BRPI0719408A2

BRPI0719408A2 - "método de produção de produto alvejante à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência"

Info

Publication number: BRPI0719408A2
Application number: BRPI0719408-0A
Authority: BR
Inventors: J. Powell Duane; J. Hardman Brent; B. Bebow Robert
Original assignee: Powell Technologies Llc A Michigan Limited Liability Company
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2014-02-11
Also published as: BRPI0719408B1; WO2008082626A1; JP2010514659A; CA2674044C; JP5393478B2; EP2114822A4; EP2114822B1; ES2605019T3; MY153672A; AU2007339251B2; NZ577966A; KR20090097937A; KR101458500B1; EP2114822A1; AU2007339251A1; AU2007339251A2; MX2009007059A; CA2674044A1

Description

“MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTO ALVEJANTE À BASE DE HIPOCLORITO DE SÓDIO COM BAIXO TEOR DE SAL E ALTA POTÊNCIA”

Campo da Invenção

Trata-se a presente invenção de um método de produção de um produto alvejante à base de hipoclorito de sódio, em particular, ao processo e à fábrica para a produção do produto alvejante à base de hipoclorito de sódio.

Fundamentos da Invenção

O produto alvejante (hipoclorito de sódio) é um produto 10 químico utilizado em diversas aplicações. A química base para a produção do produto alvejante é uma questão de conhecimento comum nos campos da química e da engenharia química. O cloro na fase liquida/gasosa é colocado para reagir com uma solução de hidróxido de sódio (soda cáustica), para a produção de uma solução aquosa de hipoclorito. Apesar de a química básica poder ser 15 considerada bastante elementar e essencialmente comum a todos os processos para a produção comercial de produtos alvejantes, os processos específicos que foram descritos na literatura de patentes diferem significativamente.

Cada um dos vários processos conhecidos para a produção comercial de produtos alvejantes pode ser caracterizado como um processo de produção em batelada (produção descontínua) ou como um processo de produção contínua. Cada tipo de processo pode ter suas próprias vantagens específicas.

Um processo de produção contínua devidamente controlada tem mais probabilidade de ser executado com um índice de eficiência 25 de produção maior do que um processo de produção em batelada correspondente e, conseqüentemente, o processo de produção contínua tende a ser mais econômico do que um processo de produção em batelada. No entanto, a forma específica na qual o processo de produção contínua é realizado desempenha um importante papel na natureza e na qualidade do produto alvejante resultante.

As Patentes Norte-Americanas Nos. 4.428.918 e

4.780.303 descrevem processos de produção contínua, respectivamente, para a produção de soluções concentradas à base de hipoclorito de sódio (ou seja, de alta potência). O cloreto de sódio (sal) também é, no entanto, um produto da reação básica, e sua remoção do produto aquoso à base de hipoclorito de sódio pode melhorar o processo de produção contínua e o produto resultante. Nenhum destes processos remove todo o sal do produto resultante.

Ambas patentes reconhecem que certos processos de

produção em batelada podem produzir produtos alvejantes de alta potência, dos quais quantidades significativas de sal são removidas.

Acredita-se que um processo de produção contínua, que seja capaz de produzir, sistematicamente, produtos alvejantes de alta potência 10 com baixas concentrações de cloreto de sódio e clorato de sódio com um leve excesso de soda cáustica residual seria benéfico para a indústria. Um produto que tenha ainda mais potência e concentrações mais baixas de sal e clorato do que aquelas mencionadas nas Patentes Norte-Americanas Nos. 4.428.918 e

4.780.303 seria especialmente benéfico. Os benefícios se referem à utilidade do produto e a fatores econômicos relevantes.

O processo descrito pelos inventores na Patente Norte- Americana No. 7.175.824 depositada em 13 de fevereiro de 2007 inicialmente cria e, em seguida, reabastece continuamente, uma lama de sal na zona de fundo de um tanque de estágio de cristalização. À medida que as soluções frescas de 20 alvejante e soda cáustica entram continuamente na solução no tanque, a lama na zona de fundo é continuamente bombeada.

Uma primeira porção da lama removida forma uma solução da reciclagem que é resfriada durante a passagem através de um trocador de calor, antes de ser alimentada de volta para o tanque. A soda cáustica 25 fresca é arrastada com a solução da reciclagem antes do trocador de calor. O produto alvejante fresco é arrastado com a soda cáustica arrastada e a solução da reciclagem após o trocador de calor.

O tanque de estágio de cristalização mostrado na Patente Norte-Americana No. 7.175.824 inclui uma saia defletora localizada dentro da parede lateral do tanque cilíndrico e forma uma parede cilíndrica, para criar uma zona de calmaria anular entre a saia defletora e a parede lateral do tanque. A zona de calmaria anular é essencialmente isenta de turbulência, principalmente em direção ao topo, onde é criada uma zona superior de licor mãe essencialmente isento de cristais. A saia defletora circunda uma zona central interna na qual a soda cáustica, o produto alvejante fresca e a solução da reciclagem são introduzidas. A zona de calmaria anular e a zona central interna ficam ambas acima e abertas para a zona de fundo.

