BRPI0706941A2 - aparelho e método para alimentar um ou mais produtos quìmicos em uma corrente de processamento de um processo de fabricação de papel - Google Patents

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Abstract

APARELHO E MéTODO PARA ALIMENTAR UM OU MAIS PRODUTOS QUìMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UM PROCESSO DE FABRICAçAO DE PAPEL Trata-se de um aparelho para alimentar um ou mais produtos químicos em uma corrente de processamento de um processo de fabricaçào de papel, assim como um método de utilização do aparelho para alimentar um ou mais produtos químicos em uma corrente de processamento.

Description

APARELHO E MÉTODO PARA ALIMENTAR UM OU MAISPRODUTOS QUÍMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UMPROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta descrição refere-se a um método e a umaparelho para a alimentação de produtos químicos em umacorrente de processamento de um processo de fabricação depapel.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Vários tipos e quantidades de produtos químicos sãoadicionados a um processo de fabricação de papel.Particularmente, os produtos químicos são adicionados em umacorrente de processamento de um processo de fabricação depapel. A alimentação ideal destes produtos químicos é umaquestão de qualidade e de custo, uma vez que a alimentaçãoideal dos produtos químicos em uma corrente de processamentoresulta no que segue: a) melhor operabilidade da máquina depapel; b) a quantidade do produto final é mais predisível euniforme; c) menos rupturas da rede e paralisação da máquinade papel; d) uma redução na quantidade do produto químico queprecisa ser alimentado em uma máquina de fabricação de papel;e) menor consumo de água doce; e f) menos energia énecessária para aquecer a água doce.
A alimentação ideal do produto químico em umacorrente de processamento ocorre quando há uma misturaçãorápida do produto químico na corrente de processamento, napresença de condições localmente estequiométricas, um usominimizado da água no arranjo de alimentação, e tempos deresidência/contato ideais dos produtos químicos. Maisespecificamente, condições localmente estequiométricassignifica a obtenção de uma relação ideal do produto químicona corrente de processamento para que o produto químicoreaja, e tempo de residência ideal dos produtos químicossignifica que os produtos químicos devem ser alimentados nacorrente de processamento de modo que todos os produtosquímicos que foram alimentados no sistema tenham temposuficiente para fazer efeito mas não demasiadamente longopara manter o efeito desejado.
Muitos métodos e aparelhos da técnica anterior paraa alimentação de produtos químicos em uma corrente deprocessamento de um processo de fabricação de papel nãoresultam na alimentação ideal dos produtos químicos nacorrente de processamento de um processo de fabricação depapel. Portanto, existe uma necessidade quanto a um aparelhoe um método que possa alimentar idealmente o produto químicoem uma corrente de processamento na indústria de fabricaçãode papel.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
A presente invenção apresenta um aparelho paraalimentar um ou mais produtos químicos em uma corrente deprocessamento de um processo de fabricação de papel, o qualcompreende: um primeiro conduto que tem uma ou mais entradase saídas; um segundo conduto que tem uma ou mais entradas esaídas, em que o dito primeiro conduto é fixado ao ditosegundo conduto e atravessa o dito segundo conduto; umacâmara de misturação que tem uma ou mais entradas e saídas,em que o dito segundo conduto é fixado à dita câmara demisturação e em que as ditas saídas do dito primeiro condutoe as ditas saídas do dito segundo conduto ficam emcomunicação com a dita câmara de misturação; e opcionalmenteum adaptador que fica em comunicação com ditas as saída dadita câmara de misturação e é fixado à dita câmara demisturação.
A presente invenção também apresenta um método paraalimentar um ou mais produtos químicos em uma corrente deprocessamento de um processo de fabricação de papel, o qualcompreende: a provisão de um ou mais aparelhos de misturaçãoque compreendem um primeiro conduto que tem uma ou maisentradas e saídas; um segundo conduto que tem uma ou maisentradas e saídas, em que o dito primeiro é fixado ao ditosegundo conduto e atravessa o dito segundo conduto; umacâmara de misturação que tem uma ou mais entradas e saídas,em que o dito segundo conduto é fixado à dita câmara demisturação e em que as ditas saídas do dito primeiro condutoe as ditas saídas do dito segundo conduto ficam emcomunicação com a dita câmara de misturação; a montagem de umadaptador sobre uma abertura em uma tubulação de materialfino do dito processo de fabricação de papel, em que oadaptador fica em comunicação com as ditas saídas da ditacâmara de misturação e é fixado à dita câmara de misturação;a operação do dito processo de fabricação de papel de modoque a dita corrente de processamento flui através da ditatubulação de material fino; a introdução dos ditos produtos eum líquido de alimentação na dita câmara de misturaçãoatravés da introdução dos ditos produtos químicos o dolíquido de alimentação nas ditas entradas do dito primeiroconduto e do dito segundo conduto; a misturação dos ditosprodutos químicos e do dito líquido de alimentação na ditacâmara de misturação para formar uma mistura dos ditosprodutos químicos e do dito líquido de alimentação; e atransferência da dita mistura para a dita corrente deprocessamento e a dita de linha material fino através do ditoadaptador.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista lateral em elevação doaparelho de misturação de acordo com uma realização dapresente invenção.
