BRPI0902045A2 - método para tratar lama de cal, uso de um composto de cálcio, e, instalação de tratamento de lama de cal - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA TRATAR LAMA DE CAL, USO DE UM COMPOSTO DE CáLCIO, E, INSTALAçãO DE TRATAMENTO DE LAMA DE CAL. Um método para tratar lama de cal, no qual a lama de cal é transportada para um fomo tubular de cal (1), onde gás combustível é usado como combustível, cujo gás combustível é formado por um gaseificador de leito fluidizado de circulação (2). Um composto de cálcio é usado como material de leito no gaseificador (2). Em adição, a invenção refere-se ao uso de um composto de cálcio em uma instalação de tratamento de lama de cal, bem como a uma instalação de tratamento de lama de cal.
Description
"MÉTODO PARA TRATAR LAMA DE CAL, USO DE UM COMPOSTODE CÁLCIO, E, INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE LAMA DE CAL"
Campo da invenção
A invenção refere-se a um método para tratar lama de cal. Emadição, a invenção relaciona-se ao uso de compostos de cálcio como materialde leito para um gaseificador de leito fluidizado de circulação de umainstalação de tratamento de lama de cal, bem como a uma instalação detratamento de lama de cal.
Fundamentos da invenção
Lama de cal é carbonato de cálcio (CaCOs) em uma formasólida. Lama de cal é formada no processo de manufatura de polpa namanufatura de licor branco e é separada do licor branco por filtração. Umforno tubular de cal, por sua vez, é um forno, onde lama de cal é queimadapara oxido de cálcio, i.e. para cálcio queimado (CaO) e dióxido de carbono(CO2), após o qual o cálcio pode ser reutilizado em caustificação.
Tipicamente um forno tubular de cal é um fornohorizontalmente rotativo, ligeiramente inclinado. O forno tubular estáinternamente revestido por tijolos. O propósito do revestimento interno édiminuir as perdas de calor do forno tubular, bem como proteger o fornotubular contra agentes químicos corrosivos. Os fornos tubulares em uso são de53 a 122 m de comprimento e 2 a 4 m de diâmetro. Correspondentemente, acapacidade varia entre 45 e 4001 de CaO por dia.
Um forno tubular de cal convencional pode ser dividido emquatro zonas diferentes: a extremidade de alimentação de lama compreendeuma zona de secagem, onde a água contida na lama de cal é evaporada. Aseguir está a zona de aquecimento, onde lama de cal aquece para atemperatura de reação. Após a qual está a zona de reação, onde o carbonato decálcio se dissolve em oxido de cálcio e dióxido de carbono. A última é a zonade esfriamento, onde o cálcio é esfriado antes de ser removido do fornotubular.
O forno tubular compreende um queimador, e pela temperaturae pelo tamanho de sua chama é possível afetar, inter alia, a capacidade deprodução do forno tubular e a qualidade do cálcio. Óleo ou gás é geralmenteusado como combustível nos queimadores. Em algumas modalidades, umgaseificador de leito fluidizado de circulação, i.e. um gaseificador CFB éusado para gaseificar casca de árvore ou outra biomassa. O gás produtoformado neste substitui o gás natural ou óleo usado como combustível nosfornos tubulares de cal.
Em soluções conhecidas, dolomita ou areia é usada comomaterial de leito em gaseificadores. Este material de leito é moído e flutuaparcialmente por todo o percurso para o forno tubular de cal, causando, assim,por sua parte, incrustação de lama de cal e/ou do produto final. Similarmente,uma parte da cinza do combustível termina dentro do forno tubular de cal.
Devido ao fato de o poder calorífico do gás produto serpequeno, uma quantidade grande de gás é necessária para produzir a energianecessária.
Breve sumário da invenção
Agora uma solução tem sido inventada, pela qual a pureza doproduto final de um forno tubular de cal, i.e. cálcio queimado pode sermelhorada quando gás produto gaseificado de biomassa ou outro combustívelé usado como combustível.
Para alcançar este objetivo, o método de acordo com ainvenção é primariamente caracterizado no que será apresentado nareivindicação 1 independente. O uso de um composto de cálcio de acordocom a invenção, por sua vez, é primariamente caracterizado no que seráapresentado na reivindicação 6 independente. A instalação de tratamento delama de cal de acordo com a invenção é, por sua vez, primariamentecaracterizada no que será apresentado na reivindicação 8 independente. Asoutras reivindicações dependentes apresentarão algumas modalidadespreferidas da invenção.