O licor mãe, que transborda continuamente a uma taxa apropriada a partir do topo da zona de calmaria anular, supersatura a solução, resultando em um sal que precipita continuamente da solução, com os cristais de sal reabastecendo continuamente a lama na zona de fundo.

Sumário da Invenção

A presente invenção, sob um aspecto, refere-se a uma descoberta para simplificar o equipamento e o processo dos pedidos de prioridade de patente.

O produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência 15 produzida pelo processo e instrumento da presente invenção possui uma potência semelhante à do produto alvejante produzida pelos ditos pedidos de prioridade de patente. Esse produto alvejante, quando diluído a uma baixa potência, comparável com os típicos produtos alvejantes comer ciais de uso doméstico, apresenta uma estabilidade maior e, por conseguinte, uma meia-vida maior, 20 quando comparado a tais produtos alvejantes.

O processo de produção contínua da presente invenção é conduzido em um tanque cristalizador sem o transbordo contínuo do licor mãe no topo de uma zona de calmaria. Isso faz com que o tanque não precise de uma saia defletora, o que dividiria a porção do tanque acima da zona de fundo em uma zona central interna cercada por uma zona de calmaria externa.

Os produtos de produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência que podem ser fabricados em conformidade com os princípios da presente invenção são aqueles que compreendem uma solução aquosa com mais de 25% em peso de hipoclorito de sódio e uma proporção, em uma base ponderai 30 percentual, de NaCI (sal) para NaOCI (hipoclorito de sódio), substancialmente inferior a 0,38, com um leve excesso de hidróxido de sódio (soda cáustica). Após a remoção dos sólidos, um produto alvejante contendo de aproximadamente 30% a aproximadamente 35% em peso de hipoclorito de sódio e uma proporção de NaCI (sal) para NaOCI (hipoclorito de sódio) de aproximadamente 0,21 a aproximadamente 0,25 a 30% de potência e de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 0,15% a 35% de potência, com leve excesso de soda cáustica, é um exemplo do dito produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência.

A solução de soda cáustica fresca, o produto alvejante de alta potência, que é essencialmente isento de cristais de sal, e a lama de sal removida da zona de fundo do tanque para formar a solução da reciclagem são continuamente introduzidos no tanque cristalizador. A solução no tanque é 10 clorada por meio da introdução de cloro em estágio gasosa e/ou líquida, molhado ou seco, com ou sem gases inertes. A percentagem de excesso de soda cáustica na solução é controlada de qualquer forma apropriada, por meio do uso de uma medição apropriada, como, por exemplo, medição potencial de oxidação-redução, por meio do uso de um equipamento comercialmente disponível.

Um trocador de calor associado ao tanque cristalizador

remove o calor da solução e da reação da lama que é removida do tanque, para a formação da solução da reciclagem. Por meio do uso de uma alta taxa de reciclagem através do trocador de calor, a queda da temperatura entre a saída da solução da reciclagem a partir do tanque e o retorno da solução da reciclagem 20 para o tanque pode ser mantido pequena, o que consiste em um benefício que ajuda na formação de cristal, enquanto evita obstruções no permutador de calor. O emprego de uma alta taxa de reciclagem para manter essa queda de temperatura pequena é um dos aspectos da presente invenção. Tipicamente, a queda de temperatura varia entre aproximadamente 1°F e aproximadamente 4°F 25 e, de preferência, varia entre aproximadamente 1°F e aproximadamente 2°F.

Para controlar a queda de temperatura dentro de tal intervalo, o trocador de calor possui uma área de superfície de transferência de calor suficiente em relação às taxas de fluxo dos respectivos líquidos que passam através do mesmo e que apresenta baixa restrição aos fluxos. Por meio de 30 controle apropriado de processos químicos no estágio de cristalização, a temperatura desses processos pode ser mantida dentro de um intervalo que permita o uso da água da torre de resfriamento como o líquido de arrefecimento em determinados tipos de trocadores de calor, que é mais um aspecto da presente invenção, evitando-se a necessidade de utilizar água refrigerada, que é mais cara. Os princípios da invenção, no entanto, também contemplam o uso de água resfriada ou refrigerada para outros determinados tipos de trocadores de calor.

Outro aspecto da presente invenção consiste em controlar a diferença de temperatura entre a solução da reciclagem e o líquido de arrefecimento que passa através do trocador de calor. Uma faixa alvo das diferenças de temperatura que evita obstruções no trocador de calor depende do 10 modelo do permutador de calor específico. Para um trocador de calor do tipo placa e quadro, a diferença de temperatura pode variar entre aproximadamente 2o F e aproximadamente 3°F. A diferença de temperatura pode ter uma faixa maior, como, por exemplo, de 5°F a 15°F, para outros trocadores de calor, como, por exemplo, um trocador de calor do tipo casco e tubos.

