SECADOR Y MÉTODO PARA SECAR CARBONATO DE CALCIO PRECIPITADO.

Secador (1) para secar carbonato de calcio precipitado, que comprende:

- una cámara (2) de secado que define un espacio (3) de secado para contener el carbonato de calcio precipitado (45), - medios (4, 8) de calentamiento para calentar la cámara (2) de secado, - medios (9, 10) de movimiento adecuados para desplazar la cámara (2) de secado, con el fin de provocar un movimiento del carbonato de calcio precipitado en relación con la cámara (2) de secado, - uno o más objetos (11) que aumentan la superficie de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado, en que estos objetos (11) están dispuestos en el espacio (3) de secado y pueden ser desplazados en relación con la cámara ce secado (2), caracterizado porque los medios (4, 8) de calentamiento comprenden una cámara de combustión (4) y la cámara (2) de secado está dispuesta al menos parcialmente en el interior de la cámara de combustión (4), de forma que la cámara (2) de secado puede ser calentada desde el exterior y la cámara (2) de secado comprende una pared (12) de encamisado que define una pluralidad de compartimentos (13) que sobresalen externamente con el fin de aumentar la superficie externa (14) de la cámara (2) de secado expuesta a dicha cámara de combustión (4) y la superficie interna (15) de la cámara (2) de secado en relación de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado y los objetos (11)

La invención se refiere a un secador para secar carbonato de calcio precipitado (PCC).

Hay una necesidad creciente de polvo fino y ultra-fino de carbonato de calcio muy puro, en particular de las industrias químicas, metalúrgicas, papeleras y alimentarias.

La producción de polvo de carbonato de calcio en grandes cantidades se lleva a cabo habitualmente a través de un procedimiento con las tres fases principales siguientes:

- Combustión (calcinación) de piedra caliza natural CaCO3 para obtener la cal Cao gracias a la reacción CaCO3 + calor → CaO + CO2

a través de un horno de calcinación;

- la carbonización entre la cal Cao en solución acuosa (lechada de cal) y el dióxido de carbono CO2 para obtener un carbonato de calcio precipitado (PCC) gracias a la reacción

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O + agua

a través de un reactor de recombinación;

- el espesamiento y el secado de carbonato de calcio precipitado (PCC), hasta ahora en suspensión e agua (suspensión de PCC), para obtener polvo fino de carbonato de calcio puro con una cantidad mínima de humedad.

Esta invención considera la fase de secar el carbonato de calcio precipitado. La suspensión de PCC procedente de los reactores de recombinación tiene habitualmente un peso de sólido de aproximadamente 15% -30% y es enviada a un decantador por gravedad, en el que la suspensión espesada de PCC sedimenta en la parte inferior, mientras que una parte de agua transparente rebosa por la parte superior del decantador y es trasladada a un depósito de agua para la producción de nueva lechada de cal. La suspensión de PCC espesada tiene habitualmente un peso de sólido de aproximadamente 50%.

Esta suspensión de PCC espesada es alimentada a un sistema secador que comprende una cámara secadora calentada mediante una reacción de combustión que se desarrolla en el interior de la cámara secadora en relación de intercambio térmico directo con la suspensión de PCC espesada o fuera de la cámara secadora en relación de intercambio térmico con las paredes de la cámara secadora, para obtener un polvo de carbonato de calcio precipitado (PCC) con una mejor humedad por debajo de 0,5% en peso.

El documento US 5.297.957 describe un incinerador de residuos orgánicos, en el que un medio sustitutivo calentado es colocado en relación de transferencia de calor con un material residual de elevado contenido de humedad en el que el agua es evaporada a vapor de agua.

El documento US 6.290.152 describe un método para reciclar material de asfalto, en el que el material de asfalto es simultáneamente calentado y triturado en un aparato triturador calentado, como un molino de bolas calentado.

El documento US 3.333.837 describe un tambor secador rotatorio con sistemas de cadenas en suspensión para un intercambio de calor.

Los métodos bien conocidos para secar la suspensión de PCC tienen la desventaja de que el intercambio térmico entre la reacción y combustión y la suspensión de PCC no es suficientemente eficaz para otorgar una cantidad elevada de carbonato de calcio precipitado en polvo en un momento dado, un consumo de energía eléctrica y dimensiones globales reducidas del secador.

La finalidad de esta invención es encontrar un secador para el secado de una suspensión de PCC, cuyas características permitan tener una mayor velocidad de producción y una reducción de la humedad residual del carbonato de calcio precipitado secado, en el momento dado, consumo de energía eléctrica y dimensiones globales reducidas del secador.

