BRPI0901064A2 - Silica amorphous rice husk manufacturing process in power generation and raw material supply - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE FABRICAçãO DE SìLICA AMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAçãO DE ENERGIA E NA PROVISãO DE MATéRIA PRIMA. A presente invenção refere-se a "PROCESSO DE FABRICAçãO DE SìLICA AMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAçãO DE ENERGIA E NA PROVISãO DE MATERIA PRIMA", composto por uma sequência de operações que permitem a fabricação de sílica amorfa, queimando-se cascas de arroz, tanto para geração da energia térmica necessária ao processo, quanto para utilizar-se das cinzas resultantes como matéria prima do mesmo processo.PROCESS OF MANUFACTURING SILICA AMORPHAUS WITH RICE BARK IN ENERGY GENERATION AND PROVISION OF RAW MATERIAL. The present invention relates to the "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA MORPHIA WITH USE OF RICE SHELL IN ENERGY GENERATION AND PROVISION OF RAW MATERIAL", consisting of a sequence of operations that allow the manufacture of amorphous silica by burning bark. rice, both to generate the thermal energy required for the process and to use the resulting ash as raw material of the same process.
Description
"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM UdODE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NAPROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA"."PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA AMORPHA WITH RICE UDODE IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATTER NAPROVISION".
A presente invenção refere-se a "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", composto por uma seqüência de operaçõesque permitem a fabricação de sílica amorfa, queimando-se cascasde arroz, tanto para geração da energia térmica necessária aoprocesso, quanto para utilizar-se das cinzas resultantes da queimadas cascas de arroz como matéria prima do mesmo processo.The present invention relates to the "PROCESS FOR SILICA MORPHAL SILICA MANUFACTURING IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", consisting of a sequence of operations that allow the manufacture of amorphous silica by burning rice husks for both generation of the thermal energy needed in the process, as well as to use the ash from the burned rice husks as raw material of the same process.
A sílica amorfa além de possuir diversas utilizaçõesindustriais é de grande aplicação nos ramos alimentícios ecosméticos, ramos estes que possuem elevados níveis deexigência quanto à pureza de suas matérias primas.Amorphous silica, besides having several industrial uses, is of great application in eco-food branches, which have high levels of demand for the purity of their raw materials.
O estado da técnica apresenta nesta área processos comqueima incompleta das cascas de arroz, gerando cinzas com negrode fumo. Esta matéria prima resultante é impura e proporcionaráuma sílica também com alto teor de impurezas, sendo, portanto, deaplicação muito limitada no mercado de consumo.The state of the art presents processes in this area with incomplete burning of rice husks, generating ash with smoke black. This resulting raw material is impure and will provide a silica also with a high impurity content and is therefore of very limited application in the consumer market.
Ainda no estado da técnica no tocante da reação químicapara formação da sílica amorfa, existe a geração de grande volumede sal em proporção à sílica, pois esta sílica é oriunda daprecipitação de um silicato, o que não ocorre na invençãoStill in the state of the art regarding the chemical reaction for the formation of amorphous silica, there is the generation of large volume of salt in proportion to the silica, since this silica comes from the precipitation of a silicate, which does not occur in the invention.
"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USODE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NAPROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA"."PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA AMORPHAUS WITH RICE HUSK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL NAPROVISION".
O estado da técnica não apresenta uma solução que produzasílica amorfa, a custo baixo, sílica amorfa com teor de purezaacima de 92% e um teor de umidade abaixo de 2%.The prior art does not provide a solution that produces low cost amorphous silica, amorphous silica with a purity above 92% and a moisture content below 2%.
Para a melhor compreensão da presente invenção, é feita emseguida, uma descrição detalhada da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", fazendo-se referências aos desenhos anexos,sendo:For a better understanding of the present invention, the following is a detailed description of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHAL DISK MANUFACTURING IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", with reference to the accompanying drawings, as follows:
- A figura 1 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior do forno secador rotativo emcorte B-B' da figura 2.Figure 1 shows of the invention "PROCESS FOR SILICA FORMULATION WITH RASK BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the top view of the rotary kiln dryer B-B 'of Figure 2.
- A figura 2 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", o corte A-A' da figura 1.Figure 2 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA MANUFACTURING WITH USE OF RICE ON ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", section A-A 'of figure 1.
- A figura 3 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista lateral direita da figura 1 emtransparência.Figure 3 shows of the invention "PROCESS FOR SILICA AMORPHIA SILICATION WITH ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the right side view of Figure 1 in transparency.