De preferência, a soda cáustica fresca é adicionada à

solução antes do trocador de calor. De preferência, a soda cáustica é, por si só, resfriada pela passagem através do seu próprio trocador de calor antes de ser adicionada à solução da reciclagem. O produto alvejante de baixa potência é adicionado para arrastar com a soda cáustica arrastada e com a solução da reciclagem, depois que a solução da reciclagem foi resfriada.

Com o processo continuamente em execução, a introdução contínua de cloro e a mistura constituída de solução da reciclagem, soda cáustica e produto alvejante de baixa potência sustentam uma reação contínua no tanque, para a produção do produto alvejante de alta potência. A 25 mistura constituída de solução da reciclagem, soda cáustica e produto alvejante fresca de baixa potência é introduzida na solução já no tanque em um nível acima da zona de fundo, a partir da qual a solução da reciclagem é removida. O cloro também é introduzido acima da zona de fundo e acima do nível em que a mistura líquida é introduzida.

O nível em que a solução enche no tanque é controlado

ou regulado de qualquer forma apropriada, por meio de um instrumento de controle do processo. Nenhuma solução transborda ou é removida do tanque em um nível acima da zona de fundo. A solução que é removida da zona de fundo como uma lama ou torna-se a solução da reciclagem que retornou para o tanque ou é subseqüentemente processada para a obtenção do produto final de produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência. Na ausência de uma zona de 5 calmaria distinta no tanque cristalizador, conforme descrição nos pedidos de prioridade de patente, a solução no tanque é geralmente homogênea, especialmente na zona de fundo.

As condições de controle do processo para o processo da presente invenção podem criar tamanhos de cristais suficientemente grandes 10 para a remoção eficaz de cristais por meio de processos mecânicos. A distribuição resultante de tamanhos de cristal de sal na lama torna-os bem apropriados para a recuperação final como sólidos essencialmente secos, que é mais um aspecto da presente invenção.

A lama removida contendo o produto alvejante de maior potência, a partir da qual um processamento mecânico adicional remove os cristais de sal, é continuamente introduzida em um tanque de pré-espessamento, no qual a lama é mecanicamente agitada, seja por meio de um misturador e/ou por meio de ar sob pressão soprando através do mesmo. Ao mesmo tempo, a lama é bombeada continuamente a partir do tanque de pré-espessamento para um dispositivo de pré-espessamento, como, por exemplo, um hidrociclone que remove mais líquido ou filtrado. Este filtrado proveniente do dispositivo de pré- espessamento é introduzido em um tanque do produto para manter o filtrado como o produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência, enquanto a lama mais completamente espessada proveniente do dispositivo de pré-espessamento é alimentada em uma centrífuga.

A centrífuga remove quase todo o líquido restante, obtendo-se um produto com no mínimo aproximadamente 96% de sal, com o restante de líquido e pequenas quantidades de substâncias químicas residuais que incluem o produto alvejante.

A centrífuga preferida é a centrífuga de dois estágios que

permite ao produto ser lavado com água para a remoção do hipoclorito residual do produto de sal final. O filtrado proveniente do primeiro estágio da centrífuga é retornado para o tanque cristalizador. O transbordo do filtrado do tanque do produto é retornado para o tanque de pré-espessamento.

O produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência produzido pelo processo da presente invenção apresenta uma potência alvejante 5 superior a 25% em peso. A potência específica de um determinado produto alvejante pode ser limitada por motivos de decomposição durante o processo de produção e do tamanho do precipitado de cristais de sal, especialmente quando a potência alvejante se aproxima de seu limite superior, que, na prática, seria de aproximadamente 35%.

Um aspecto genérico da presente invenção refere-se a

um método de produção contínua de um produto alvejante à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência a partir de um produto alvejante à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e essencialmente isento de cristais de cloreto de

sódio (sal).

O dito método compreende as seguintes etapas:

A) em um tanque, manter uma reação continua, que produza uma lama do produto alvejante de alta potência e cristais sólidos de sal, por meio da introdução no tanque de:

1) um produto alvejante aquoso à base de

hipoclorito de sódio de baixa potência que tenha uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e seja essencialmente isento de cristais de sal;

2) solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a

aproximadamente 51%, e;

3) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou

não incluir gases inertes, e;

4) uma solução da reciclagem.

B) remover continuamente a lama do tanque em um nível

inferior ao nível em que o produto alvejante de baixa potência, a solução de

hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque; C) resfriar uma primeira porção da lama removida e utilizar a primeira porção resfriada da lama removida como a solução da reciclagem; e;

D) processar uma segunda porção da lama removida para separar substancialmente todos os cristais de sal do líquido residual, e;

E) recuperar o líquido residual como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência.

Outro aspecto genérico do método compreende as

seguintes etapas:..........................................................

A) introduzir:

i) uma mistura constituída de produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e essencialmente isento de cristais de sal, solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso

dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a aproximadamente 51% e uma solução da reciclagem, e;

ii) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou não incluir gases inertes em um tanque contendo uma parede inferior e uma parede perpendicular que cooperativamente define um interior do tanque, para

manter uma reação contínua que produza uma lama do produto alvejante de alta potência e cristais sólidos de sal no interior do tanque;

B) criar a solução da reciclagem por meio da remoção contínua da lama do interior do tanque, e;

C) criar o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, por meio da remoção contínua da

lama do interior do tanque em um nível verticalmente abaixo dos locais onde a mistura e o cloro são introduzidos no interior do tanque, da separação de substancialmente de todos os cristais de sal e da recuperação do líquido residual como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência.

