BRPI0604341B1

BRPI0604341B1 - Method for using black liquor volatilization vapor of a digester system for a chemical pulp and a chemical powder mill system

Info

Publication number: BRPI0604341B1
Application number: BRPI0604341-0A
Authority: BR
Inventors: Kettunen Auvo; Kaila Jarmo; Stromberg Bertil
Original assignee: Andritz Inc.
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2017-12-26
Also published as: FI20060928A; SE0602249L; RU2006137408A; US20110198049A1; US20070131363A1; CN101046073A; JP4878982B2; CA2565358C; FI123103B; JP2007119995A; SE532462C2; BRPI0604341A; FI20060928A0; CA2565358A1; RU2404316C2

Abstract

sistemas, processos e métodos de linha de fibra aperfeiçoados. a presente invenção refere-se a um sitema de moagem de polpla química e método de usar vapor de volatilização de licor negro no sistema digestor, enviando o licor negro a um sistema de evaporação sem usar qualquer sistema de pré-evaporação, volatilizando o licor negro no sistema de evaporação para produzir o vapor, e usando pelo menos algum vapor para vaporização da lasca em um reservatório de lascas e/ou para suprir os trocadores de calor direto no sistema digestor para preaquecer o licor branco e/ou líquidos filtrados para uso no sistema digestor. em outras modalidades, um sistema de moagem de polpa química e método para utilizar vapor instantâneo de licor negro de um sistema digestor compreende gerar licor negro do sistema digestor, volatilizando o licor negro em um estágio para produzir vapor antes de levar o licor negro em tanque de armazenagem do sistema de evaporação, usando o vapor para vaporizar lascas e/ou evaporar licor negro no sistema de evaporação, e impedir formação de gases concentrados não condensáveis e condensado de incrustação no sistema digestor usando o sistema digestor sem qualquer condensador para o vapor de volatilização de licor negro.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA USAR VAPOR DE VOLATILIZAÇÃO DE LICOR NEGRO DE UM SISTEMA DIGESTOR DE UM MOINHO PARA POLPA QUÍMICA E SISTEMA DE MOINHO PARA POLPA QUÍMICA".

Antecedentes e Sumário da Invenção [001] Em instalações convencionais produzindo polpa química utilizando digestores contínuos, a maneira de manusear o licor negro extraído do digestor é passar o licor negro para um sistema de pré-evaporação compreendendo dois tanques de volatilização e uma série de trocadores e então passar o licor resultante para outro equipamento em uma fase de evaporaçâo/recuperação. Vide, por exemplo, a figura 1.

[002] De acordo com a presente invenção, uma modalidade de um sistema, processo e método de cozimento e recuperação contínuos utiliza uma ou mais correntes de licor negro extraído do sistema de cozimento (isto é, o sistema de cozimento, que é também conhecido como o sistema digestor ou planta digestora inclui o compartimento de lasca através do digestor - e opcional mente incluindo um reservatório de impregnação) em um sistema de evaporação/recuperação depois de qualquer preaquecedor (se aplicável) e sem qualquer sistema de pré-evaporação (isto é, o equipamento de pré-evaporação sendo um equipamento tal como tanques de volatilização, intercambiadores e trocadores de calor onde o vapor é gerado conforme o licor negro é resfriado antes de enviar o licor negro para o sistema de evaporação na área de recuperação).

[003] De acordo com outra modalidade da invenção, o licor negro do digestor é enviado para um tanque de volatilização e então para o sistema de evaporação/recuperação sem usar qualquer condensador de vapor de volatilização.

[004] As modalidades da invenção resultam no aperfeiçoamento da economia de vapor do sistema de linha de fibra» recuperação aperfeiçoada de vários ingredientes usados no sistema, redução de condensado de incrustação de sujeira e gases malcheirosos, e/ou exigências de equipamento e sistema reduzidas.

Breve Descrição dos Desenhos [005] A figura 1 é uma vista esquemática ilustrando um sistema de linha de fibra convencional, [006] A figura 2 é uma vista esquemática ilustrando uma porção de pré-evaporação e evaporação de um sistema de linha de fibra convencional.