A idéia básica da invenção é usar um composto de cálcio, talcomo carbonato de cálcio (CaCOs), oxido de cálcio (CaO), hidróxido decálcio (Ca(OH)2) e/ou lama de cal como material de leito para umgaseificador de leito fluidizado de circulação. Lama de cal é tomada dacirculação de agentes químicos de uma fábrica de polpa após caustificaçãoantes do forno tubular de cal. O material moído do material de leito é oxido decálcio, i.e. corresponde ao cálcio queimado (CaO), em cujo caso o material deleito transportado para o forno tubular de cal não causa incrustação doproduto final e assim a capacidade do forno tubular de cal pode seraumentada, se necessário.
Em uma modalidade vantajosa a lama de cal é transportadapara o forno tubular de cal, onde gás combustível é usado como combustível.Gás combustível é formado por um gaseificador de leito fluidizado decirculação, onde um composto de cálcio é utilizado como material de leito.
Em uma modalidade o gás combustível é formado nogaseificador a partir de materiais bio-baseados ou outro materiais.Combustíveis bio-baseados incluem, e.g. casca de árvore, cavacos de madeira,serragem, palha, resíduo diferente de corte de árvores, e outro resíduoorgânico, etc. Outros combustíveis adequados para gaseificação incluem, porexemplo, turfa e papel usado.
Em uma modalidade pelo menos uma parte da lama de cal éalimentada ao gaseificador. Assim, a lama de cal é calcinada parcial ouinteiramente e é transportada com gás produto para o forno tubular de cal.Assim, incrustação de cálcio queimado (CaO) é diminuída e a capacidade doforno tubular de cal pode ser aumentada pela calcinação de parte da lama decal já no gaseificador.
As modalidades diferentes da invenção podem ser usadas emvárias configurações e em diferentes ambientes.Descrição dos desenhos
A seguir, a invenção será descrita com mais detalhe comreferência aos desenhos essenciais, nos quais:
Fig. 1 mostra uma instalação de tratamento de lama de cal deacordo com a invenção.
Fig. 2 mostra outra modalidade de uma instalação detratamento de lama de cal.
Com o objetivo de clareza, os desenhos mostram apenas osdetalhes necessários para entender a invenção. As estruturas e os detalhes quenão são necessários para entender a invenção mas são óbvios para qualquerpessoa experiente na técnica têm sido omitidos nas figuras com o propósito deenfatizar as características da invenção.
Descrição detalhada da invenção
Figura 1 mostra apenas aquelas partes de uma instalação detratamento de lama de cal que são necessárias para descrever a invenção. Estaincluem um forno tubular de cal 1 e uma unidade gaseificadora 2. A unidadegaseificadora 2 é um gaseificador de leito fluidizado de circulação, i.e. umgaseificador CFB. O gaseificador 2 compreende uma câmara de processo 3,onde ar, combustível a ser gaseificado e material de leito são transportadospor estruturas de transporte adequadas. Na câmara de processo 3 ocombustível é gaseificado em gás produto. A unidade gaseificadora 2 emadição compreende uma unidade de separação 4, tal como um ciclone, onde éplanejada a separação de material de leito e cinza do gás produto. O materialde leito separado é circulado no exemplo de volta para a câmara de processo3. Cinza, por sua vez, é removida da parte inferior do gaseificador. Gásproduto é transportado do gaseificador 2 para o forno tubular de cal 1. Naprática, material de leito e resíduo de combustão também são transportadospara o forno tubular de cal 1 com o gás produto.O processo de gaseificação é especialmente adequado paracombustíveis bio-baseados, sólidos, tais como casca de árvore, cavacos demadeira, serragem, palha, resíduo diferente de corte de árvores, e outroresíduo orgânico, etc. Outros combustíveis, tais como turfa e papel usado,também pode ser utilizados na gaseificação.
Composto de cálcio é usado como material de leito. Aalimentação de material de leito para a unidade gaseificadora 2 é de grão finoe pelo menos parte dela é moída ainda mais fina no gaseificador. Material deleito fino pode ser transportado com o gás combustível sendo formado maisadiante no forno tubular de cal 1.