Outro aspecto genérico consiste em um método de produção simultânea e contínua do produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência e de sal cristalino substancialmente seco a partir da lama que está sendo continuamente removida de um tanque no qual a reação contínua produz a lama como uma suspensão de cristais de sal no produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de alta potência no tanque de:

1) um produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência que tenha uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e seja essencialmente isento de cristais de sal;

aproximadamente 51%;

3) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou não

incluir gases inertes, e;

4) uma solução da reciclagem contendo a lama removida continuamente do tanque em um nível inferior ao nível em que o produto alvejante

de baixa potência, a solução de hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque.

Outro método compreende as seguintes etapas: remover continuamente do tanque, em um nível inferior ao nível em que o produto 20 alvejante de baixa potência, a solução de hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque, a lama que também deverá ser processada para obtenção do produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência e do sal cristalino substancialmente seco, sendo que o processamento adicional compreende as 25 seguintes etapas:

- introduzir continuamente a segunda porção de lama em

um tanque adicional;

- agitar a lama no dito tanque adicional;

- remover continuamente a lama do dito tanque adicional e introduzi-la em um dispositivo de espessamento;

- no dito dispositivo de espessamento, extrair uma porção substancial de líquido da lama como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada;

- remover continuamente a lama substancialmente espessada do dispositivo de espessamento e introduzi-la em uma centrífuga de

dois estágios;

- na dita centrífuga de dois estágios, centrifugar continuamente a lama substancialmente espessada em um primeiro estágio, para a remoção de mais líquido e criar uma lama espessada adicional, lavar a lama espessada adicional e centrifugar a lama espessada adicional lavada em um

segundo estágio, para a remoção de mais líquido e a obtenção do sal cristalino substancialmente seco.

Breve Descrição dos Desenhos

A prática do processo da presente invenção será ilustrada pelas figuras em anexo, sendo que:

A Figura 1 ilustra esquematicamente um exemplo de um

estágio cristalizador para a prática da presente invenção.

A Figura 2 ilustra esquematicamente um exemplo do processamento posterior ao estágio cristalizador.

Descrição do Processo e do Equipamento da Invenção O estágio mostrado na Figura 1 compreende um

cristalizador (10), que compreende um tanque (12) com o qual um trocador de calor (14) é associado, conforme descrição acima. O desenho não mostra um primeiro estágio como aquele descrito na Patente Norte-Americana No. 7.175.824, para a produção do produto alvejante de baixa potência. Deve-se 25 observar que o produto alvejante de baixa potência que é introduzido no tanque (12) poderia ter sido fabricado em outro local por qualquer processo apropriado. O tanque (12) compreende uma parede cilíndrica (12A), uma parede inferior cônica (12B) e uma parede superior (12C).

Este estágio cristalizador tem várias entradas para o tanque (12) e várias saídas do tanque (12). A saída da reciclagem (22) está no ou próximo do ponto baixo central da parede inferior cônica (12B). A saída da lama (24) fica na parede inferior cônica (12B) em um nível acima da saída da reciclagem (22). A localização precisa das duas saídas (22 e 24) geralmente não é determinante, contanto que sejam abertas para uma zona de fundo da solução no tanque (12) onde a lama é coletada. Uma saída pode até mesmo ficar em uma extremidade de um tubo que penetra e se estende para o interior do tanque para 5 além da parede do tanque. As saídas podem ter uma abertura comum para a lama, como, por exemplo, a saída (24) conectar em “T” em um canal (33) que se estende a partir da saída (22), em vez de ficar na parede (12B).

O tanque tem uma entrada de filtrado (26) que permite ao filtrado distribuído através de um canal (75) a partir de uma centrífuga, conforme 10 descrição abaixo, com referência à Figura 2, ser introduzido no tanque (12). Uma saída de escape (28) oferece um escape para quaisquer resíduos de gases de cloro e gases inertes para um lavador de gases de cloro de padrão comercial (não especificamente mostrado).

Duas outras entradas para o tanque (12) são uma entrada de cloro (30) e uma entrada da reciclagem (32). Uma bomba de reciclagem (34) puxa a lama do fundo do tanque através da saída (22) e um canal (33) que leva para o lado de sucção da bomba. A bomba bombeia o líquido através de um canal (35) desde a saída da bomba até o trocador de calor (14). A soda cáustica fresca, de preferência resfriada pela primeira passagem por um trocador de calor (41), é adicionada à solução de reciclagem através de uma entrada de soda cáustica (36) em um canal (35) entre a bomba (34) e o trocador de calor (14). O produto alvejante de baixa potência é adicionado através de uma entrada de produto alvejante (38) a um canal (37) que se estende desde o trocador de calor (14) até a entrada da reciclagem (32). Apesar de o instrumento ilustrado mostrar o tanque contendo uma única entrada através da qual uma mistura constituída de produto alvejante, soda cáustica fresca e solução da reciclagem é introduzida, outras disposições de tubulações podem ser utilizadas para a introdução das várias soluções no tanque (12).