[007] A figura 3 é uma vista esquemática ilustrando uma porção de evaporação de um sistema de linha de fibra de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[008] A figura 4 é uma vista esquemática ilustrando uma porção de evaporação de um sistema de linha de fibra de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[009] A figura 5 é uma vista esquemática ilustrando uma porção de um sistema de linha de fibra convencional.

[0010] A figura 6 é uma vista esquemática semelhante àquela da figura 5, mas ilustrando uma modalidade da presente invenção.

[0011] A figura 7 é uma vista esquemática semelhante àquela da figura 5, mas ilustrando uma outra modalidade da presente invenção. Descricão Detalhada das Modalidades Inventivas e Desenhos [0012] Para auxiliar a uma compreensão da tecnologia no campo da área da invenção, uma atenção é dirigida aos documentos em anexo, que estão incorporados aqui a título de referência: a patente US 6.346.166, 6.176.971, 6.132.555, 4.789.428 e 4.897.157, documentos de patente W096/32531 e W096/12848, e páginas 183-184 do livro intitulado Desenvolvimentos Presentes e Futuros de Cozimento Contí- nuo e sua figura 12.2. A figura 12.2 (simplificada como a figura 1 aqui) é um exemplo do estado corrente da arte com respeito aos sistemas de pré-evaporação e evaporação, incluindo os seguintes termos de tecnologia: [0013] . Pré-evaporação - na figura 1, vide a caixa em linha tracejada em torno dos tanques de volatilização 10 e 20 e a série de troca-dores próximo ao topo da figura e identificado como "PRÉ-EVAP.".

[0014] . Preaquecedores - na figura 1, vide os trocadores identificados como "Preaquecedores" na linha de extração do digestor cujo propósito é usar algum calor no licor negro extraído para licor branco "preaquecido", outras correntes de licor negro ou outras correntes de líquido sendo enviadas ao digestor ou ao sistema de alimentação.

[0015] . Sistema de evaporação - na figura 1, vide a seção circulada identificada como "EVAP". Nessa área, existe uma série de trocadores que são referidos como efeitos. Cada efeito produz vapor do licor negro que entra no efeito. Os efeitos são numerados de I até N, com I operando na temperatura mais alta e N operando na temperatura mais baixa.

[0016] O estado usual da técnica utiliza um sistema de linha de fibra com um compartimento de lascas 100 onde a volatilização de lascas de madeira ou de outro material de celulose pode ou não ocorrer, um líquido é adicionado para formar uma pasta fluida, seguido por pressurização da pasta fluida (essa seção é referida como o sistema de alimentação), alimentado a um reservatório ou reservatórios de tratamento (poderia ser um reservatório de impregnação, um processo de pré-hidrólise ou outros reservatórios) seguido de um digestor 5 (essa seção é também referida como o sistema de cozimento). Usualmente, pelo menos uma corrente de licor negro (tipicamente em uma temperatura de 110-150°C) é retirada do sistema de cozimento. A corrente ou correntes de licor negro extraídas são usadas como uma fonte de calor para "preaquecer" o licor branco, outras correntes de licor negro, e/ou outras correntes de líquido são enviadas para os sistemas de alimentação e cozimento. A corrente de licor negro extraído (ou correntes) é então enviada para o sistema de pré-evaporação, por exemplo, dois ou mais tanques de volatilização 10, 20 e/ou intercambiadores de calor onde o vapor é produzido do licor negro quente conforme o licor é resfriado, tipicamente para as temperaturas de cerca de 95-110°C. Nesse ponto, o licor negro é enviado para o sistema de evaporação "EVAP" na área de recuperação.

[0017] Uma vez na área de recuperação (figura 2), o licor negro "resfriado" que entra na área de recuperação é armazenado em um tanque de "licor negro fraco" (WBL) 30 até alimentar o sistema de evaporação. O sistema de evaporação consiste em uma série de efeitos (numerados de I a IV na figura 2) cada uma operando em diferentes temperaturas e/ou condições para permitir a produção de vapor enquanto está resfriando e concentrando o WBL. A concentração do licor negro que está deixando o efeito I, isto é, efeito de temperatura mais alta, é cerca de 75% sólida, e é enviada para uma caldeira de recuperação (não mostrada) para ser queimada enquanto a corrente líquida fora do último efeito VI é condensada na temperatura mais baixa (65°C na figura 2) dos vários efeitos e é usada através do moinho.

