Sistema de Digestores por Deslocamento, DDS™
Desenvolvimento do DDS
O sistema de cozimento DDS™ da Chemical and Pulping Limited baseia-se em um sistema anterior de cozimento por deslocamento da Beloit Corporation, comercializado como Sistema de Cozimento RDH. O pessoal da CPL (Chemical and Pulping Limited) tem mais de 80 anos de experiência combinada com sistemas de cozimento por deslocamento. Eles utilizaram essa experiência em projeto de engenharia, instalação em campo e gerenciamento de projetos para criar e aprimorar continuamente o Sistema de Cozimento DDS™.
O DDS foi comercializado com sucesso pela CPL em 2003, com 42 projetos vendidos até o momento, totalizando 122 digestores em todo o mundo. O mercado de polpação reconhece cada vez mais os benefícios do DDS, como demonstram as vendas de projetos em crescimento contínuo tanto para clientes novos quanto recorrentes. As vendas de projetos por década são: 11 vendidos nos anos 2000 (10,6 dig/ano), 16 vendidos nos anos 2010 (5,7 dig/ano) e, até o momento, 15 vendidos nos anos 2020 (13,5 dig/ano). O DDS tem quatro referências de venda projetadas para liberar fibra de alfa-celulose (polpa solúvel) para raiom simplesmente escolhendo a receita de software conforme necessário. A equipe do DDS tem ampla experiência tanto em instalações greenfield (45%) quanto em retrofits. Outros tipos de projeto incluem ampliações de DDS e três conversões de concorrentes. O DDS é continuamente atualizado pela CPL, sendo a oferta mais recente a sétima geração, DDS™ VII. Consulte a lista de referências para mais detalhes sobre tipo de projeto, matéria-prima, produção etc.
Ciclos de cozimento descontínuo convencional versus o ciclo avançado DDS
As principais diferenças entre o cozimento descontínuo convencional e o sistema DDS são 1) a reutilização dos licores quentes e 2) a descarga da polpa do digestor sem flash. Quanto ao item 1), os licores quentes de cozimento gastos de um cozimento descontínuo concluído são deslocados do digestor pelo bombeamento de filtrado frio de lavador para dentro do digestor, e os licores quentes gastos são armazenados no parque de tanques para reutilização em cozimentos subsequentes. Quanto ao item 2), a polpa é bombeada para fora do digestor (em vez de ser descarregada por flash, o chamado 'hot blow'), porque o digestor está abaixo do ponto de flash atmosférico depois que os licores quentes gastos de cozimento são deslocados.
Reutilização do filtrado do lavador
Um sistema de cozimento convencional usa água limpa para lavar a polpa nos equipamentos da linha de fibras de massa marrom. A água lava a polpa e se torna licor negro, que é enviado à ilha de recuperação para a recuperação química etc. O DDS usa essa corrente de licor negro da planta de lavagem para deslocar o licor quente gasto de cozimento do digestor. Isso é feito na última etapa de deslocamento de licor do cozimento e, se feito corretamente, proporciona a mesma razão de deslocamento de um filtro a vácuo. Portanto, o DDS na verdade desempenha a função do primeiro lavador da planta de lavagem de massa marrom. Os licores quentes gastos que foram deslocados são reutilizados em várias etapas do ciclo de cozimento DDS e, por fim, o licor de lavagem originado na planta de lavagem deixa o sistema DDS com teor de sólidos maior que o do filtrado de lavador original alimentado ao DDS. Esse licor é então enviado à ilha de recuperação. Uma forma simples de ver isso é que o sistema DDS usa temporariamente o filtrado do lavador antes de enviá-lo à planta de recuperação com temperatura e sólidos mais altos, caso se utilize a deslignificação estendida (ou seja, kappa mais baixo que o convencional).
Parque de tanques
O parque de tanques é um conjunto de vasos usados para armazenar licor, cuja função principal é atender os digestores que estão produzindo fibra. O parque de tanques tem vasos pressurizados para manter o licor armazenado em temperaturas acima do seu ponto de flash atmosférico, bem como tanques atmosféricos. As quantidades de licor desviadas dos digestores para cada vaso baseiam-se em temperaturas e balanços de massa. Os licores não utilizados do parque de tanques são liberados dos vasos de armazenamento, transferindo o calor excedente para os licores de entrada ou para água fria a fim de gerar água quente. Há muitas configurações diferentes de parque de tanques, dependendo da versão do DDS e da demanda química e térmica específica determinada pelo tipo e pela qualidade da matéria-prima, bem como pelo tipo e pela qualidade do produto acabado desejado. O parque de tanques do DDS tem a capacidade de coletar e agrupar os licores de retorno para reutilizar da melhor forma a energia química e térmica.