As soluções arrastadas de soda cáustica fresca, o produto alvejante fresco de baixa potência e a lama da reciclagem são introduzidos no interior do tanque (12) através da entrada da reciclagem (32). A localização real em que as soluções arrastadas entram na solução já no tanque é em qualquer local apropriado desde que não atrapalhe significativamente o acúmulo de lama no fundo do tanque (12) e a remoção da lama acumulada substancialmente homogênea da zona de fundo do tanque. O desenho mostra uma localização central preferida acima da zona de fundo, onde as soluções arrastadas que 5 entram através da entrada da reciclagem (32) são transportadas através de um canal que conduz até um funil perpendicular (39), que tem um diâmetro cada vez maior para promover uma boa distribuição das soluções arrastadas, à medida que elas começam a se misturar com a solução já no tanque.

O cloro que passa no tanque (12) através da entrada (30) 10 é transportado através de um canal para um sistema de distribuição (40) disposto de forma a direcionar o cloro até a solução no tanque para clorar a soda cáustica. As aberturas de saída no sistema de distribuição (40) são direcionadas para baixo, para evitar possíveis entupimentos. Elas são dispostas em um nível que permite que a pressão líquida ou gasosa do cloro, dependendo do estado em que 15 o cloro é introduzido, seja a força que move o cloro através das aberturas de saída do sistema de distribuição (40).

Sem a saia defletora que está presente no tanque cristalizador mostrado nos pedidos de prioridade de patente, nenhuma zona de calmaria é criada e, conseqüentemente, nenhuma zona de licor mãe é criada na 20 solução no tanque (12) atrás da saia defletora. Os locais nos quais os reagentes começam a misturar com a lama já no tanque são centralizados e não são obstruídos pela parede lateral do tanque, ao contrário da Patente Norte- Americana No. 7.175.824, na qual a saia defletora apresenta uma obstrução intencional para a parede lateral, para a criação da zona de calmaria.

Como será explicado de forma mais detalhada abaixo, o

produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência resultante do processo de produção contínua da presente invenção é obtido ao puxar a lama do tanque (12) através da saída (24) por meio do bombeamento da mesma através de uma bomba (25), para processamento posterior, de acordo com a Figura 2.

A taxa de calor libertado por processos químicos que

ocorrem no cristalizador (10) é uma função da produtividade total do cristalizador. Conseqüentemente, a taxa de reciclagem e a taxa de líquido de arrefecimento através do trocador de calor são controladas em relação à produtividade total do cristalizador, de modo a manter uma pequena queda na temperatura da solução da reciclagem à medida que ela passa através do trocador de calor e uma diferença de temperatura entre a solução da reciclagem e o líquido de 5 arrefecimento apropriada para um determinado tipo de trocador de calor utilizado, conforme mencionado acima. E é nesse contexto que o processo é considerado um processo com alta taxa de reciclagem.

A Figura 1 também mostra um equipamento de controle do processo sob a forma de pares de sensores redundantes AE dispostos nos 10 respectivos circuitos de fluxo a partir das saídas das bombas (25 e 34) até o lado de sucção da bomba (34). Os sensores monitoram a cloração para assegurar o cumprimento dos limites de controle. As válvulas de serviço (não mostradas) podem desligar o fluxo através do sensor de um par, para permitir sua substituição sem interromper o processo.

A Figura 2 mostra o equipamento adicional que inclui um

tanque de pré-espessamento (44), que é semelhante ao tanque (12), pois possui uma parede lateral, uma parede inferior cônica e uma parede superior. A lama proveniente do tanque (12) é introduzida através de uma entrada de lama (52) e cai em direção de uma zona (50) de lama já no tanque. A lama proveniente da 20 zona (50) é agitada de qualquer maneira apropriada, como, por exemplo, pelo uso de injeção de ar, conforme ilustrado. O ar sob pressão é fornecido através de uma entrada de ar (54) até um sistema de distribuição (56) que é disposto para direcionar o ar para cima, através da lama na zona (50). O ar e quaisquer gases arrastados que saem da lama são ventilados através de uma saída de escape 25 (58) na parede superior conduzindo a um lavador de gases (não especificamente mostrado). Um agitador mecânico pode ser utilizado no lugar ou em conjunto com injeção de ar.

Uma bomba de reciclagem (62) bombeia a lama do fundo ou perto do fundo da zona (50) do tanque (44) através de uma saída de lama (60). A saída específica mostrada está no ponto baixo da parede inferior cônica do tanque. A lama bombeada é transportada para uma entrada (64) de um hidrociclone (66) que opera para separar o líquido da lama, aumentando significativamente a espessura da lama, que é descarregada a partir do hidrociclone (66) através de um canal (67), conduzindo até uma centrífuga (68), que é utilizada para a recuperação do sal cristalizado, por meio de centrifugação da lama espessada.