[0018] O WBL é introduzido no sistema de evaporação no efeito que é mais apropriado (por exemplo, efeito IV na figura 2), que significa o efeito onde a temperatura do WBL permitirá volatilização para produzir vapor, tipicamente o terceiro ou quarto efeito. Desse ponto de entrada, o fluxo do licor negro é rachado, indo em qualquer direção (algum licor negro vai para efeitos mais quentes, o que permite a evaporação do líquido e concentração de sólidos, outro licor negro vai para efeitos de temperatura inferiores e é aquecido e então enviado para efeitos de temperatura mais alta para concentração). O teor de sólidos no licor negro do primeiro efeito é ajustado (conteúdo sólido tal como 75% na figura 2).

[0019] Uma das modalidades da invenção sujeito elimina o sistema de pré-evaporação. Vide figuras 3 e 4. Nesse processo inventivo, a temperatura do WBL quando enviado para a área de recuperação é maior, permitindo desse modo a introdução do WBL no sistema de evaporação em um efeito que permitirá uma produção maior de vapor.

[0020] Foi também descoberto que o vapor produzido nesse sistema de evaporação inventivo é mais limpo do que aquele produzido em um sistema de pré-evaporação na área do digestor. O vapor mais limpo é adequado para uso como vapor para o compartimento de lascas 100 e pode ser retirado do sistema de evaporação entre os efeitos de modo que o vapor que está indo para o compartimento de lascas 100 tem uma temperatura adequada para esse uso e desse modo elimina um reservatório de volátilização, por conseguinte, permitindo uso mais eficiente do vapor produzido no moinho.

[0021] Uma vantagem desse processo inventivo é a redução de contaminantes introduzidos no compartimento de lascas no vapor, que, por sua vez, reduz contaminantes no gás ventilado para fora do compartimento de lascas. O vapor mais limpo produzido no sistema de evaporação e usado no compartimento de lascas 100 reduz emissões adversas do moinho.

[0022] Esse processo inventivo também permite a eliminação do tanque externo de armazenagem do WBL para o trem do sistema de evaporação. O tanque de armazenagem de WBL pode se tornar parte do trem do sistema de evaporação, não externo para o treinamento, desse modo economizando custos.

[0023] O sistema de evaporação exemplar mostrado nas figuras 3 e 4 tem outros aperfeiçoamentos além dos sistemas convencionais das figuras 1 e 2. A corrente de licor negro que vem do digestor 5 para o sistema de evaporação é mais alto em temperatura. Essa corrente pode ser enviada diretamente ao efeito apropriado no sistema de evaporação para aperfeiçoar a eficiência do vapor do moinho.

[0024] Opcionalmente, um filtro de fibra pressurizado 40 pode estar localizado na linha entre o sistema digestor e o sistema de evaporação para permitir a remoção de fibra da corrente de licor negro para um nível de cerca de 40ppm deixando o filtro. O material de fibra removido do filtro seria na forma de uma pasta fluida para ser retornado ao digestor 5 ou sistema de alimentação.

[0025] Em sistemas usuais que podem discutivelmente ter um filtro um pouco como esse, a temperatura da corrente que entra no filtro é muito baixa (95-130°C); por conseguinte, esse material de corrente deve ser retornado ao sistema de alimentação para ser reaquecido para temperatura de cozimento antes de tratamento adicional. No entanto, no processo inventivo, a temperatura mais alta da corrente de licor negro do digestor para o sistema de evaporação significa que o material filtrado está em uma temperatura mais alta. Esse material de temperatura mais alta está mais próximo à temperatura de cozimento e, por conseguinte, pode ser retornado ao topo do digestor, reduzindo toda a necessidade por adição de calor. Dependendo da temperatura do material, uma pequena porção da corrente do digestor poderia ser enviada através de um resfriador 50 e para um tanque menor 30 e para um sistema de evaporação no efeito apropriado.

