PT2133402T - Método de tratar lama de cal - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "MÉTODO DE TRATAR LAMA DE CAL"
Campo da invenção A invenção refere-se a um método para tratar lama de cal.
Antecedentes da Invenção A lama de cal é carbonato de cálcio (CaC03) numa forma sólida. A lama de cal é formada no processo de fabrico de pasta de papel no fabrico de licor branco e é separado do licor branco por filtração. Um forno de cal, por sua vez, é um forno, onde a lama de cal é calcinado em óxido de cálcio, i. e. em cal viva (CaO) e dióxido de carbono (C02) , após o que o cálcio pode ser reutilizado em caustificação.
Tipicamente um forno de cal é um forno que roda horizontalmente, ligeiramente inclinado. 0 forno é revestido por tijolos no interior. A finalidade do revestimento é diminuir as perdas de calor do forno, assim como proteger o forno de químicos erosivos. Os fornos em utilização têm 53 a 122 m de comprimento e 2 a 4 m de diâmetro. De modo correspondente, a capacidade varia entre 45 a 400 t de CaO por dia.
Um forno de cal convencional pode ser dividido em quatro zonas diferentes: A extremidade de alimentação de lama de cal compreende uma zona de secagem, onde a água contida na lama de cal é evaporada. A seguir é a zona de aquecimento, onde a lama de cal aquece até à temperatura de reação. Depois disso é a zona de reação, onde o carbonato de cálcio se dissolve em óxido de cálcio e dióxido de carbono. Por último é a zona de arrefecimento, onde o cálcio é arrefecido antes de ser removido do forno. 0 forno compreende um queimador, e pela temperatura e tamanho da sua chama é possível afetar, inter alia, a capacidade de produção do forno e a qualidade do cálcio. Petróleo ou gás é geralmente utilizado como combustível nos queimadores. Em algumas soluções, um gaseificador de leito fluidizado circulante, i. e. um gaseificador CFB é utilizado para gaseificar casca ou outra biomassa. 0 gás de síntese formado neste substitui o gás natural ou petróleo utilizado como combustível no forno de cal.
Em soluções conhecidas, é utilizada dolomite ou areia como material do leito em gaseificadores. Este material do leito é triturado e voa parcialmente todo o caminho até ao forno de cal, consequentemente, pelo seu lado, provocando incrustação da lama de cal e/ou do produto final. De modo semelhante, uma parte da cinza do combustível acaba no forno de cal.
Porque o poder calorífico do gás de síntese é pequeno, é necessária uma grande quantidade de gás para produzir a potência necessária. 0 documento FR 2594140 AI descreve um processo onde calcário calcinado (CaO) é utilizado como um constituinte do material do leito no gaseificador. 0 documento E. Kiiskila: "Biomass gasification in an Ahlstrõm Pyroflow gasifier replaces oil in lime kilns", SIMPÓSIO VTT SÉRIE 75, 1987, páginas 76-89, descreve a utilização de biomassa como matéria-prima para o gaseificador.
Breve resumo da invenção
Foi agora inventada uma solução, pela qual a pureza do produto final de um forno de cal, i. e., cal viva pode ser melhorada quando gás de síntese gaseificado a partir de biomassa ou outro combustível é utilizado como combustível.
Para alcançar este objetivo o método de acordo com a invenção é principalmente caracterizado no que será apresentado na reivindicação 1 independente. As outras reivindicações dependentes apresentarão algumas formas de realização preferidas da invenção. A ideia básica da invenção é utilizar lama de cal como material do leito para um gaseificador de leito fluidizado circulante. A lama de cal é recolhida da circulação de químicos de uma fábrica de pasta de papel após caustificação antes do forno de cal. 0 material triturado do material do leito é óxido de cálcio, i. e., corresponde a cal viva (CaO) , caso em que o material do leito transportado para o forno de cal não provoca incrustação do produto final e consequentemente a capacidade do forno de cal pode ser aumentada, se necessário. A lama de cal é transportada para o forno de cal, onde gás combustível é utilizado como combustível. 0 gás combustível é formado por um gaseificador de leito fluidizado circulante, onde uma parte da lama de cal é utilizada como material do leito.
Numa forma de realização é formado gás combustível no gaseificador a partir de biomassa ou outros materiais.
Combustíveis à base de biomassa incluem, e. g., casca, aparas de madeira, serradura, palha, diferentes resíduos de abate de árvores e outros resíduos orgânicos, etc. Outros combustíveis adequados para gaseificação incluem, por exemplo, turfa e resíduos de papel.
Uma parte da lama de cal é introduzida no gaseificador. Assim, a lama de cal é calcinada parcial ou totalmente e é transportada com gás de síntese para o forno de cal. Consequentemente, a incrustação de cal viva (CaO) diminui e a capacidade do forno de cal pode ser aumentada calcinando uma parte da lama de cal já no gaseificador.
As diferentes formas de realização da invenção podem ser utilizadas como diferentes configurações e em diferentes ambientes.