Uma centrífuga preferida é uma centrífuga de dois

estágios que permite a lavagem do sal entre os estágios de centrifugação durante o processo de recuperação. A lama espessada proveniente do hidrociclone (66) é primeiramente centrifugada em um primeiro estágio da centrífuga (68) para remover uma grande percentagem de líquido e deixar os sólidos contendo 10 pequeno conteúdo de líquido. Os sólidos são então lavados e subseqüentemente centrifugados em um segundo estágio da centrífuga. A água é um exemplo de um líquido que pode ser utilizado para a lavagem. Portanto, a Figura 2 mostra uma entrada de água de lavagem (70) e uma saída de água de lavagem (72). A lavagem de sólidos remove quantidades significativas de resíduos de produtos 15 químicos, como, por exemplo, hipoclorito, a partir do produto final de sal, que é distribuído a partir da centrífuga em uma saída de sólidos (74). O filtrado do primeiro estágio da centrífuga (68) retorna através do canal (75) para o tanque cristalizador (12), conforme ilustração na Figura 1, e o líquido que é separado da lama pelo hidrociclone (66) passa a ser o filtrado que é distribuído através de uma 20 saída (76) desde o hidrociclone até uma entrada (77) de um tanque do produto (78), onde o filtrado é coletado como o produto alvejante com baixo teor de sal e alta potência do processo.

O produto alvejante aquoso é bombeado para fora do tanque (78) por meio do uso de uma bomba (81) e distribuído através de uma saída do produto (82), para utilizar posteriormente no local em outros processos e/ou para transportar para um local interno ou externo, para transporte a granel e/ou preparação para embalagem para embarque.

Qualquer transbordo do produto do tanque (78) é retornado para uma entrada (80) do tanque (44) através de uma saída (79) do tanque (78).

O produto alvejante no tanque (78) irá conter alguma quantidade de clorato de sódio. De certa forma, essa quantidade é uma função da temperatura de reação. Em geral, uma temperatura de reação baixa irá resultar em uma baixa concentração de clorato. Conseqüentemente, certos princípios do processo da presente invenção se aplicam às fábricas que utilizam água refrigerada, e não água de torre de resfriamento, para que a temperatura de 5 reação seja mais baixa. Por outro lado, a alta potência do produto alvejante produto produzido pelo processo da presente invenção permite sua diluição por meio da adição de água e, enquanto necessariamente reduzirá a potência do produto alvejante, também será eficaz na redução da concentração de clorato.

....................................O hidróxido de potássio pode substituir o hidróxido de

sódio para produzir hipoclorito de potássio de forma semelhante. Embora uma modalidade da presente invenção preferida tenha sido ilustrada e descrita, deve- se observar que os princípios da presente invenção são aplicáveis a todas as modalidades que estejam dentro do âmbito das reivindicações em anexo.