[0026] O sistema inventivo nunca foi contemplado ou usado antes porque ele nunca foi considerado "conectar" a área do diges-tor/cozimento e a área de recuperação por causa da distância entre as duas áreas no moinho e por outros fatores. Uma outra razão é a confiabilidade da separação de cada área. É indesejável ter uma dessas áreas "derramadas" o que causaria uma interrupção na outra área. Particularmente prejudiciais são os derramamentos na área de recupe- ração que fariam com que o digestor fosse interrompido. Em resumo, liberar uma área poderia causar problemas extremos na outra área. O processo inventivo supera esses problemas.

[0027] Em outra modalidade da invenção, um sistema de polpação química, o método e processo utilizam um tanque de volatilização. A técnica anterior é primeiro descrita, seguida pelas modalidades inventivas.

[0028] Em polpação química, o licor de cozimento em uma alta temperatura é descarregado de um digestor contínuo. Tipicamente, a quantidade descarregada é 8-12m3/ADMT e a temperatura na média de cerca de 130-170^. O licor de cozimento descarregado do digestor, isto é, o licor negro, flui para uma planta de evaporação (contendo sistemas de pré-evaporação e de evaporação), onde, entre outras coisas, quase toda a água presente no licor negro é removida em diversos efeitos de evaporação conectados em série antes da combustão do licor negro. Vários efeitos de evaporação do licor negro usam vapor fresco e vapor de volatilização obtidos de efeitos tendo uma temperatura e pressão mais altas. Na planta de evaporação, o licor negro é guiado em um tanque de armazenagem não pressurizado antes da evaporação real. Antes do tanque de armazenagem, a temperatura do licor negro é diminuída abaixo de compartimento de lascas 100°C para impedir ebulição no tanque. Entre o digestor e o tanque de armazenagem da planta de evaporação, uma quantidade muito grande de calor - 1-4 GJ/ADMT - é retirada do licor negro.

[0029] Tipicamente, diversos tanques de volatilização são usados para remover calor do licor negro, onde parte do licor negro quente se converte no vapor de volatilização. Se foi possível remover através de volatilização a quantidade total de calor mencionada acima, a quantidade de volatilização da água, isto é, vaporização, seria de 0,5-1,7m3/ADMT. Na prática, a temperatura do licor negro no tanque de volatilização diminui na melhor das hipóteses a um nível de cerca de 110°C, por meio do que a quantidade de água que está sendo vapori-zada é entre 0,3-1,3m3/ADMT. O resfriamento final abaixo de 100°C é tipicamente executado indiretamente em um trocador de calor, fornecendo simultaneamente água quente para lavagem de polpa.

[0030] A quantidade de calor transferido no vapor de volatilização é tipicamente utilizada em volatilização de lasca. Na volatilização de lasca, as lascas são aquecidas e o ar contido aí é removido por meio de vapor, por meio do que vantagens significantes são obtidas para o processo de digestão. Tipicamente, vapor é consumido durante a volatilização da lasca, dependendo das propriedades da lasca e do método de volatilização, na quantidade de cerca de 0,5-2 GJ/ADMT. Como os cálculos acima indicam, a situação muitas vezes é tal que o vapor de volatilização está disponível em excesso de propósitos de volatilização.

[0031] Tipicamente, esse excesso de vapor de volatilização é guiado a um condensador de vapor de volatilização separado, onde o vapor de água é condensado e simultaneamente a água quente é obtida. O vapor de volatilização contém compostos referidos como gases não condensáveis (metanol, terebintina, vários compostos sulfúricos, etc.), que são removidos do condensador em forma gasosa e em alta concentração. Esses gases são chamados de gases malcheirosos concentrados. Um moinho para polpa química também produz assim chamados gases malcheirosos fracos, onde o conteúdo dos compostos malcheirosos é mantido sob concentração explosiva. O vapor de volatilização condensado contém outros compostos além da água, e é chamado de condensado de incrustação. Os gases não condensáveis gerados no condensador de vapor de volatilização e o condensado de incrustação são guiados dentro de outras plantas do moinho para adicional tratamento, porque se liberados na atmosfera eles causariam um significante problema de emissão. Como os gases malcheirosos concentrados e o condensado de incrustação são tóxicos e explosivos, o seu tratamento é perigoso e requer cuidados particulares.