Uma estrutura convencional de um forno tubular de cal 1 játem sido descrita acima. Um forno tubular de cal 1 compreende umqueimador, para o qual o gás produto é transportado do gaseificador. Pelatemperatura e pelo tamanho da chama do queimador é possível afetar, interalia, a capacidade de produção do forno tubular e a qualidade do cálcio. Emadição, ar e lama de cal são transportados para o forno tubular de cal 1. Gasesde combustão e cálcio, por sua vez, saem do forno tubular de cal 1.Tipicamente gases de combustão são direcionados para uma unidade delimpeza (não mostrada), tal como, por exemplo um depurador de gás decombustão.
Pelo uso de um composto de cálcio como material de leito nogaseificador 2, a quantidade de material indesejado acumulando no fornotubular de cal 1 pode ser diminuída. Cálcio queimado é material produzido noforno tubular de cal e o material de leito moído no gaseificador e transportadovia o forno tubular de cal 1 pode ser por conseguinte utilizado no produtofinal.
Na aplicação de figura 2, pelo menos parte da lama de cal éalimentada ao gaseificador 2. A lama de cal alimentada ao gaseificador 2vantajosamente opera como material de leito. Em uma modalidade o materialde leito inteiro é formado de lama de cal. Em outra aplicação apenas umaparte do material de leito é formado de lama de cal e o restante do material deleito é formado de algum outro material adequado, tal como, por exemplo,carbonato de cálcio, oxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio. Na câmara deprocesso 3 do gaseificador 2 a lama de cal é calcinada parcial ou inteiramente.A lama de cal calcinada é transportada com o gás produto para o forno tubularde cal 1. Com esta solução é possível aumentar a capacidade da instalação detratamento de lama de cal.
Em adição, a instalação de tratamento de lama de calvantajosamente compreende uma unidade de secagem 5 para armazenagensde combustível e de intermediário de combustível 6, bem comopreaquecimento de ar de combustão 7.
Pela combinação, em várias maneiras, dos modos e estruturasrevelados em conexão com as modalidades diferentes da invençãoapresentadas acima, é possível produzir várias modalidades da invenção deacordo com o espírito da invenção. Por conseguinte, os exemplos acimaapresentados não precisam ser interpretados como restritivos da invenção,mas as modalidades da invenção podem ser livremente variadas dentro doescopo das características da invenção apresentadas nas reivindicações aqui abaixo.
Claims (11)
1. Método para tratar lama de cal, no qual lama de cal étransportada para um forno tubular de cal, onde gás combustível é usadocomo combustível, cujo gás combustível é formado por um gaseificador deleito fluidizado de circulação,caracterizado pelo fato de que um composto de cálcio é usadocomo material de leito para o gaseificador .
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que como material de leito é usado pelo menos um dos seguintes:carbonato de cálcio (CaC03), oxido de cálcio (CaO), hidróxido de cálcio(Ca(OH)2), lama de cal.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que gás combustível é formado de um material bio-baseado nogaseificador.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que gás combustível é formado nogaseificador a partir de pelo menos um dos seguintes combustíveis: casca deárvore, cavacos de madeira, serragem, palha, resíduo de corte de árvores,turfa, papel usado.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte docomposto de cálcio é alimentada ao gaseificador.
6. Uso de um composto de cálcio, caracterizado pelo fato deser como material de leito para um gaseificador de leito fluidizado decirculação de uma instalação de tratamento de lama de cal.
7. Uso de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que como material de leito é usado pelo menos um dos seguintes:carbonato de cálcio (CaC03), oxido de cálcio (CaO), hidróxido de cálcio(Ca(OH)2), lama de cal.
8. Instalação de tratamento de lama de cal, que compreendepelo menos um forno tubular de cal, e um gaseificador para formar gáscombustível, cujo gaseificador é um gaseificador de leito fluidizado decirculação, caracterizada pelo fato de que o material de leito do gaseificador éum composto de cálcio.
9. Instalação de tratamento de lama de cal de acordo com areivindicação 8, caracterizada pelo fato de que como material de leito é usadopelo menos um dos seguintes: carbonato de cálcio (CaC03), oxido de cálcio(CaO), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), lama de cal.
10. Instalação de tratamento de lama de cal de acordo com areivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que a instalação compreendemeio para alimentar um composto de cálcio ao gaseificador.
11. Instalação de tratamento de lama de cal de acordo comqualquer uma das reivindicações precedentes 8 a 10, caracterizada pelo fatode que a instalação compreende meio para alimentar um combustível bio-baseado ao gaseificador.
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