Claims

1. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTO ALVEJANTE À BASE DE HIPOCLORITO DE SÓDIO COM BAIXO TEOR DE SAL E ALTA POTÊNCIA, a partir de um produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio, que é essencialmente isento de cristais de cloreto de sódio (sal), sendo que o dito método é caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: A) em um tanque, manter uma reação contínua, que produza uma lama do produto alvejante de alta potência e cristais sólidos de sal, por meio da introdução no tanque de: 1) um produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência que tenha uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e seja essencialmente isento de cristais de sal; 2) solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a aproximadamente 51%, e; 3) cloro na fase líquida e/ou gasosa, que possa ou não incluir gases inertes, e; 4) uma solução da reciclagem. B) remover continuamente a lama do tanque em um nível inferior ao nível em que o produto alvejante de baixa potência, a solução de hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque; C) resfriar uma primeira porção da lama removida e utilizar a primeira porção resfriada da lama removida como a solução da reciclagem; e; D) processar uma segunda porção da lama removida para separar substancialmente todos os cristais de sal do líquido residual, e; E) recuperar o líquido residual como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o resfriamento da primeira porção da lama removida compreender o fluxo da primeira porção da lama através de um trocador de calor.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o trocador de calor operar para transferir o calor da lama removida para o líquido de refrigeração que flui através do trocador de calor com uma diferença de temperatura entre o líquido de refrigeração e a lama controlada a uma faixa que varia entre aproximadamente 5°F e aproximadamente 15°F.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a diferença de temperatura ser controlada a uma faixa que varia entre aproximadamente 2°F e aproximadamente 3°F.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o resfriamento fornecido pelo trocador de calor ser controlado de modo a fazer com que a temperatura da lama perca de aproximadamente 1°F a aproximadamente 4°F, de preferência, de aproximadamente 1°F a aproximadamente 2°F, durante a passagem pelo trocador de calor.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a temperatura da primeira porção da lama removida permitir o uso de água da torre de refrigeração para resfriar a lama, e o trocador de calor operar para transferir o calor da primeira porção da lama removida para a água da torre de refrigeração que flui através do trocador de calor.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o trocador de calor operar para transferir o calor da lama removida para a água refrigerada que flui através do trocador de calor.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender o arraste do produto alvejante de baixa potência, da solução de hidróxido de sódio e da solução da reciclagem antes de serem introduzidos no interior do tanque como uma mistura que começa a misturar com a lama já no tanque, em uma localização da lama geralmente centralizada em relação à parede lateral do tanque e isenta de obstrução em relação à parede lateral do tanque por qualquer parede interveniente espaçada internamente da parede lateral do tanque.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender, antes da etapa de resfriamento da primeira porção da lama removida, a passagem da solução de hidróxido de sódio através de seu próprio trocador de calor, para resfriá-la antes de seu arraste com a primeira porção da lama removida, e o arraste do produto de baixa potência com a solução de hidróxido de sódio arrastada e a primeira porção da lama removida.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as etapas D) e E) compreenderem as seguintes etapas: - introduzir continuamente a segunda porção de lama em um tanque adicional; - agitar a lama no dito tanque adicional; - remover continuamente a lama do dito tanque adicional e introduzi-la em um dispositivo de espessamento; - no dito dispositivo de espessamento, extrair uma porção substancial de líquido da lama como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada; - remover continuamente a lama substancialmente espessada do dispositivo de espessamento e introduzi-la em uma centrífuga de dois estágios; - na dita centrífuga de dois estágios, centrifugar continuamente a lama substancialmente espessada em um primeiro estágio, para a remoção de mais líquido e criar uma lama espessada adicional, lavar a lama espessada adicional e centrifugar a lama espessada adicional lavada em um segundo estágio, para a remoção de mais líquido e obtenção do sal cristalino substancialmente seco.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a etapa de agitação da lama em um tanque adicional compreender a seguinte etapa: - submeter a lama do tanque à injeção de ar.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de as etapas de remover continuamente a lama proveniente do tanque adicional, introduzi-la em um dispositivo de espessamento e extrair uma porção substancial de líquido da lama no dispositivo de espessamento, como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada, compreenderem: - a introdução da lama proveniente do tanque adicional em um hidrociclone e operar o hidrociclone para extrair uma porção substancial de líquido da lama no dispositivo de espessamento como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de também compreender a etapa de introdução do líquido extraído do hidrociclone em um tanque adicional, em um nível superior àquele do líquido previamente extraído já no tanque adicional, e à medida que o líquido extraído é introduzido no tanque adicional, o nível de líquido aumenta a um limite superior, evitando que o nível de líquido aumente, fazendo também com que o líquido extraído flua para o tanque adicional no qual a lama está sendo agitada.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o limite superior ser definido por uma saída de transbordo no tanque adicional e pelo fato de a etapa que evita o aumento do nível de líquido, também devido ao fato de o líquido extraído fluir para o tanque adicional no qual a lama está sendo agitada, compreender a causa pela qual o líquido extraído flui por gravidade para o tanque adicional.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de também incluir a remoção do líquido do tanque adicional a partir da zona de fundo de líquido do tanque adicional e o processamento do líquido removido da zona de fundo de líquido para transporte a granel ou em embalagens.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender a causa pela qual o líquido removido do primeiro estágio da centrífuga retorna para o tanque no qual a reação contínua está produzindo a lama.

17. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTO ALVEJANTE À BASE DE HIPOCLORITO DE SÓDIO COM BAIXO TEOR DE SAL E ALTA POTÊNCIA E DE SAL CRISTALINO SUBSTANCIALMENTE SECO, caracterizado pelo fato de a partir da lama que está sendo continuamente removida de um tanque no qual a reação contínua produz a lama como uma suspensão de cristais de sal no produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de alta potência resultante da introdução contínua no tanque de: 1) um produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência que tenha uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e seja essencialmente isento de cristais de sal; 2) solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a aproximadamente 51%; 3) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou não incluir gases inertes, e; 4) uma solução da reciclagem contendo a lama removida continuamente do tanque em um nível inferior ao nível em que o produto alvejante de baixa potência, a solução de hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque; onde o método compreende as seguintes etapas: - remover continuamente do tanque, em um nível inferior ao nível em que o produto alvejante de baixa potência, a solução de hidróxido de sódio, o cloro e a solução da reciclagem começam a misturar com a lama já no tanque, a lama que também deverá ser processada para obtenção do produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência e do sal cristalino substancialmente seco, sendo que o processamento adicional compreende as seguintes etapas: - introduzir continuamente a lama que também deverá ser processada em um tanque adicional; - agitar a lama no dito tanque adicional; - remover continuamente a lama do dito tanque adicional e introduzi-la em um dispositivo de espessamento; - no dito dispositivo de espessamento, extrair uma porção substancial de líquido da lama como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada; - remover continuamente a lama substancialmente espessada do dispositivo de espessamento e introduzi-la em uma centrífuga de dois estágios; - na dita centrífuga de dois estágios, centrifugar continuamente a lama substancialmente espessada em um primeiro estágio, para a remoção de mais líquido e criar uma lama espessada adicional, lavar a lama espessada adicional e centrifugar a lama espessada adicional lavada em um segundo estágio, para a remoção de mais líquido e a obtenção do sal cristalino substancialmente seco.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a etapa de agitação da lama no tanque adicional também compreender a seguinte etapa: - submeter a lama do tanque à injeção de ar.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de as etapas de remover continuamente a lama proveniente do tanque adicional, introduzi-la em um dispositivo de espessamento e extrair uma porção substancial de líquido da lama no dispositivo de espessamento, como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada, compreenderem: - a introdução da lama proveniente do tanque adicional em um hidrociclone e operar o hidrociclone para extrair uma porção substancial de líquido da lama no dispositivo de espessamento como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, criando, assim, uma lama substancialmente espessada.