- A figura 4 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", o detalhe da saída do secador rotativo.- Figure 4 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA MANUFACTURING WITH USE OF RASK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the detail of the output of the rotary dryer.
- A figura 5 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior da célula de separação dascinzas(16.1).Figure 5 shows of the invention "PROCESS FOR SILICA AMORPHIA SILICATION WITH ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the top view of the gray separation cell (16.1).
- A figura 6 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior da célula de separação dosfinos de sílica amorfa.Figure 6 shows of the invention "PROCESS FOR SILICA FORMULATION WITH RASK BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the top view of the separation cell of the amorphous silica fines.
- A figura 7 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior da célula do reator(5).- Figure 7 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA DEFABRICATION WITH USE OF RICE HARNESS IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the top view of the reactor cell (5).
- A figura 8 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista principal da célula do reator(5).Figure 8 shows of the invention "PROCESS OF SILICON MORPHALIZATION WITH USE OF RASK IN ENERGY GENERATION AND IN PRIMARY MATERIAL PROVISION", the main view of the reactor cell (5).
-A figura 9 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista principal da fornalha do fluído térmico.Figure 9 shows of the invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORMULATION WITH RICE BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the main view of the thermal fluid furnace.
- A figura 10 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior em corte da célula do fluidotérmico.Figure 10 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA DEFABRICATION WITH USE OF RICE BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY DEMATE PROVISION", the cross-sectional top view of the fluidothermal cell.
- A figura 11 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista principal da célula de granulometria eseparação.Figure 11 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA DEFABRICATION WITH USE OF RICE BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY DEMATE PROVISION", the main view of the granulation cell separation and separation.
- A figura 12 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista superior da célula de granulometria eseparação.Figure 12 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA DEFABRICATION WITH USE OF RICE BARK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY DEMATE PROVISION", the top view of the granulation cell separation and separation.
- A figura 13 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", a vista principal do tanque(42) e formação do gel.Figure 13 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA MANUFACTURING WITH RICE HARNESS IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION", the main view of the tank (42) and gel formation.
-A figura 14 mostra da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA", o diagrama de blocos do processo.Figure 14 shows of the invention "PROCESS OF SILICA AMORPHIA MANUFACTURING WITH USE OF RICE IN ENERGY GENERATION AND IN PRIMARY MATERIAL PROVISION", the block diagram of the process.
Conforme as figuras de 1 a 14 a presente invençãodenominada "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFACOM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA ENA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA", apresenta como produtofinal sílica amorfa (S1O2), sendo os equipamentos utilizados noprocesso descritos a seguir.According to figures 1 to 14, the present invention called "AMORFACOM SILICA MANUFACTURING PROCESS USE OF RICE PEEL IN ENERGY ENERGY PROVISION", presents as product the amorphous silica end (S1O2), being the equipment used in the process described below. .
Os equipamentos estão divididos em grupos funcionais ditoscélulas de produção.The equipment is divided into functional groups of production ditoscells.
As figuras 1 a 3 apresentam a célula de secagem do gel comsua fornalha(16) e secador rotativo(40).Figures 1 to 3 show the gel drying cell with its furnace (16) and rotary dryer (40).
As figuras de 9 e 10 apresentam a célula de aquecimento dofluido térmico(5.2) com seu tanque de expansão(5.2.1), suafornalha(9) e serpentina(35).Figures 9 and 10 show the thermal fluid heating cell (5.2) with its expansion tank (5.2.1), its flange (9) and coil (35).
Neste conjunto de equipamentos vemos o silo(8) quepromove a alimentação de cascas de arroz à fornalha(9) usadapara o aquecimento do fluído térmico(5.2). Também podemos veros silos(11) que promovem alimentação de cascas às fornalhas(16)do secador rotativo(40).In this set of equipment we see the silo (8) which promotes the feeding of rice husks to the furnace (9) used for heating the thermal fluid (5.2). We can also see the silos (11) that promote bark feeding to the furnaces (16) of the rotary dryer (40).
As cascas de arroz lançadas nos silos(11) e no silo(8) sãoconduzidas pelo alimentador tipo parafuso às caixas(39.1). O nívelde cascas de arroz nas caixas(39.1) sobe até que cheguem àsgrelhas(16.2). Neste ponto o fluxo de ar primário bate nas cascasde arroz formando, juntamente com o fluxo de ar secundário, o leitofluidizado.The rice husks thrown into the silos (11) and silo (8) are led by the screw feeder to the boxes (39.1). The level of rice husks in the boxes (39.1) rises until they reach the grids (16.2). At this point the primary air flow hits the rice husks forming, together with the secondary air flow, the leitofluidized.