Estas y otras finalidades se alcanzan por medio de un secador para el secado de PPC, que incluye:

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- una cámara secadora que delimita internamente el espacio de secado necesario para albergar el PCC,

- medios de calentamiento para calentar la cámara secadora,

- medios de manejo para desplazar la cámara secadora, con el fin de provocar un movimiento del PCC en relación con la cámara secadora,

- uno o más objetos para aumentar la superficie del intercambio térmico con el PPC, en que estos objetos están dispuestos en el espacio de secado capaz de desplazarse en relación con la cámara de secado, caracterizados por las características de la reivindicación 1 aneja.

Con el fin de obtener una mejor comprensión de la invención y apreciar sus ventajas, se exponen a continuación algunas realizaciones ilustrativas y no limitativas, en referencia a las figuras incluidas, en las cuales:

- la fig. 1 es una vista lateral y esquemática de un secador como para una realización de la invención;

- la fig. 2 es una vista transversal a lo largo de la línea II-II en la fig. 1;

- la fig. 3 es una vista transversal a lo largo de la línea III-III en la fig. 1;

- la fig. 4 es una vista lateral, parcialmente seccionada, de una particularidad del secado como para una realización de la invención;

- la fig. 5 es una vista transversal a lo largo de las líneas V-V en la fig. 4;

- la fig. 6 es una vista transversal a lo largo de la línea VI-VI en la fig. 4;

- la fig. 7 es una vista transversal a lo largo de la línea VII-VII en la fig. 4;

- la fig. 8 es una vista transversal a lo largo de la línea VIII-VIII en la fig. 4;

- la fig. 9 es una figura transversal a lo largo de la línea IX-IX en la fig. 4;

- la fig. 10 es una vista esquemática del funcionamiento del secador como para la invención.

Con referencia a las figuras, se indica con la referencia 1 un secador para el secado de la suspensión de carbonato de calcio precipitado. Considerando que durante el procedimiento de secado la suspensión de carbonato de calcio precipitado (lodo de pequeñas partículas en suspensión en el agua) se hace siempre cada vez más densa hasta que se convierte en un polvo muy fino de carbonato de calcio precipitado con una humedad residual muy baja (aproximadamente 0,5% en peso), en la descripción que sigue y en las reivindicación se usará el término PCC (carbonato de calcio precipitado) para la suspensión de carbonato de calcio tanto líquida como húmeda y el polvo de carbonato de calcio seco que está bajo tratamiento.

El secador 1 comprende una cámara 2 de secado, preferentemente un tambor cilíndrico metálico, por ejemplo, acero al carbono o acero inoxidable, que delimita un espacio interno para el secador 3 que alberga el PCC que va a ser secado.

La cámara 2 de secado está ubicada en una cámara 4 de combustión. La cámara 4 de combustión es de forma paralelepípeda en la parte inferior 5 y es parcialmente cilíndrica en la parte superior 6 y está internamente tapada con un material refractario 7, por ejemplo, a través de ladrillos refractarios en la parte inferior 5 y fibras aislantes en la parte superior 6 (fig. 2). En la parte inferior 5 de la cámara 4 de combustión están colocados uno o más quemadores 8, cuya llama se desarrolla habitualmente a lo largo de la cámara 4 de combustión y calienta la cámara de secado solamente por fuera por radiación y convección, evitando una posible contaminación de del PPC (por ejemplo, para uso alimentario o farmacéutico) con los productos tóxicos de la combustión.

Según una forma alternativa de realización, útil para la producción de PCC para usos industriales, el secador incluye medios para poner los productos de la combustión directamente dentro de la cámara de secado, provocando un calentamiento directo.

El secador incluye también objetos para desplazar la cámara 2 de secado, de forma que provoque una agitación en el PPC con respecto a la cámara 2 de secado.

La cámara de secado está sostenida, ventajosamente, de una forma rotatoria alrededor de un eje de rotación R y el rotor de un motor eléctrico 9 a velocidad ajustable y está conectada a la cámara de secado a través de una transmisión en la reducción 10, con el fin de hacer posible que gire alrededor del eje de rotación R. A través del control y la variación de la velocidad rotatoria de la cámara de secado, es posible verificar el grado de agitación del PCC en la cámara de secado.