[0032] Muitas vezes acontece, por exemplo, devido à baixa capacidade do condensador de vapor de volatilização, que o licor negro não é volatilizado ao nível máximo de cerca de 110°C, mas o licor negro sai do tanque de volatilização em uma temperatura mais alta. Nesse caso, a remoção do vapor de volatilização do licor negro é abaixo do máximo e a necessidade por evaporação na planta de evaporação aumenta. Em vista da total eficiência de energia do moinho, é vantajoso remover tanto vapor de volatilização do licor negro quanto possível, com a condição de que objetos sensíveis de uso são encontrados, onde podem ser usados para substituir vapor fresco com alta eficiência.

[0033] Várias técnicas foram usadas para a volatilização de lasca. Convencionalmente, além da volatilização atmosférica, uma volatilização pressurizada em curto tempo foi executada em um assim chamado reservatório de volatilização ou calha de lascas. A volatilização pressurizada é usualmente executada em uma pressão de 1,0-1,5 bar. A volatilização pressurizada consome uma quantidade maior de vapor. Por conseguinte, em conexão com volatilização pressurizada, também a volatilização de licor negro é executada em dois estágios de modo que do primeiro estágio o vapor de volatilização é guiado em um reservatório de vapor e do segundo estágio em um compartimento de lascas atmosférico com um extraordinário tempo de retenção de vapor mais longo. Em moinhos de polpa modernos, a volatilização no compartimento de lascas é tão eficiente que a volatilização pressurizada foi omitida e tipicamente somente uma fase de volatilização de licor negro é usada. Dessa forma, o processo é mais simples e os custos de investimento são menores.

[0034] A figura 5 ilustra um sistema típico para utilizar o calor do licor negro que está saindo do digestor em um moinho para polpa moderno. O licor negro do digestor entra no tanque de volatilização 1 através da tubulação 4. A partir dos digestores, o licor negro pode ser descarregado para a tubulação 4 de mais do que uma zona. Conforme a pressão diminui, o vapor de volatilização é separado do licor negro, cujo vapor é guiado através da tubulação 5 em uma fase de volatilização atmosférica e, dependendo da situação, através da tubulação 6 para o condensador de vapor de volatilização 2. Mais de um conden-sador pode ser usado para condensar o vapor de volatilização. O condensador do vapor de volatilização recebe água fria (cerca de 0-30°C) ou morna (cerca de 40-60°C) através da tubulação 11. Conforme o vapor condensa, a temperatura dessa água aumenta e descarrega como água quente (cerca de 65-90°C) através da tubulação 12 no sistema de água quente do moinho. O vapor condensado como condensado de incrustação através da tubulação 10 tipicamente no sistema condensado de incrustação da planta digestora e dali adicionalmente para um contêiner de condensado de incrustação da planta de evaporação. Os gases não condensados, isto é, gases malcheirosos concentrados, saem através da tubulação 9 na coleta de gases concentrados e sistema de tratamento. O licor negro volatilizado e resfriado no tanque de volatilização sai através da tubulação 7 para o resfriador do licor negro 3. Lá a temperatura do licor negro diminui adicionalmente e é descarregada para o tanque de armazenagem de licor negro da planta de evaporação através da tubulação 8. A água usada para o resfriamento do licor negro entra no resfriador através da tubulação 13 e sai no sistema de água quente através da tubulação 14.

[0035] Em linhas de fibra modernas, a quantidade de água quente usada em lavagem de polpa diminui significantemente e muitas vezes não existe uso razoável para toda a quantidade de água quente gerada no condensador de vapor de volatilização e no resfriador de licor negro, mas a água quente tem que ser re-esfriada e removida da planta. Por conseguinte, parte da quantidade de calor do licor negro é perdida. O objetivo dessa modalidade da invenção é utilizar o excesso de vapor de volatilização de uma forma simples, e simultaneamente impedir a geração de gases malcheirosos concentrados e condensados de incrustação na planta digestora.