As figuras 1, 2 e 10 também demonstram que as fornalhas (9)e (16) recebem fluxo de ar primário dos ventiladores(12) pelosdutos(12.1) e fluxo de ar secundário pelos dutos(10.1) dosventiladores(IO).Figures 1, 2 and 10 also demonstrate that the furnaces (9) and (16) receive primary air flow from the fans (12) through the ducts (12.1) and secondary air flow through the ducts (10.1) from the fans (IO).
Na invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA" todas asfornalhas são de concepção modular, composta de grande númerode peças comuns.In the invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORM WITH RICE HUSK IN GENERATION DEENERGY AND PROVISION OF RAW MATERIAL" all the sheets are of modular design, composed of large number of common parts.
Um conceito inovador da invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA" é o fato da queima das cascas de arroz nasfornalhas (9) e (16) ser feita em leito fluidizado. Isto proporcionandoqueima de altíssima qualidade, formando cinzas sem negros defumo, ou seja, produzindo matéria prima limpa para o processo.An innovative concept of the invention "FORMULA SILICON MANUFACTURING PROCESS WITH ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION" is the fact that the rice husks are burned in the sheets (9) and (16) in a fluidized bed. This provides very high quality burning, forming ashes without smokers, that is, producing clean raw material for the process.
Especialmente na figura 2 podemos verificar que oscaixões(17) das fornalhas possuem galerias ou dutos que dirigemos fluxos de ar primário e secundário para formação do leitofluidizado.Especially in figure 2 we can see that the furnace casings (17) have galleries or ducts that direct primary and secondary air flows for the formation of leitofluidized.
O acionamento(18) do secador promove o giro da estruturatubular do forno secador(40). As aletas(40.3) internas do secador,posicionadas em espiral promovem, através do giro do corpo dosecador(40), o avanço do material em direção à saída. Asaletas(40) também promovem aumento do rendimento térmico doforno(40) por proporcionar maior área de traça de calor commaterial que se move dentro do forno.The activation of the dryer (18) promotes the rotation of the tubular structure of the dryer (40). The internal fins (40.3) of the dryer, positioned in spiral, promote, through the rotation of the drying body (40), the advance of the material towards the outlet. The wings (40) also promote increased thermal efficiency of the furnace (40) by providing greater area of heat tracing with material moving within the furnace.
A invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA" também possuia célula de aquecimento do fluido térmico(5.2).The invention "PROCESS OF MANUFACTURING SILICA WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND PROVISION OF RAW MATERIAL" also had a thermal fluid heating cell (5.2).
Nesta célula estão dispostos, conforme as figuras 9 e 10, aserpentina(35) de aquecimento do fluido térmico, a estrutura desustentação da serpentina, a fornalha(9) do fluido térmico, atubulação de saída de gases da fornalha(38) e a rosca(39) dealimentação da fornalha.In this cell, according to figures 9 and 10, there is arranged the thermal fluid heating coil (35), the coil de-boiling structure, the thermal fluid furnace (9), the furnace gas outlet piping (38) and the thread (39) furnace feed.
As figuras 1, 2 e 5 apresentam a célula de separação decinzas, composta pelos ciclones(19), o lavador de gases(20) e oaspirador(21). Este eficiente conjunto de equipamentos promove aseparação das cinzas de casca de arroz advindas das fornalhasacumulando, através da tubulação(19.2), em big-bags(2), no pontode estoque de cinza(46), matéria prima para o processo.Figures 1, 2 and 5 show the gray separation cell, composed of cyclones (19), gas scrubber (20) and vacuum cleaner (21). This efficient set of equipment promotes the separation of the rice husk ash from the furnaces by accumulating through the tubing (19.2) in big bags (2) at the ash stock point (46), raw material for the process.
A invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA", como visto nasfiguras 1, 2, 3 e 4, possui acoplados à saída do secador rotativo(40)tubulações(40.2) que levam os finos em suspensão à célula deseparação de finos de sílica amorfa.The invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORM WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND IN RAW MATERIAL PROVISION", as seen in Figures 1, 2, 3 and 4, is coupled to the outlet of the rotary dryer (40) pipes (40.2) that carry the fines in suspension to the cell separation of amorphous silica fines.
Na célula de separação de finos estão os ciclones(13) e emseguida ao "jet scruber"(14) que pela tubulação(13.1) dirige os finoscoletados ao silo(22) de entrada do moinho(25). O fluxo de ar parao funcionamento desta célula é obtido pelo aspirador(15).In the fines separating cell are the cyclones (13) and then the jet scruber (14) which through the piping (13.1) directs the finoscolete to the mill inlet silo (25). The air flow for the operation of this cell is obtained by the vacuum cleaner (15).