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de também compreender a etapa de introdução do líquido extraído do hidrociclone em um tanque adicional, em um nível superior àquele do líquido previamente extraído já no tanque adicional, e à medida que o líquido extraído é introduzido no tanque adicional, o nível de líquido aumenta a um limite superior, evitando que o nível de líquido aumente, fazendo também com que o líquido extraído flua para o tanque adicional no qual a lama está sendo agitada.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o limite superior ser definido por uma saída de transbordo no tanque adicional e pelo fato de a etapa que evita o aumento do nível de líquido, também devido ao fato de o líquido extraído fluir para o tanque adicional no qual a lama está sendo agitada, compreender a causa pela qual o líquido extraído flui por gravidade para o tanque adicional.

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de também incluir a remoção do líquido do tanque adicional a partir da zona de fundo de líquido do tanque adicional e o processamento do líquido removido da zona de fundo de líquido para transporte a granel ou em embalagens.

23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender a causa pela qual o líquido removido do primeiro estágio da centrífuga retorna para o tanque no qual a reação contínua está produzindo a lama.

24. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE PRODUTO ALVEJANTE À BASE DE HIPOCLORITO DE SÓDIO COM BAIXO TEOR DE SAL E ALTA POTÊNCIA a partir de um produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio, que é essencialmente isento de cristais de cloreto de sódio (sal), sendo que o dito método é caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: A) introduzir: i) uma mistura constituída de produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e essencialmente isento de cristais de sal, solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a aproximadamente 51% e uma solução da reciclagem, e; ii) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou não incluir gases inertes em um tanque contendo uma parede inferior e uma parede perpendicular que cooperativamente define um interior do tanque, para manter uma reação contínua que produza uma lama do produto alvejante de alta potência e cristais sólidos de sal no interior do tanque; B) criar a solução da reciclagem por meio da remoção contínua da lama do interior do tanque, e; C) criar o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência, por meio da remoção contínua da lama do interior do tanque em um nível verticalmente abaixo dos locais onde a mistura e o cloro são introduzidos no interior do tanque, da separação de substancialmente de todos os cristais de sal e da recuperação do líquido residual como o produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio com baixo teor de sal e alta potência.

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a etapa de introduzir i) a mistura constituída de produto alvejante aquoso à base de hipoclorito de sódio de baixa potência contendo uma determinada quantidade de hidróxido de sódio e essencialmente isento de cristais de sal, solução aquosa de hidróxido de sódio com uma concentração em peso dentro de uma faixa que varia de aproximadamente 45% a aproximadamente 51% e uma solução da reciclagem, e; ii) cloro na fase líquida e/ou gasosa que possa ou não incluir gases inertes em um tanque contendo uma parede inferior e uma parede perpendicular que cooperativamente define um interior do tanque, para manter uma reação contínua que produza uma lama do produto alvejante de alta potência e cristais sólidos de sal no interior do tanque, compreender a introdução da mistura em um tanque, em um local que geralmente é centralizado, e não obstruído, em relação à parede lateral.

26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a etapa de criar a solução da reciclagem compreender a remoção contínua da lama do interior do tanque em um nível verticalmente abaixo dos locais onde a mistura e o cloro são introduzidos no interior do tanque.

27. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de a etapa de criar a solução da reciclagem compreender o resfriamento da lama em um trocador de calor.

28. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o trocador de calor operar para transferir o calor da lama removida para o líquido de refrigeração que flui através do trocador de calor com uma diferença de temperatura entre o líquido de refrigeração e a lama controlada a uma faixa que varia entre aproximadamente 5°F e aproximadamente 15°F.

29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a diferença de temperatura ser controlada a uma faixa que varia entre aproximadamente 2°F e aproximadamente 3°F.

30. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o resfriamento fornecido pelo trocador de calor ser controlado de modo a fazer com que a temperatura da lama perca de aproximadamente 1°F a aproximadamente 4°F, de preferência, de aproximadamente 1°F a aproximadamente 2°F, durante a passagem pelo trocador de calor.

31. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a etapa de resfriamento da lama em um trocador de calor compreender a transferência de calor da lama para a água da torre de resfriamento que flui através do trocador de calor.

32. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a etapa de resfriamento da lama em um trocador de calor compreender a transferência de calor da lama para a água refrigerada que flui através do trocador de calor.