Descrição dos desenhos
Em seguida, a invenção será descrita em maior pormenor com referência aos desenhos de princípio em anexo, nos quais A Fig. 1 mostra uma instalação de tratamento de lama de cal não de acordo com a invenção. A Fig. 2 mostra uma instalação de tratamento de lama de cal de acordo com a invenção.
No interesse da clareza, os desenhos apenas mostram os pormenores necessários para compreender a invenção. As estruturas e pormenores que não são necessários para compreender a invenção mas são óbvios para qualquer especialista na técnica foram omitidos nas figuras de modo a enfatizar as caracteristicas da invenção.
Descrição pormenorizada da invenção A Figura 1 mostra apenas aquelas partes de uma instalação de tratamento de lama de cal que são necessárias para compreender a invenção. Estas incluem um forno 1 de cal e uma unidade 2 de gaseificação. A unidade 2 de gaseificação é um gaseificador de leito fluidizado circulante, i. e., um gaseificador CFB. 0 gaseificador 2 compreende uma câmara 3 de processo, onde ar, combustível a ser gaseificado e material do leito são transportados por estruturas de alimentação adequadas. Na câmara 3 de processo o combustível é gaseificado em gás de síntese. A unidade 2 de gaseificação, além disso, compreende uma unidade 4 de separação, tal como um ciclone, onde o material do leito e cinza se destinam a ser separados do gás de síntese. 0 material do leito separado é circulado de volta à câmara 3 de processo. A cinza, por sua vez, é removida da parte inferior do gaseificador. Gás de síntese é transportado do gaseificador 2 para o forno 1 de cal. Na prática, o material do leito e resíduos de combustão também são transportados para o forno 1 de cal com o gás de síntese. 0 processo de gaseificação é especialmente adequado para combustíveis sólidos à base de biomassa, tais como casca, aparas de madeira, serradura, palha, diferentes resíduos de abate de árvores e outros resíduos à base de biomassa, etc. Outros combustíveis, tais como turfa e resíduos de papel, podem igualmente ser utilizados em gaseificação.
Um composto de cálcio é utilizado como material do leito. 0 material do leito introduzido na unidade 2 de gaseificação é de grão fino e, pelo menos, uma parte daquele é triturada ainda mais fina no gaseif icador. 0 material do leito fino pode ser transportado com o gás combustível sendo formado mais longe do forno 1 de cal.
Uma estrutura convencional de um forno 1 de cal já foi descrita acima. Um forno 1 de cal compreende um queimador, para o qual o gás de síntese é transportado a partir do gaseificador. Pela temperatura e tamanho da chama do queimador é possível afetar, inter alia, a capacidade de produção do forno e a qualidade do cálcio. Além disso, ar e lama de cal são transportados para o forno 1 de cal. Cálcio e gases de exaustão, por sua vez, saem do forno 1 de cal. Tipicamente gases de exaustão são dirigidos para uma unidade de lavagem (não mostrada), tal como, por exemplo um lavador de gás de exaustão por via húmida.
Utilizando um composto de cálcio como material do leito no gaseificador 2, a quantidade de material indesejável que se acumula no forno 1 de cal pode ser diminuída. A cal viva é material produzido no forno de cal e o material do leito triturado no gaseificador e transportado através do forno 1 de cal pode portanto ser utilizado no produto final.
Na aplicação da figura 2, uma parte da lama de cal é introduzida no gaseificador 2. A lama de cal introduzida no gaseificador 2 de um modo vantajoso funciona como material do leito. Numa forma de realização todo o material do leito é formado de lama de cal. Em outra aplicação apenas uma parte do material do leito é formada de lama de cal e o resto do material do leito é formado de carbonato de cálcio, óxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio. Na câmara 3 de processo do gaseificador 2 a lama de cal é calcinada parcial ou totalmente. A lama de cal calcinada é transportada com o gás de síntese para o forno 1 de cal. Com esta solução é possível aumentar a capacidade da instalação de tratamento de lama de cal.
Além disso, de um modo vantajoso a instalação de tratamento de lama de cal compreende uma unidade 5 de secagem para combustível e armazenamentos 6 intermédios de combustível, assim como pré-aquecimento 7 de ar de combustão.
Lisboa, 2 de janeiro de 2017
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para tratar lama de cal, método no qual a lama de cal é transportada para um forno de cal, onde gás combustível é utilizado como combustível, gás combustível o qual é formado por um gaseificador de leito fluidizado circulante, caracterizado por uma parte da lama de cal ser introduzida no gaseificador onde é utilizada como material do leito para o gaseificador.
- 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por todo o material do leito no gaseificador ser formado de lama de cal.
- 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por parte do material do leito ser formado de lama de cal e o resto do material do leito ser formado de carbonato de cálcio, óxido de cálcio e/ou hidróxido de cálcio.
- 4. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o gás combustível ser formado de um material à base de biomassa no gaseificador.
- 5. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o gás combustível ser formado no gaseificador a partir de pelo menos, um dos seguintes combustíveis: casca, aparas de madeira, serradura, palha, resíduos de abate de árvores, turfa, resíduos de papel.
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