Conforme a figura 7 a talha elétrica(1) é utilizada para elevaros big-bags(2) para carregamento do reator(5), que possuiexternamente uma serpentina(5.3) por onde corre fluidotérmico(5.2). Estes big-bags(2) contém as cinzas(16.1) oriundas daqueima das cascas de arroz.According to figure 7 the electric hoist (1) is used for lifting big bags (2) for loading the reactor (5), which has an external coil (5.3) through which it flows fluidically (5.2). These big bags (2) contain the ashes (16.1) from the rice husk burning.
Na célula do reator a estrutura metálica(3) dá suporte aoreator(5) e à caixa de água(4) em um ponto elevado, facilitando odescarregamento do reator(5).In the reactor cell the metal structure (3) supports the reactor (5) and the water box (4) at an elevated point, facilitating the unloading of the reactor (5).
Dentro da caixa de água(4) está a serpentina(4.3) por ondepassa o fluido térmico(5.2) durante uma etapa do processo a serdescrita posteriormente.Inside the water box (4) is the coil (4.3) through which the thermal fluid (5.2) passes during a process step to be described later.
O reator(5) da invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DESÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NAGERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA"também apresenta acionamento de um agitador(6) com discoscawles.The reactor (5) of the invention "DEVELOPING DESORTIC MANUFACTURING PROCESS WITH RICE ENERGY NAGERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION" also features drive of an agitator (6) with disccawles.
A célula de moagem e separação é disposta conforme asfiguras 11 e 12 da invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DESÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NAGERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA".No silo(22) se alimenta a sílica amorfa em torrões. O moinhocontínuo(25), dado acionamento(24), desagrega e pulveriza ostorrões de sílica amorfa.The milling and sorting cell is arranged according to figures 11 and 12 of the invention "DEVELOPING DESORTIC MANUFACTURING PROCESS WITH ENERGY RICE ENERGY AND IN PROVISION OF RAW MATERIAL" .Silo (22) feeds amorphous silica into clods . The continuous mill (25), given drive (24), disaggregates and sprays amorphous silica drips.
Também fazem parte desta célula os equipamentoscontroladores de granulometria e de separação dos grãos.Also part of this cell are the grain size control and grain separation equipment.
Pode-se verificar na célula de moagem a presença datubulação de aspiração(32) da saída do moinho(25), o aero-separador(30), o filtro de mangas(27), a tubulação de retorno(33)ao moinho, o aspirador(29), a chaminé(31) e a rosca dealimentação do moinho(34).In the milling cell the suction duct (32) of the mill outlet (25), the air separator (30), the bag filter (27), the return pipe (33) to the mill can be checked, the vacuum cleaner (29), the chimney (31) and the mill feed screw (34).
Já a balança(26) controla o peso do produto final sendoensacado.The balance (26) controls the weight of the final product being weighed.
A invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA", descreve umaseqüência de operações conforme abaixo.The invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORM WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND IN RAW MATERIAL PROVISION" describes a sequence of operations as follows.
Cascas de arroz, ricas em sílica, são armazenadas no ponto"E" de entrada do processo. Carregam-se com cascas de arroz ossilos(8) e (11) de alimentação das fornalhas (16) e (9).Silica-rich rice hulls are stored at the process entry point "E". They are loaded with bone-feeding rice husks (8) and (11) from furnaces (16) and (9).
A fornalha(16) possui grelha(16.2), sob a qual é soprado arprimário vindo do ventilador(12), formando uma suspensão decascas de arroz em combustão. O fluxo cruzado do ar secundárioamplia a agitação melhorando ainda mais a queima. O fluxo do arsecundário é originado pelo soprador(10) e dirigidos à câmara decombustão pelos bicos(10.2). Assim se forma o leito fluidizado quepermite combustão completa das cascas de arroz, produzindomatéria prima livre de negros de fumo.The furnace 16 has a grate 16.2 under which is blown primer from the fan 12 forming a suspension of burning rice husks. Cross-flow of secondary air increases agitation further enhancing burning. The arsecondary flow is originated by the blower (10) and directed to the combustion chamber by the nozzles (10.2). This forms the fluidized bed that allows complete combustion of rice husks, producing raw material free of carbon black.