A Figura 2 é uma vista em seção transversal doaparelho de misturação da figura 1.A Figura 3 é uma vista lateral em elevação doprimeiro conduto do aparelho de misturação da figura 1.
A Figura 4 é uma vista lateral em elevação doadaptador do aparelho de misturação da figura 1.
A Figura 5 é uma vista lateral explodida emelevação do primeiro conduto, do segundo conduto, da câmarade misturação e do adaptador de uma realização da presenteinvenção.
A Figura 6 representa uma ilustração esquemática deum método de alimentação de produtos químicos em uma correntede processamento no acordo com a uma realização da presenteinvenção.
A Figura 7 representa uma ilustração esquemáticade um aparelho da presente invenção.
A Figura 8 ilustra um desenho esquemático de umsistema da aproximação de caixa de entrada/tubulação dematerial fino.
A Figura 9 é uma vista lateral em elevação de umaparelho de acordo com uma realização da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
"Processo de fabricação de papel" significa ummétodo de fabricação de produtos de papel a partir da polpaque compreende a formação de uma pasta de fabricação de papelcelulósica aquosa, a drenagem da pasta para formar uma folha,e a secagem da folha. As etapas de formação da pasta defabricação de papel, drenagem e secagem podem ser executadasde qualquer maneira convencional geralmente de conhecimentodos elementos versados na técnica.
"Tubulação de material fino" significa umencanamento entre uma caixa da máquina e a caixa de entradade uma máquina de papel.
O aparelho da presente invenção é essencialmente umreator onde as reações químicas podem: a) acontecer paraativar os produtos químicos adicionados ao aparelho demaneira expedita sob condições controladas, então ou b) osprodutos químicos podem ser impedidos de misturar uns com osoutros ou com outras espécies mediante a seleção de tempos demisturação apropriados versus a cinética química e níveis decisalhamento. Por exemplo, a velocidade da reação dosprodutos químicos que estão sendo adicionados à corrente deprocessamento pode ser desacelerada ou até mesmo ser impedidaao assegurar uma cinética química muito mais lenta do que ostempos de residência dentro do dispositivo.
Conforme indicado acima, o aparelho da presenteinvenção inclui quatro componentes principais: um primeiroconduto (1); um segundo conduto (4); uma câmara de misturação(7) ; e opcionalmente um adaptador (8) . As dimensões e asgeometrias de cada elemento do aparelho dependem daquantidade de produto químico que precisa ser adicionada aoprocesso de fabricação de papel, e também de outros fatores,tal como a construção da tubulação de material fino (9). 0aparelho da presente invenção pode ser feito de qualquer material apropriado para a manipulação de vários tipos deprodutos químicos de fabricação de papel, por exemplo, açofn inoxidável.
0 primeiro conduto (1) tem uma ou mais entradas (2)e saídas (3). De preferência, o conduto tem uma parteprincipal (10) e uma parte (11) que tem um formato cônico.
0 segundo conduto (4) tem uma ou mais entradas (5)e saídas (6). 0 segundo conduto (4) é fixado à parteprincipal do primeiro conduto (10) por qualquer meio defixação que deve ser apreciado por um elemento versado natécnica, por exemplo, a parte principal (10) do primeiroconduto e o segundo conduto (4) podem ter uma ou maisaberturas de modo que um parafuso possa fixar um conduto aooutro.A câmara de misturação (7) tem uma ou mais entradas(17) e saídas (18) que ficam em comunicação com as saídas doprimeiro conduto (1) e do segundo conduto (4). A câmara demisturação (7) é fixada ao segundo conduto (4). A câmara demisturação (7) pode ser fixada ao segundo conduto (4) porqualquer meio de fixação que deve ser apreciado por umelemento versado na técnica, por exemplo, o segundo conduto(4) e a câmara de misturação (7) podem ter uma ou maisaberturas de modo que um parafuso possa fixar o segundoconduto à câmara de misturação, ou a superfície exterior dacâmara de misturação (7) pode era fundida à superfícieexterior do segundo conduto (4).
