratamento de pasta.

10. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-9, caracterizado por o químico ser ácido, alcali, dióxido de cloro, peróxido ou quelato.

11. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5-10, caracterizado por o meio adicionado no quimico ser um liquido, como filtrado de lavagem, ou um gás, como vapor.

12. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, em que um valor configurado para a 3 válvula de regulação (108) é determinado pelo nível de superfície de um vaso (112), como uma coluna barométrica a montante da bomba, ou uma medição de fluxo a jusante da bomba.