Como un aspecto de esta invención, el secador 1 incluye al menos uno o, preferentemente, más de uno de objetos 11 que aumentan la superficie de intercambio térmico... [Seguir leyendo]

1. Secador (1) para secar carbonato de calcio precipitado, que comprende:

- una cámara (2) de secado que define un espacio (3) de secado para contener el carbonato de calcio precipitado (45),

- medios (4, 8) de calentamiento para calentar la cámara (2) de secado,

- medios (9, 10) de movimiento adecuados para desplazar la cámara (2) de secado, con el fin de provocar un movimiento del carbonato de calcio precipitado en relación con la cámara (2) de secado,

- uno o más objetos (11) que aumentan la superficie de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado, en que estos objetos (11) están dispuestos en el espacio (3) de secado y pueden ser desplazados en relación con la cámara ce secado (2),

caracterizado porque los medios (4, 8) de calentamiento comprenden una cámara de combustión (4) y la cámara (2) de secado está dispuesta al menos parcialmente en el interior de la cámara de combustión (4), de forma que la cámara (2) de secado puede ser calentada desde el exterior y la cámara (2) de secado comprende una pared (12) de encamisado que define una pluralidad de compartimentos (13) que sobresalen externamente con el fin de aumentar la superficie externa (14) de la cámara (2) de secado expuesta a dicha cámara de combustión (4) y la superficie interna (15) de la cámara (2) de secado en relación de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado y los objetos (11).

2. Secador (1) según la reivindicación 1, en el que dichos objetos (11) están completamente desconectados de la cámara (2) de secado y libres para flotar en el interior del espacio (3) de secado.

3. Secador (1) según la reivindicación 1, en el que dichos objetos (11) están conectados a la cámara (2) de secado.

4. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho objetos (11) tienen un peso específico mayor que el peso específico del carbonato de calcio precipitado que va a ser secado.

5. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos objetos (11) tienen una capacidad térmica mayor que la del carbonato de calcio precipitado que va a ser secado.

6. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual, durante el movimiento de la cámara (2) de secado, los objetos (11) entran en contacto con una superficie calentada (15) de la cámara (2) de secado y con el carbonato de calcio precipitado, con el fin de calentar los objetos (11) a través del intercambio térmico con la superficie calentada (15) y calentar el carbonato de calcio precipitado a través del intercambio térmico entre una superficie de dichos objetos (11) y el carbonato de calcio precipitado.

7. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que, durante el movimiento de la cámara (2) de secado, los objetos (11) se desplazan en relación con el carbonato de calcio precipitado y provocan la disgregación del carbonato de calcio precipitado y aumentan su superficie de intercambio térmico.

8. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho objetos (11) comprenden bolas metálicas, hechas preferentemente de acero inoxidable.

9. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara (2) de secado está soportada de forma rotatoria alrededor de un eje de rotación (R) y los medios (9, 10) de movimiento incluyen medios adecuados para hacer rotar la cámara (2) de secado.

10. Secador (1) según las reivindicaciones anteriores, en el que los compartimentos (13) están dispuestos distribuidos de forma uniforme alrededor de la pared (12) de encamisado.

11. Secador (1) según las reivindicaciones anteriores, en el que los compartimentos (13) tienen una forma que sobresale hacia el exterior con el fin de facilitar su vaciado cuando están en una posición de vaciado durante el movimiento de la cámara (2) de secado.

12. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los compartimentos (13) se extienden en una dirección sustancialmente radial con respecto al eje de rotación (R) de la cámara (2) de secado.

13. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los compartimentos (13) comprenden dos paredes (16, 16') aproximadamente radiales respecto al eje de rotación (R) y enfrentadas una a otra y la distancia entre las dos paredes radiales (16, 16') es menor que su extensión radial.

14. Secador (1) según la reivindicación anterior, en el que la distancia entre las dos paredes radiales (16, 16') es menor que la mitad de su extensión radial.

15. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara (2) de secado comprende un tambor con una pared de encamisado sustancialmente cónico cilíndrico o truncado (12) con la excepción de los posibles compartimentos (13).

16. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de paletas

(17) de arrastre que se extienden desde una pared (12) de encamisado de la cámara (2) de secado en el interior del espacio (3) de secado.

17. Secador (1) según la reivindicación anterior, en el que las paletas (17) de arrastre están dispuestas a distancias constantes una a otra alrededor de la pared de (12) encamisado de la cámara (2) de secado.

18. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, en el que cada paleta (17) de arrastre está dispuesta cerca de uno de los compartimentos (13) formada de manera que, cuando el compartimento (13) está en una posición en la que descarga el carbonato de calcio precipitado y los objetos (11) bajo el efecto de la fuerza de la gravedad, el carbonato de calcio precipitado y los objetos (11) corren a lo largo de la paleta (17) de arrastre antes de caer en el espacio (3) de secado.

19. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que la paleta (17) de arrastre incluye una porción (18) de soporte inclinada con respecto a la dirección radial respecto al eje de rotación (R) en el sentido de rotación (F) de la cámara (2) de secado.

20. Secador (1) según la reivindicación anterior, en la que la porción (18) de soporte define un plano de soporte para el carbonato de calcio precipitado y para los objetos (11).

21. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en el que la paleta (17) de arrastre comprende una porción (19) de paleta colocada en la extremidad interna en sentido radial de la paleta de arrastre y orientada sustancialmente hacia la dirección de rotación (F) de la cámara (2) de secado.

22. Secador (1) según la reivindicación anterior, en el que la porción (19) de paleta y la porción (18) de soporte definen un ángulo entre 90º y 150º, preferentemente de aproximadamente 120º (visto desde el lado enfrentado a la dirección de rotación F).

23. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, en el que las paletas (17) de arrastre se extienden sustancialmente en la dirección longitudinal de la cámara (2) de secado, y una pluralidad (19') de estas paletas de arrastre (19, 19') se desvían desde la dirección longitudinal hasta la dirección opuesta al sentido de rotación (F) de la cámara (2) de secado de forma que, durante la rotación de la cámara (2) de secado, el carbonato de calcio precipitado es trasladado a lo largo de la dirección longitudinal.

24. Secador (1) según la reivindicación anterior, en el que la cámara (2) de secado incluye una porción frontal (20), en la que las paletas de arrastre (19) se extienden longitudinalmente de forma sustancialmente exacta, y una porción trasera sucesiva (21), en la que las paletas de arrastre (19') se desvían de la longitud longitudinal.

25. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye también:

- una cámara (22) de enfriamiento que delimita un espacio (23) de enfriamiento adecuado para contener el carbonato de calcio precipitado secado procedente del espacio (3) de secado;

- medios (24) de enfriamiento en relación de intercambio térmico con el espacio (23) de enfriamiento.

26. Secador (1) según la reivindicación anterior, en el que la cámara (22) de enfriamiento está conectada con la cámara de secado, de forma que rota conjuntamente con la cámara (2) de secado.

27. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 25 ó 26, en el que los medios (24) de enfriamiento incluyen una batería de enfriamiento que tiene una superficie aumentada, dispuesta en el espacio (23) de enfriamiento.

28. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, en el que la cámara (22) de enfriamiento incluye una pared de encamisado sustancialmente cónico cilíndrico o truncado (25) y una pluralidad de cucharas

(26) de arrastre que se extienden desde la pared (25) de encamisado hacia el espacio (23) de enfriamiento.

29. Secador (1) según la reivindicación 28 anterior, en el que las cucharas (26) de arrastre están dispuestas a 5 distancias constantes una de otra a lo largo de la pared (25) de encamisado de la cámara (22) de enfriamiento.

30. Secador (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara (2) de secado y la cámara (22) de enfriamiento están hechas de acero, preferentemente acero al carbono o acero inoxidable.

31. Método para secar carbonato de calcio precipitado, que incluye las fases de:

- calentar una cámara de secado en relación de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado; -desplazar la cámara de secado, de forma que provoque un movimiento del carbonato de calcio precipitado con relación a la cámara de secado;

- insertar en la cámara de secado uno o más objetos que aumenten la superficie de intercambio térmico para el intercambio de calor con el carbonato de calcio precipitado, en que estos objetos son desplazables con respecto a la cámara de secado, con el fin de que se desplacen con relación a la cámara de secado durante su movimiento, caracterizado por

- proporcionar una cámara de combustión (4) y disponer la cámara (2) de secado al menos parcialmente en el interior de la cámara de combustión (4), de forma que la cámara (2) de secado sea calentada desde el exterior, y

- proveer la cámara (2) de secado de una pared (12) de encamisado que define una pluralidad de compartimentos

(13) que sobresalen externamente con el fin de aumentar la superficie externa (14) de la cámara (2) de secado expuesta a dicha cámara de combustión (4) y para aumentar la superficie interna (15) de la cámara (2) de secado en relación de intercambio térmico con el carbonato de calcio precipitado y los objetos (11).

32. Método según la reivindicación anterior, que incluye la fase de mezclar el carbonato de calcio precipitado con los objetos para aumentar la superficie de intercambio térmico.

33. Método según las reivindicaciones 31 ó 32, en el que estos objetos tienen un peso específico mayor que la 25 densidad del carbonato de calcio precipitado.

34. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 33, que incluye la fase de mezclar el carbonato de calcio precipitado con una pluralidad de bolas metálicas, que se desplazan en la cámara de secado.

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