Pelo efeito do aspirador(21) os gases e cinzas(16.1) sãoaspirados pela tubulação(38) em direção à célula de separação dascinzas, ou seja, em direção aos ciclones(19) e em seguida aolavador de gases(20). Os ciclones(19) separam as cinzas(16.1) aserem utilizadas como matéria prima do processo, liberando-a pelalinha(19.1) e o lavador de gases(20) proporciona gases efluenteslimpos de forma a não se agredir o meio ambiente.By the effect of the vacuum cleaner (21) the gases and ashes (16.1) are drawn by the pipe (38) towards the gray separation cell, ie towards the cyclones (19) and then the gas scrubber (20). Cyclones (19) separate the ashes (16.1) from being used as the raw material of the process, releasing it by the foil (19.1) and the gas scrubber (20) provides clean effluent gases so as not to harm the environment.
Os gases limpos saem pela linha(20.1), sugados peloaspirador(21), se dirigindo para atmosfera.As cinzas(16.1) são armazenadas em big-bags(2) e entãolevadas ao reator(5).The clean gases exit through line (20.1), sucked in by the vacuum cleaner (21), heading into the atmosphere. The ashes (16.1) are stored in big bags (2) and then taken to the reactor (5).
Na invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA" o reator(5) écarregado com cinza(16.1), água e hidróxido de sódio.In the invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORM WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND PROVISION OF RAW MATERIAL" the reactor (5) is charged with ash (16.1), water and sodium hydroxide.
O hidróxido de sódio(NaOH) aqui utilizado nada mais é doque soda cáustica em escamas.Sodium hydroxide (NaOH) used herein is nothing more than scaled caustic soda.
Lembramos que a mistura de hidróxido de sódio e água gerauma reação exotérmica o que auxilia em muito a reação.Remember that the mixture of sodium hydroxide and water generates an exothermic reaction which greatly assists the reaction.
Para que este objetivo seja alcançado o carregamento dabatelada no reator(5) se dá segundo a seqüência abaixo descrita.In order to achieve this goal the dabatelated loading in the reactor (5) takes place according to the sequence described below.
Primeiramente se coloca a soda cáustica(NaOH) em escamasque ficará no fundo do reator.First put the caustic soda (NaOH) in scales that will be at the bottom of the reactor.
Em seguida se adiciona uma camada de cinza e por fim aágua aquecida vinda da caixa de água(4) pelo duto(4.4).Then a layer of ash is added and finally the heated water coming from the water tank (4) through the duct (4.4).
O tempo que é necessário para que a água penetre pelacamada de cinza para chegar ao hidróxido de sódio e iniciar areação é mais que suficiente para se fechar o reator(5) e seaproveitar o benefício da reação exotérmica, economizandoenergia e diminuindo tempo do processo.The time it takes for the water to penetrate the ash layer to reach sodium hydroxide and start sanding is more than enough to close the reactor (5) and enjoy the benefit of the exothermic reaction, saving energy and decreasing process time.
O reator é pressurizado entre 4,5 a 5,5 kgf/cm2 e aquecidopelo fluido térmico(5.2), ao mesmo tempo em que é acionado oagitador(6) de cawles para mistura e fracionamento das cinzas quepossui ainda muitas partículas com o formato da casca de arroz.The reactor is pressurized to between 4.5 and 5.5 kgf / cm2 and heated by the thermal fluid (5.2), while the ash stirrer (6) is activated for mixing and fractioning the ash, which still has many particle-shaped particles. rice husk.
Visando aquecer a solução o fluido térmico(5.2) é aquecidopela fornalha(9) e serpentina(35), sendo bombeado pela linha(35.1)para serpentina externa(5.3) do reator(5) e retornando àserpentina(35) pela linha(35.2).O aquecimento do reator(5) é obtido de três maneiras.In order to heat the solution the thermal fluid (5.2) is heated by the furnace (9) and coil (35), being pumped from line (35.1) to external coil (5.3) of reactor (5) and returning to coil (35) by line (35.2). ) .The reactor heating (5) is obtained in three ways.
Pelo fluído térmico previamente aquecido na serpentina(35)sobre a fornalha(9). Esta forma de aquecimento do reator(5) é apassagem do fluido térmico(5.2) aquecido pela fornalha(9) eserpentina(35), sendo bombeado pela linha(35.1) para serpentinaexterna(5.3) do reator(5) e retornando à serpentina(35) pelalinha(35.2).By the preheated thermal fluid in the coil (35) on the furnace (9). This form of heating of the reactor (5) is the passage of the thermal fluid (5.2) heated by the furnace (9) and the serpentine (35), being pumped by the line (35.1) to the external coil (5.3) of the reactor (5) and returning to the coil ( 35) pelalinha (35.2).