[0036] A solução de acordo com essa modalidade da invenção não usa um condensador de vapor de volatilização, mas o excesso de vapor de volatilização é guiado diretamente para um estágio de evaporação adequado da planta de evaporação, onde parcialmente substitui vapor fresco e, por conseguinte, aperfeiçoa a economia de vapor da planta de evaporação. Simultaneamente, a geração de condensado de incrustação e de gases malcheirosos concentrados na área da planta digestora é impedida e o seu tratamento pode para tal extensão ser restrito à planta de evaporação, onde eles são inevitavelmente tratados de qualquer forma. Um processo desprovido de um condensador de vapor de volatilização e tratamento de gases malcheirosos concentrados e condensado de incrustação é naturalmente menor do que um processo convencional, incluindo uma diminuição favorável em custos de investimento.

[0037] A figura 6 ilustra uma solução de acordo com essa modalidade da invenção para volatilizar o licor negro e utilizar vapor de volatilização. O licor negro do digestor entra no tanque de volatilização 1 através da tubulação 4. Do digestor (ou digestores), o licor negro pode ser descarregado para a tubulação 4 de mais de uma zona. Conforme a pressão diminui no tanque de volatilização 1, o vapor de volatilização é separado do licor negro e guiado através da tubulação 5 para uma fase de volatilização operando em pressão atmosférica e através da tubulação 5 para a planta de evaporação em um condensador adequado ou outro local preferível. Nenhum condensador de vapor de vo- latilização é usado. Como resultado, a geração de condensado de in-crustação e de gases malcheirosos concentrados na planta digestora pode ser impedida. O licor negro volatilizado e resfriado no tanque de volatilização sai através da tubulação 7 para o resfriador do licor negro 3. No resfriador 3, a temperatura do licor negro diminui adicionalmente e ele é descarregado para a planta de evaporação através da tubulação 8 (por exemplo, em um tanque de armazenagem de licor negro). A água usada para resfriar o licor negro entra no resfriador através da tubulação 13 e sai no sistema de água quente através da tubulação 14.

[0038] A figura 7 ilustra uma outra modalidade onde o vapor de volatilização é guiado para a volatilização de lasca somente, e não existe condensador de vapor de volatilização. Nessa modalidade, o licor negro do digestor entra no tanque de volatilização 1 através da tubulação 4. Do(s) digestor(s), o licor negro pode ser removido de mais do que uma zona. Conforme a pressão diminui no tanque de volatilização 1, o vapor de volatilização é separado do licor negro, e o vapor de volatilização é guiado através da tubulação 5 somente em uma fase de volatilização atmosférica. Pelo fato do condensador de vapor de volatilização não ser usado, a geração de condensado de incrustação e de gases malcheirosos concentrados na planta digestora pode ser impedida. O licor negro volatilizado e resfriado no tanque de volatilização sai através da tubulação 7 para um resfriador de licor negro 3. Lá, a temperatura do licor negro adicionalmente diminui e é descarregado para a plana de evaporação através da tubulação 8 (por exemplo, em um tanque de armazenagem de licor negro). A água usada para resfriar licor negro entra no resfriador através da tubulação 13 e sai em um sistema de água quente através da tubulação 14.