Avanços das versões do DDS
O sistema DDS tem sido atualizado continuamente, com uma versão aprimorada a cada 3,3 anos em média. A primeira versão foi comercializada como Sistema de Cozimento DDS™ e baseou-se em modificações para melhorar os sistemas RDH, bem conhecidos do fundador da CPL como gerente de produto do RDH em 2002. O DDS original foi renomeado DDS I à medida que as versões seguintes foram introduzidas. A tabela a seguir apresenta uma visão geral do avanço e da modernização do DDS ao longo dos anos.
| Versão | Atualizações | Instalações |
|---|---|---|
| DDS | Adicionados algoritmos de licor de deslocamento; gestão de licores mais eficiente | 1 |
| DDS I | Gestão de licores refinada para uso mais eficiente da energia térmica com parque de tanques compartimentado; válvulas de segurança redundantes; ampla redundância de relés de segurança; remoção do resfriador de perturbações (em relação ao RDH) | 6 |
| DDS II | Melhor aproveitamento da capacidade de armazenamento dos tanques de baixa temperatura | 4 |
| DDS III | Tubulação de descarga modificada para garantir uma bomba de descarga a cada 6 digestores; remoção da opção de instrumentação nuclear; menor requisito de pressão no tambor de água quente | 5 |
| DDS IV | Cabeça do digestor modificada; maior compartimentação dos licores de retorno ao parque de tanques; deslignificação avançada a baixa temperatura | 6 |
| DDS V | Remoção do trocador de calor BTW para menos manutenção; tubulação modificada para menor variação da consistência de descarga; maior eficiência e segurança do sistema de evacuação de ar | 3 |
| DDS VI | Opções de pré-aquecimento de licor frio para maior economia de vapor; mais instrumentação para medir o balanço de massa e energia para a interface de superinteligência | 9 |
| DDS VII | Opção de dividir o tanque de filtrado de lavagem para minimizar a geração de água quente em fábricas que não a necessitam; opção de resfriar o filtrado de lavagem usado na descarga; algoritmos de superinteligência adicionados | 7 |
Resultados comprovados do DDS
O sistema DDS agora é projetado com pelo menos um digestor dotado de uma boca de visita com um aparato de cozimento em cesto. O cesto é preenchido exatamente com os cavacos da correia de alimentação, e o excesso de cavacos é levado ao laboratório para determinar a densidade aparente e o teor de umidade, obtendo-se a madeira absolutamente seca contida no cesto. O aparato de cesto proprietário é inserido no digestor e fica exposto às condições exatas do digestor durante todo o ciclo de cozimento. O cesto é retirado depois que o digestor é descarregado por bombeamento, e o conteúdo é levado ao laboratório para determinar a polpa absolutamente seca e o percentual de rejeitos produzidos pelo DDS, bem como as características de resistência. Além disso, durante esse ensaio de cozimento em cesto, amostras dos licores que entram e saem do digestor são coletadas e analisadas para analisar a cinética química.
Em geral, as fábricas de celulose não conhecem as perdas de processo nos equipamentos de branqueamento e de processamento de polpa marrom e simplesmente 'estimam de trás para a frente' o rendimento do cozimento; como a área de digestores é o último processo ao retroceder até o pátio de madeira (ou seja, a primeira etapa de processamento a partir do pátio de madeira), muitas perdas são erroneamente atribuídas ao processo de cozimento do digestor. Com o método descrito acima, o rendimento exato da polpa 'como descarregada' pode ser medido, incluindo taxas de rejeitos, resistência da fibra etc., antes da deslignificação adicional na ODL (deslignificação com oxigênio).
Alfa-celulose de grau solúvel, DDS A e DDS AH
No caso da polpa alfa solúvel como produto, os cavacos são expostos a alta temperatura e a um ambiente ácido ou aquoso criado naturalmente pela remoção da hemicelulose (DDS A) ou pela adição de ácido (DDS AH), antes de prosseguir com os cozimentos kraft alcalinos. Essa remoção de hemicelulose é comumente chamada de fase de pré-hidrólise do cozimento. Isso é igual nos sistemas de cozimento descontínuo convencionais e por deslocamento. O sistema DDS para polpa alfa solúvel chama-se DDS A (DDS Alpha) quando não há reutilização do hidrolisado e DDS AH quando porções do hidrolisado são reaplicadas