Pela reação exotérmica do hidróxido de sódio com água.By the exothermic reaction of sodium hydroxide with water.
Pela água que entra para compor a reação que é previamenteaquecida.By the water that comes in to compose the reaction that is previously heated.
O aquecimento da água se dá tanto pela circulação forçadadesta água pela serpentina interna(5.4) do reator na fase derefrigeração da batelada anterior quanto pela passagem do fluidotérmico(5.2) pela serpentina(4.3) durante a fase de resfriamento doreator(5).The heating of the water occurs both by the forced circulation of this water through the reactor internal coil (5.4) in the previous batch cooling phase and by the passage of the fluidothermal (5.2) through the coil (4.3) during the reactor cooling phase (5).
O fluido térmico(5.2) não pode ter seu fluxo interrompidosubitamente, pois carbonizaria dentro da serpentina(35), devidohaver ainda muito calor no módulo de aquecimento. Portanto naetapa de resfriamento do reator(5) este fluido é bombeado para aserpentina(4.3) da caixa de água(4) acumulando mais calor naágua que servirá como componente da próxima batelada doreator(5).The thermal fluid (5.2) cannot have its flow suddenly stopped as it would carbonize inside the coil (35) due to too much heat in the heating module. Therefore at the reactor cooling stage (5) this fluid is pumped into the water box (4) aserpentine (4) accumulating more heat in the water which will serve as a component of the next batch of reactor (5).
A invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA" proporcionadesta forma a temperatura de reação no reator(5) entre 140 a150°C com pressão de 4,5 a 5 kgf/cm2.The invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND IN RAW MATERIAL PROVISION" provides the reaction temperature in the reactor (5) between 140 to 150 ° C with pressure of 4.5 to 5 kgf / cm2.
Dadas as condições de temperatura e pressão o materialresultante é uma solução composta pelos íons Si02"1, S1O2"2, Na+1 eOH-1.Given the temperature and pressure conditions the resulting material is a solution composed of Si02 "1, S1O2" 2, Na + 1 and OH-1 ions.
Neste ponto do processo esta solução é despressurizada eresfriada através da circulação da água da caixa(4).At this point in the process this solution is depressurized and cooled through the water circulation in the box (4).
A água da caixa(4) é circulada na serpentina(5.4) interna aoreator(5) seguindo pela linha(4.1) e retornando aquecida pelalinha(4.2), sendo usada para acelerar a refrigeração após a reação.The water from the box (4) is circulated in the internal coil (5.4) and the reactor (5) following the line (4.1) and returning heated by the small line (4.2), being used to accelerate the cooling after the reaction.
Esta carga térmica ganha pela água será aproveitada paraacelerar o processo na fase de reação pois, é esta mesma águaque circulou pela serpentina(5.4) que servirá de componente dasolução da batelada seguinte.This thermal load gained by water will be used to accelerate the process in the reaction phase because it is the same water that circulated through the coil (5.4) that will serve as a component of the next batch solution.
Lembramos que o fluido térmico(5.2) não pode ter seu fluxointerrompido subitamente, pois carbonizaria dentro daserpentina(35), devido haver ainda muito calor no módulo deaquecimento. Portanto na etapa de resfriamento do reator(5) estefluido é bombeado para a serpentina(4.3) da caixa de água(4)acumulando mais calor na água que servirá à próxima batelada doreator(5).We remind you that the thermal fluid (5.2) cannot have its flow suddenly interrupted, because it would carbonize inside the serpentine (35), because there is still too much heat in the heating module. Therefore in the cooling step of the reactor (5) this fluid is pumped to the coil (4.3) of the water box (4) accumulating more heat in the water that will serve the next batch of the reactor (5).
Esta composição proporciona à invenção "PROCESSO DEFABRICAÇÃO DE SÍLICA AMORFA COM USO DE CASCA DEARROZ NA GERAÇÃO DE ENERGIA E NA PROVISÃO DEMATÉRIA PRIMA" um excelente rendimento térmico na célula doreator.This composition provides the invention with the "PROCESS OF SILICA AMORPHIA DEFABRICATION WITH USE OF RASK IN ENERGY GENERATION AND PRIMARY MATERIAL PROVISION" excellent thermal performance in the doreator cell.
A etapa seguinte se caracteriza pelo bombeamento dasolução composta pelos íons SÍO2"1, SÍO22, Na+1 e OH1 para ostanques(41) de armazenamento intermediário.The next step is characterized by the pumping of the solution composed of the SiO2 "1, SiO22, Na + 1 and OH1 ions to the intermediate storage tanks (41).