O adaptador (8) é fixado à câmara de misturação (7)e fica em comunicação com a saída da câmara de misturação(7). O adaptador (8) pode ser fixado à câmara de misturação(7) por qualquer meio de fixação que deve ser apreciado porum elemento versado na técnica, por exemplo, uma parte dacâmara de misturação (7) pode ser inserida no adaptador (8).
Em uma outra realização, as entradas (5) do ditosegundo conduto (4) são perpendiculares às ditas saídas dodito segundo conduto (4).
Em uma outra realização, o primeiro conduto (1)atravessa o dito segundo conduto (4) perpendicular àsentradas (5) do dito segundo conduto (4).
Em uma outra realização, o primeiro conduto (1) temuma parte principal (10) que não atravessa o dito segundoconduto (4) e uma parte que atravessa o dito segundo conduto(4), em que a parte (11) que atravessa o dito segundo conduto(4) tem um formato cônico, e em que o ponto do dito primeiroconduto (1) fica em comunicação com a dita câmara demisturação (7).
Conforme indicado acima, a presente invençãoapresenta um método de alimentação de um ou mais produtosquímicos em uma corrente de processamento. Em uma realização
(12) o adaptador (8) , sozinho ou como uma parte do aparelhopara alimentar, é montado sobre uma abertura (16) natubulação de material fino (9) e o adaptador (8) é fixado àtubulação de material fino (9) por qualquer meio que deve serapreciado por um elemento versado na técnica. O aparelho dealimentação da presente invenção, se isto já não foi feito, éconectado com o adaptador. Vários métodos para a introduçãode produtos químicos e a alimentação de líquido no aparelhopodem ser empregados, por exemplo, através de um encanamentoou uma tubulação que fica em comunicação com o aparelho.Depois que esta configuração é estabelecida, um ou maisprodutos químicos e um líquido de alimentação sãointroduzidos no aparelho (12), misturados na câmara demisturação (7) , e alimentados na tubulação de material fino(9).
Em uma outra realização, a co-alimentação deprodutos químicos diferentes em uma corrente de processamento(13) pode ser conseguida pelas seguintes etapas: introduçãode diversos produtos químicos diferentes no aparelho (12) ,formação de uma mistura de produtos químicos diferentes, etransferência da mistura para uma corrente de processamento(13); ou mediante o alinhamento de uma série de aparelhos(12) e a transferência dos produtos químicos. Os produtosquímicos podem ser adicionados ao sistema em qualquer ordemprescrita por um elemento versado na técnica. Por exemplo, osprodutos químicos podem ser adicionados seqüencial,simultaneamente ou na ordem previamente programada.
Em uma outra realização, tal como ilustrado nafigura 8, um ou mais aparelhos (12) para a alimentação deprodutos químicos em uma corrente de processamento sãoposicionados perto de uma caixa de entrada (14) do ditoprocesso de fabricação de papel. Esta orientação reduz apossibilidade de desativação dos produtos químicosadicionados à corrente de processamento e retardamentosdesnecessários, o que reduz desse modo a quantidade deprodutos químicos necessários, e propicia um melhor controlede ambos os produtos químicos adicionados à corrente deprocessamento e das propriedades finais do produto final.
Em uma outra realização, a misturação é umamisturação por estágios - a misturação dos produtos químicosantes de sua introdução na corrente de processamento. Amisturação por estágios dura por um período de tempo que écompatível com a velocidade desejada da reação dos produtosquímicos alimentados no aparelho de misturação. Em ainda umarealização adicional, a misturação por estágios dura deaproximadamente 5 microssegundos a aproximadamente 5 00milissegundos.
Em uma outra realização, a atividade dos ditosprodutos químicos é controlada ao ajustar a vazão dos ditosprodutos químicos e do dito líquido de alimentação, que sãointroduzidos no dito aparelho. Uma ou mais bombas que ficamem comunicação com o dito aparelhos podem ajustar a vazão dosprodutos químicos e do líquido de alimentação que estão sendointroduzidos no aparelho da presente invenção. A misturaçãoem estágios pode ser conseguida na câmara de misturação aocontrolar as vazões do produto químico e do líquido dealimentação na câmara de misturação.