[0039] Embora essa modalidade seja uma solução nova e boa e impeça a geração de gases malcheirosos concentrados e de conden- sado de incrustação na planta digestora, ela pode ter algumas desvantagens que podem ser levantadas como a seguir. Se o vapor de volati-lização está disponível em quantidades maiores do que necessário para volatilização, não existe forma de utilizar esse excesso de vapor. Outra desvantagem se torna óbvia durante interrupções da planta, por meio do que o vapor de volatilização pode não ser guiado à volatilização e nenhuma volatilização do licor negro ocorre. Por essa razão, a pressão relativa à construção do tanque de volatilização deve ser sig-nificantemente maior do que o normal a fim de resistir à alta pressão que resulta da alta temperatura. Adicionalmente, a capacidade de resfriamento do resfriador do licor negro tem que ser muito maior do que o normal, de modo que o licor negro pode ser resfriado sob compartimento de lascas 100°C mesmo nessa situação. Existe um risco adicional que a situação onde o vapor de volatilização não é descarregado do tanque de volatilização, os gases malcheirosos concentrados são enriquecidos no tanque de volatilização. Quando o vapor de volatilização é colocado em uso outra vez, uma grande quantidade de gases malcheirosos concentrados pode estourar. Essa erupção forte e súbita de gases malcheirosos concentrados pode causar situações perigosas na área de volatilização ou nos dispositivos conectados a ela. Nessa modalidade de acordo com a invenção, nenhum enriquecimento ocor-reria porque o vapor de volatilização é continuamente descarregado para a planta de evaporação.

[0040] O uso de vapor de volatilização em evaporação foi também praticado em conexão com várias soluções de pré-evaporação. Nessas soluções, o licor negro é volatilizado em diversos estágios e o vapor de volatilização de um estágio precedente é usado para volatilização do licor negro no estágio seguinte. O vapor de volatilização usado em volatilização de lasca é tipicamente obtido de algum pré-evaporador, e não diretamente do tanque de volatilização. Além da planta de evaporação, o moinho também tem uma planta de evaporação normal, onde o teor de sólidos secos do licor negro é aumentado a um nível alto o suficiente para combustão. Na prática, as soluções de planta de pré-evaporação foram muitas vezes processos complicados e propensos à formação de espuma do licor negro. Por essas razões, as plantas de pré-evaporação são indesejáveis.

[0041] Quando está usando os inventivos sistemas, processos e métodos da invenção, alguém pode argumentar que a operação da planta digestora e da planta de evaporação é mais dependente uma da outra do que o normal. Por exemplo, se a quantidade de vapor de volatilização guiada para a planta de volatilização varia significante-mente, ela pode resultar em uma operação regular da planta de evaporação. Esse problema pode ser facilmente resolvido através de estabilização do fluxo de vapor indo para a planta de evaporação por meio de um controlador de fluxo opcional 16 e permitindo que a quantidade de vapor para vaporização para mude em várias situações de falha da planta digestora. A quantidade de vapor requerida para vaporização pode facilmente ser compensada em várias situações de falha por meio de vapor fresco sem qualquer efeito negativo prático na economia total de vapor.

[0042] Uma outra situação de desafio pode ocorrer se a planta de evaporação não está em evaporação enquanto a planta digestora está operando. Essa situação é muito rara e de curto termo porque o tanque de armazenagem do licor negro entre a planta digestora e a planta de evaporação preenche rapidamente e não seria permitido à planta digestora operar sem a operação da planta de evaporação. Nessa situação, a solução previamente apresentada pode ser utilizada, se o vapor de volatilização é usado somente para a vaporização da lasca. No entanto, a dimensão do tanque de volatilização e do resfriador do licor negro deve ser construída para uma situação onde nenhum vapor de volatilização é removido do licor negro. Outra solução é guiar o excesso de vapor de volatilização para um condensador na planta de evaporação. Possíveis condensadores incluem, por exemplo, um condensador de superfície seguindo a planta de evaporação ou um condensador para um desagregador usado na limpeza de condensados de incrustação da planta de evaporação. Durante os distúrbios de curto termo na planta de evaporação, esses condensadores podem preferivelmente receber vapor. No caso de uma interrupção de termo mais longo da planta de evaporação, não existe razão para operar a planta digestora.