Destes tanques esta solução, através de abertura deregistros, desce por gravidade para o tanque(42) de formação dogel.From these tanks this solution, through opening of records, descends by gravity to the dogel formation tank (42).
Com o uso dos gotejadores(43) se adiciona ácido sulfúrico(H2SO4) à solução composta pelos íons S1O2"1, SÍO2"2, Na+1 e OH"1,o que gera a formação de um gel rico em sílica (S1O2) e com umteor de sal (Na2SC>4).Using the drippers (43) sulfuric acid (H2SO4) is added to the solution composed of ions S1O2 "1, SiO2" 2, Na + 1 and OH "1, which generates the formation of a silica rich gel (S1O2). and with a salt ester (Na2SC> 4).
É importante frisar que esta sílica (S1O2) provém de formaçãode íons mediante elevação de temperatura e pressão no reator(5).Usando-se deste artifício a quantidade de base, no caso hidróxidode sódio (NaOH)1 para transformar a sílica em íons foiconsideravelmente pequena.It is important to note that this silica (S1O2) comes from ion formation by raising the temperature and pressure in the reactor (5). Using this device the amount of base, in the case of sodium hydroxide (NaOH) 1, to transform the silica into considerably ions. little.
No estado da técnica a quantidade de base (NaOH) utilizadaé por demais elevada, pois antes necessita transformar a sílica(S1O2) em silicato de sódio (Na2Si03) para se tornar solúvel emágua. Este silicato de sódio vai formar um teor de sal elevadíssimoapós adicionar-se ácido, seguindo a reação:In the state of the art, the amount of base (NaOH) used is too high, as it must first transform silica (S1O2) into sodium silicate (Na2Si03) to become water soluble. This sodium silicate will form a very high salt content after adding acid following the reaction:
Na2Si03 + 2H2O + H2SO4 S1O2 + Na2S04 + 3H2ONa2Si03 + 2H2O + H2SO4 S1O2 + Na2SO4 + 3H2O
Fazendo-se o balanço estequiométrico e calculando-se ospesos moleculares se verifica que para uma unidade de massa desílica gerada se forma três unidades de massa de sal, ou seja, 75%do material obtido.Calculating the stoichiometric balance and calculating the molecular weights shows that for one unit of generated silica mass three units of salt mass are formed, ie 75% of the material obtained.
Já na invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA", vemos que ageração de sal é de 5% da massa de gel de sílica obtido.Already in the invention "PROCESS OF MANUFACTURING SILICA WITH RICE PEEL USE IN DEENERGY GENERATION AND PROVISION OF RAW MATERIAL", we see that salt ageration is 5% of the mass of silica gel obtained.
É o processo descrito acima que proporciona a possibilidadede obtenção de sílica amorfa de alta qualidade.It is the process described above that provides the possibility of obtaining high quality amorphous silica.
O gel formado é bombeado para os tanques(41) dearmazenamento intermediário.The formed gel is pumped into the intermediate storage tanks (41).
O gel necessita ser secado e para tal é deixado descer porgravidade ao silo(44.1) da extrusora de parafuso(44).The gel needs to be dried and is then dropped by gravity to the silo (44.1) of the screw extruder (44).
O parafuso(44.2) da extrusora(44) possui passo que diminui àmedida que avança para sua saída, gerando uma compressão dogel que servirá para eliminação do excesso de água, onde estaágua arrasta o sal que está junto com a sílica.The screw (44.2) of the extruder (44) has a pitch that decreases as it goes out, generating a dogel compression that will eliminate excess water, where this water drags the salt that is with the silica.
Na parte inferior do segmento final da extrusora há uma sériede furos(44.3) por onde se coleta o excesso de água.At the bottom of the final segment of the extruder there is a series of holes (44.3) through which excess water is collected.
Assim o gel é extrudado pelos orifícios(44.4) à entrada doforno rotativo(40).Thus the gel is extruded through the holes (44.4) into the rotary oven inlet (40).
O material é secado gerando sílica amorfa (S1O2) na saída dosecador(40). Este produto sairá do secador(40) na forma de finos ena forma de torrões.The material is dried generating amorphous silica (S1O2) at the drying outlet (40). This product will come out of the dryer (40) in the form of fines and clods.
Os finos de sílica amorfa são sugados pela linha(40.2) para acélula de separação de finos, como visto nas figuras 4 e 6. Nestacélula estão os ciclones(13) que redirecionam, através dosdutos(13.1), para silo(22) do moinho(25) os finos coletados dedentro do forno rotativo(40).The amorphous silica fines are sucked into the fines separating cell line (40.2) as seen in Figures 4 and 6. In this cell are the cyclones (13) which redirect through the ducts (13.1) to mill silo (22) (25) the fines collected from the rotary kiln (40).