Em uma outra realização, a atividade dos ditosprodutos químicos, antes de sua introdução na dita correntede processamento, é controlada ao ajustar a vazão dos ditosprodutos químicos e do dito líquido de alimentação, que sãointroduzidos na dita câmara de misturação.
Em uma outra realização, os produtos químicos sãoselecionados do grupo que consiste em: biocidas, agentes dereforço, agentes clareadores, corantes, cargas, agentes decolagem, auxiliares de retenção, auxiliares de drenagem,floculantes, auxiliares de lavagem, supressores de espuma,agentes de dispersão, nanopartícuias, micropartícuias,agentes fixadores, coagulantes, e uma combinação destes.
Vários programas de tratamento químico que empregam um oumais produtos químicos podem ser desenvolvidos por umelemento versado na técnica e ser empregados pelo aparelho(12) da invenção reivindicada.
Em uma outra realização, o líquido de alimentação éselecionado do grupo que consiste em: água doce; materialfiltrado transparente; água limpa; material fino; e umacombinação destes.
Em uma outra realização, os produtos químicos sãodiluídos com um líquido de diluição antes de sua introduçãono dito primeiro conduto (1) ou no dito segundo conduto (4).Em ainda uma realização adicional, o líquido de diluiçãocontém água.
Em uma outra realização, a corrente deprocessamento (13) contém uma pasta de um processo defabricação de papel.
Em uma outra realização, a corrente deprocessamento (13) contém um material fino de um processo defabricação de papel.
Com referência às figuras 6 e 7, em uma realização,os produtos químicos (19) são introduzidos na entrada (2) deum primeiro conduto (1). Subseqüentemente, os produtosquímicos fluem através do conduto e para fora através dasditas saídas (3) do primeiro conduto (1) e para as entradas(17) da câmara de misturação (7). Um líquido de alimentação(15) também é introduzido em um segundo conduto (4). Olíquido no segundo conduto (4) é girado ou turbilhonado emtorno do primeiro conduto (1) e deixa as saídas (6) dosegundo conduto e para a câmara de misturação (7) através dasentradas (17) da câmara de misturação (7). Os dois fluidos doprimeiro conduto (1) e do segundo conduto (4) se misturam nacâmara de misturação (7) e então a mistura flui através dasaída (18) da câmara de misturação (7), que por sua vez fluiatravés do adaptador (8) que é montado em uma abertura (16)na corrente de processamento (13), e este líquido fluisubseqüentemente para a corrente de processamento (13).

Claims (24)

1. APARELHO PARA ALIMENTAR UM OU MAIS PRODUTOSQUÍMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UM PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE PAPEL, caracterizado pelo fato de compreender:a. um primeiro conduto que tem uma ou mais entradase saídas;b. um segundo conduto que tem uma ou mais entradase saídas, em que o dito primeiro conduto é fixado ao ditosegundo conduto e atravessa o dito segundo conduto;c. uma câmara de misturação que tem uma ou maisentradas e saídas, em que o dito segundo conduto é fixado àdita câmara de misturação e em que as ditas saídas do ditoprimeiro conduto e as ditas saídas do dito segundo condutoficam em comunicação com a dita câmara de misturação; ed. um adaptador que fica em comunicação com asditas saídas da dita câmara de misturação e é fixado à ditacâmara de misturação.
2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que asa ditas entradas do ditosegundo conduto são perpendiculares às ditas saídas do ditosegundo conduto.
3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito primeiro conduto temuma parte principal que não atravessa o dito segundo condutoe uma parte que atravessa o dito segundo conduto, em que aparte que atravessa o dito segundo conduto tem um formatocônico, e em que o ponto do dito primeiro conduto fica emcomunicação com a dita câmara de misturação.
4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito primeiro conduto éfixado ao dito segundo conduto por um meio de fixação.
5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito segundo conduto éfixado à dita câmara de misturação por um meio de fixação.
6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a dita câmara de misturação éfixada ao dito adaptador por um meio de fixação.
7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito primeiro condutoatravessa o dito segundo conduto, perpendicular às entradasdo dito segundo conduto.