[0043] Em princípio, o vapor de volatilização do tanque de volatilização 1 pode guiar em qualquer dos estágios de evaporação na planta de evaporação, se a pressão é baixa o bastante. Pelo fato da pressão operacional típica no tanque de volatilização ser uma pressão excessiva de cerca de 0,2-0,5 bar, os estágios de evaporação em pressão atmosférica ou mais baixa são adequados. A solução mais preferível, no entanto, é guiar o vapor em uma unidade de evaporação tendo a mais alta pressão possível, porque aquela fornece maior economia possível de vapor fresco. Em uma planta de evaporação moderna típica em estágio 7, seria mais vantajoso guiar o vapor de volatilização para o terceiro estágio de evaporação. Naquele caso, o vapor de volatilização estaria presente e operando em cinco estágios de evaporação e permitindo economia de vapor fresco em uma proporção de 5:7. Em outras palavras, um quilograma de vapor de volatilização diminuiria o consumo de vapor fresco por 5/7 quilos. O uso de vapor de volatilização na planta de evaporação é mais vantajoso quando a planta de evaporação tem pelo menos seis estágios de evaporação.

[0044] Os princípios da invenção podem também ser aplicados em situações onde existe mais do que um tanque de volatilização e também é usada uma fase de vaporização pressurizada. Quando diversos tanques de volatilização são usados, frações maiores de pressão podem ser separadas da quantidade total de vapor de volatilização disponível, e as frações maiores de pressão podem ser usadas para vários propósitos. Apesar disso, o uso de diversos estágios de volatilização dá somente um benefício marginal comparado à solução simples baseado em um estágio de volatilização único de acordo com a invenção porque, com a solução utilizando um tanque de volatilização, todo o vapor de volatilização gerado pode ser eficientemente utilizado em vaporização e na planta de evaporação. O "uso eficiente" do vapor de volatilização significa que ele substitui o uso de vapor fresco com alta eficiência. Por essa razão, a solução de acordo com a invenção é mais vantajosa quando está usando um tanque de volatilização.

[0045] Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com o que são presentemente consideradas serem as modalidades mais práticas e preferidas, é para ser entendido que a invenção não é para ser limitada às modalidades descritas, mas ao contrário, é pretendida para cobrir várias modificações e arranjos equivalentes e variações incluídas no espírito e escopo das reivindicações em anexo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para usar vapor de volatilização de licor negro de um sistema digestor de um moinho para polpa química, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: (a) gerar licor negro no sistema digestor, (b) enviar o licor negro para um sistema de evaporação, o sistema de evaporação incluindo um evaporador de múltiplos efeitos tendo pelo menos seis efeitos, sendo isento de qualquer sistema de pré-evaporação, onde a temperatura do licor negro enviado para o sistema de evaporação é de 130°C ou maior, e o licor negro é enviado para um efeito desejado do evaporador baseado na temperatura do licor negro, (c) volatilizar o licor negro no sistema de evaporação para produzir vapor, e onde pelo menos algum vapor é usado para vaporizar lascas em um compartimento de lascas e/ou para suprir trocadores de calor direto no sistema digestor para preaquecer licor branco e/ou líquidos filtrados para uso no sistema digestor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura do licor negro na introdução no sistema de evaporação é de 130°C a 170°C.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura do licor negro enviado para o sistema de evaporação é de 130°C a de 150°C.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a temperatura do licor negro enviado para um efeito no sistema de evaporação é de 130°C ou maior.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a temperatura do licor negro enviado para um efeito no sistema de evaporação é de 130°C a 150°C.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que utiliza adicionalmente um filtro de fibra pressurizado entre o sistema digestor e o sistema de evaporação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o filtro permite a remoção de fibra da corrente de licor negro a um nível de 40 ppm deixando o filtro.

8. Sistema de moinho para polpa química, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um sistema digestor que pode gerar licor negro, (b) um sistema de evaporação incluindo um evaporador de múltiplos efeitos tendo pelo menos seis efeitos, sendo que o sistema de moinho para polpa química é isento de um sistema de pré-evaporação, e onde o licor negro pode ser volatilizado no sistema de evaporação para produzir vapor, e pelo menos algum vapor pode ser usado para vaporização de lasca em um compartimento de lascas para suprir trocadores de calor direto no sistema digestor para preaquecer licor branco e/ou líquidos filtrados para uso no sistema digestor.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um filtro de fibra pressurizado entre o sistema digestor e o sistema de evaporação.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o filtro pode permitir a remoção de fibra de uma corrente de licor negro para um nível de 40 ppm deixando o filtro.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende dois ou mais digestores.