O ar que passa pelos ciclones(13) é então lavado pelo "jetscruber"(14) evitando danos ambientais. O fluxo deste circuito éobtido pelo aspirador(15).Air passing through the cyclones (13) is then flushed through the jetscruber (14) avoiding environmental damage. The flow of this circuit is obtained by the vacuum cleaner (15).
A sílica capturada pelo "jet scruber"(14) por possuir altaumidade é direcionada pelo duto(14.1) para o silo(44.1) daextrusora(44) para reaproveitamento.The silica captured by the jet scruber (14) for having high humidity is directed by the duct (14.1) to the silo (44.1) of the extruder (44) for reuse.
Na invenção "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE SÍLICAAMORFA COM USO DE CASCA DE ARROZ NA GERAÇÃO DEENERGIA E NA PROVISÃO DE MATÉRIA PRIMA" os torrões desílica amorfa que saem do secador(40) são coletados pelasaída(40.1) e direcionados ao parafuso(34).In the invention "PROCESS FOR MANUFACTURING SILICA FORM WITH RICE HUSK IN DEENERGY GENERATION AND IN PROVISION OF RAW MATERIAL" the amorphous desilic clods leaving the dryer (40) are collected by the outlet (40.1) and directed to the screw (34).
O transportador de parafuso(34) é articulado de forma a, nocaso de necessidade, escoar o fluxo do secador rotativo(40) parabig-bags(2) posicionados na área(45).Esta composição foi desenvolvida, pois não se pode parar ogiro de um forno ou secador rotativo enquanto este não esfriecompletamente. Caso isto fosse feito o equipamento sofreriagrandes danos por empenamento ou até mesmo derretimento decomponentes.The screw conveyor (34) is hinged so as to, if necessary, flow the flow of the rotary dryer (40) to the parabig-bags (2) positioned in the area (45). This composition has been developed as the ogiro cannot be stopped. of a rotary oven or dryer as long as it does not cool completely. If this were done the equipment would suffer major damage by warping or even melting components.
Caso haja algum problema em algum componente da célulade moagem, detém-se tanto a alimentação de cascas de arroz paraqueima quanto a alimentação de gel dentro do secador(40) e,enquanto não se esgota o material em fluxo dentro do secador, oparafuso(34) é deslocado para se derramar os torrões em big-bags(2) na área(45). Cessado o fluxo de material em torrõespermanece-se com secador girando até que resfrie completamente.If there is a problem with any component of the milling cell, both the parchment rice husk feed and the gel feed inside the dryer (40) are stopped and, as long as the flowing material inside the dryer does not run out, the screw (34) ) is moved to pour the clods into big bags (2) in area (45). Ceased the flow of lump material remains with a spinning dryer until it cools completely.
Os torrões são moídos e sugados pela linha(32) em direçãoao aero-separador(30) centrífugo que faz uma seleçãogranulométrica. O material ainda com granulometria alta retornapela linha(33) ao moinho(25) e o material com granulometria dentrodo especificado é sugado para o filtro de mangas(27). O efeito desucção é obtido pelo aspirador(29) que descarrega pelachaminé(31).The clods are ground and sucked by the line (32) towards the centrifugal aero-separator (30) which makes a granular selection. Material still with high particle size returns to line (33) to the mill (25) and material with specified particle size is sucked into the bag filter (27). The desuction effect is obtained by the vacuum cleaner (29) which discharges the flue (31).
Na base do filtro de mangas(27) é ensacado o produto final epesado pela balança(26) para envio ao estoque de produtoacabado.At the bottom of the bag filter (27) the final product is bagged and weighed by the scale (26) for delivery to the finished product stock.
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Cited By (1)
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| CN102992335A (en) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 天津大学 | Industrial production device and method for producing nanometer SiO2 rice hull ash |
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2009
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102992335A (en) * | 2012-11-30 | 2013-03-27 | 天津大学 | Industrial production device and method for producing nanometer SiO2 rice hull ash |
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| BRPI0901064B1 (en) | 2019-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] |
Free format text: REFERENTE A 6A ANUIDADE |
|
| B08G | Application fees: restoration [chapter 8.7 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: PIRELLI TYRE S.P.A. (IT) |
|
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/08/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/08/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
|
| B16C | Correction of notification of the grant [chapter 16.3 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/08/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) REFERENTE A RPI 2536 DE 13/08/2019,QUANTO AO ITEM (72) NOME DOS INVENTORES. |