8. APARELHO PARA ALIMENTAR UM OU MAIS PRODUTOSQUÍMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UM PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE PAPEL, caracterizado pelo fato de compreender:a. um dispositivo para alimentar um ou mais ditosprodutos químicos em uma corrente de processamento.
9. MÉTODO PARA ALIMENTAR UM OU MAIS PRODUTOSQUÍMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UM PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE PAPEL, caracterizado pelo fato de compreender:a. a provisão de um ou mais aparelhos de misturaçãoque compreendem um primeiro conduto que tem uma ou maisentradas e saídas; um segundo conduto que tem uma ou maisentradas e saídas, em que o dito primeiro conduto é fixado aodito segundo conduto e atravessa o dito segundo conduto; umacâmara de misturação que tem uma ou mais entradas e saídas,em que o dito segundo conduto é fixado à dita câmara demisturação e em que as ditas saídas do dito primeiro condutoe as ditas saídas do dito segundo conduto ficam emcomunicação com a dita câmara de misturação; e um adaptadorque fica em comunicação com as ditas saída da dita câmara demisturação e é fixado à dita câmara de misturação;b. a montagem do dito adaptador sobre uma aberturaem uma tubulação de material fino do dito processo defabricação de papel, em que o dito adaptador fica emcomunicação com as ditas saída da dita câmara de misturação eé fixado à dita câmara de misturação;c. a operação do dito processo de fabricação depapel de modo que a dita corrente de processamento fluiatravés da dita tubulação de material fino;d. a introdução dos ditos produtos químicos e umlíquido de alimentação na dita câmara de misturação mediantea introdução dos ditos produtos químicos ou do líquido dealimentando nas ditas entradas do dito primeiro conduto e dodito segundo conduto;e. a misturação dos ditos produtos químicos e dodito líquido de alimentação na dita câmara de misturação paraformar uma mistura do dito produto químico e do dito líquidode alimentação; ef. a transferência da dita mistura na dita correntede processamento da dita tubulação de material fino atravésdo dito adaptador que fica em comunicação com a dita correntede processamento.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os ditos produtos químicos sãodiluído com um líquido de diluição antes de sua introdução nodito primeiro conduto ou no dito segundo conduto.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os ditos produtos químicos e odito líquido de alimentação são introduzidos seqüencial,simultaneamente ou em uma ordem previamente programada.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o dito líquido de diluição éde preferência água doce.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o dito líquido de alimentaçãoé selecionado do grupo que consiste em: água doce; materialfiltrado transparente; água limpa; e material fino; ou umacombinação destes.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a dita corrente deprocessamento contém um material fino de um processo defabricação de papel.
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os ditos produtos químicos sãoselecionados do grupo que consiste em: biocidas, agentes dereforço, agentes clareadores, corantes, cargas, agentes decolagem, auxiliares de retenção, auxiliares de drenagem,floculantes, auxiliares de lavagem, supressores de espuma,agentes de dispersão, nanopartículas, micropartículas,agentes fixadores, coagulantes, e uma combinação destes.
16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a dita misturação é umamisturação por estágios.
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que a dita misturação por estágiosdura de aproximadamente 5 microssegundos a aproximadamente 500 milissegundos.
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a dita corrente deprocessamento contém uma pasta de um processo de fabricaçãode papel.
19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os ditos aparelhos demisturação são posicionados próximos de uma caixa de entradado dito processo de fabricação de papel.
20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os ditos aparelhos sãoalinhados em série antes de um caixa de entrada do ditoprocesso de fabricação de papel.
21. MÉTODO PARA ALIMENTAR UM OU MAIS PRODUTOSQUÍMICOS EM UMA CORRENTE DE PROCESSAMENTO DE UM PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE PAPEL, caracterizado pelo fato de compreender:a. a adição dos ditos produtos químicos a um meiopara alimentar a dita corrente de processamento em umacorrente de processamento.
22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a atividade dos ditos produtosquímicos é controlada ao ajustar a vazão dos ditos produtosquímicos e do dito líquido de alimentação, que sãointroduzidos na dita câmara de misturação.
23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente aprovisão de uma ou mais bombas que ficam em comunicação comos ditos aparelhos e as ditas bombas controlam a vazão dosditos produtos químicos e do dito líquido diluído.
24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a atividade dos ditos produtosquímicos, antes de sua introdução na dita corrente deprocessamento, é controlada ao ajustar a vazão dos ditosprodutos químicos e do dito líquido de alimentação, que sãointroduzidos na dita câmara de misturação.
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