ES2221220T3 - Metodo y dispositivo para la retirada de fundido de sosa de una unidad de recuperacion de sosa. - Google Patents

Abstract

Método para la retirada de fundido de sosa de una caldera de recuperación de sosa junto con un apagado de la caldera de recuperación de sosa, método en el que se interrumpe el suministro de lejía a la caldera y, si es necesario, se quema el montón de sosa solidificada acumulado en la caldera utilizando la llama de un quemador de gas o aceite hasta que la superficie del fundido de sosa en la caldera de recuperación de sosa haya bajado hasta el nivel del borde inferior de la abertura de descarga, caracterizado porque se continúa el calentamiento del fundido de sosa con la llama del quemador de gas o aceite de modo que mantenga en el estado fundido y se bombea el fundido de sosa fuera de la caldera de recuperación de sosa.

Description

Método y dispositivo para la retirada de fundido de sosa de una unidad de recuperación de sosa.

La presente invención se refiere a un método, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1, y a un dispositivo, tal como se define el preámbulo de la reivindicación 9, para la retirada de fundido de sosa de una caldera de recuperación de sosa.

En la producción de celulosa mediante el denominado proceso al sulfato, se cuecen virutas de madera en un licor de cocción alcalino en el que los componentes activos son hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na_{2}S). Éstos se oxigenan en el proceso de cocción, produciendo carbonatos y sulfatos. Además, se disuelve aproximadamente el 50% de la madera, sobre todo las ligninas y la hemicelulosa, pero también los minerales de la madera.

La lejía negra producida en el proceso se quema en una unidad de recuperación de sosa, permitiendo que se recupere su contenido de calor y que se reciclen los productos químicos útiles contenidos en ella.

En la caldera de recuperación o unidad de recuperación de sosa, se quema la lejía negra y la lejía de sosa contenida en la mezcla como un componente incombustible, que consiste sustancialmente en sulfuro de sodio y carbonato de sodio, se funde en el fondo de la caldera de recuperación por la acción del calor. La temperatura del fundido de sosa está generalmente entre 800 - 1050ºC. Durante el uso normal de la caldera de recuperación de sosa, el fundido de sosa fluye fuera de la caldera a través de un canal, cuando el nivel de fundido de sosa en la caldera se eleva por encima del borde inferior de la abertura de descarga del canal. El fundido de sosa fluye fuera de la caldera de recuperación a través del canal de fundido de sosa y se divide en gotas minúsculas por medio de un chorro de vapor. La lejía de sosa así dividida se conduce en la forma de pequeñas partículas a un tanque de solución y se disuelve en agua.

El borde inferior de la abertura de descarga en una caldera de recuperación de sosa está generalmente a una altura de 0,4 - 0,6 m desde el fondo de la caldera. Por tanto, existe siempre una capa de fundido de sosa de espesor correspondiente sobre el fondo de la caldera de recuperación de sosa, cuyo fin es, entre otras cosas, garantizar un proceso de combustión uniforme y recoger los productos residuales en el fondo de la caldera de recuperación de sosa mientras que el fundido de sosa se recupera desde la superficie de la capa de fundido de sosa.

En situaciones de tiempo de parada, el fundido de sosa se enfría y endurece en el fondo de la caldera de recuperación de sosa. El fundido de sosa así solidificado se retira de la caldera triturando la masa y sacándola utilizando palas y una carretilla en espacios reducidos a través de la abertura de descarga y posteriormente se lleva en un camión hasta un vertedero. El resto del fundido de sosa solidificado se suelta del fondo de la caldera de recuperación de sosa utilizando un chorro de agua a alta presión y disolviéndolo en agua. Normalmente, el agua de lavado debe recogerse en primer lugar en depósitos de seguridad, desde los que se vacía lentamente a una planta de tratamiento de aguas residuales debido a que una gran cantidad de lejía destruiría los procesos de purificación de la planta de tratamiento de aguas residuales.

El método actual utilizado para limpiar una unidad de recuperación de sosa supone una operación lenta y difícil y un periodo de tiempo de espera prolongado en la unidad de recuperación de sosa. La retirada del fundido de sosa solidificado, en estado sólido, de la unidad de recuperación de sosa supone el esfuerzo manual de varias personas que trabajan en espacios difíciles y reducidos. El transporte del fundido de sosa solidificado, que puede hacerse con hasta 100 m^{3} cada vez, hasta el vertedero es caro. El tratamiento del agua de lavado es siempre un proceso lento y difícil, y si el agua de lavado se lleva hasta una planta de tratamiento de aguas residuales, afectará al proceso de purificación. Además, la masa sólida retirada y llevada hasta un vertedero consiste en productos químicos relativamente valiosos, que se retiran así del proceso y tienen que sustituirse por nuevos productos químicos.

Según el documento US-A-5.635.095, no se retira el fundido que solidifica en el fondo de una caldera de recuperación tras el apagado, sino que se utiliza un elemento calefactor para formar una masa fundida cuando se pone en marcha la caldera.

El objeto de la presente invención es eliminar los inconvenientes descritos anteriormente. Un objeto específico de la presente invención es describir un nuevo tipo de método y un dispositivo correspondiente por medio del cual puede retirarse el fundido de sosa rápida y fácilmente de una unidad de recuperación de sosa, mientras se produce una mínima cantidad de residuos.

En cuanto a las características de la invención, se hace referencia a las reivindicaciones.

En el método de la invención para la retirada de fundido de sosa de una caldera de recuperación de sosa, junto con el apagado de la caldera de recuperación de sosa, se interrumpe el suministro de lejía a la caldera y, si es necesario, se quema el montón de sosa solidificada acumulada en la caldera utilizando la llama de un quemador de gas o aceite, de modo que la superficie del fundido de sosa en la caldera de recuperación de sosa baje hasta el nivel del borde inferior de la abertura de descarga. Según la invención, se continúa el calentamiento del fundido de sosa con la llama del quemador de gas o aceite, de modo que se evite que solidifique y se retira el fundido de sosa de la caldera de recuperación de sosa mediante bombeo.

Preferiblemente, el fundido de sosa se bombea fuera de la caldera de recuperación de sosa a través de la abertura de descarga de fundido de sosa, en cuyo caso no se necesitan hacer orificios de bombeo separados ni otros cambios estructurales, incluso en unidades de recuperación de sosa ya existentes.

El bombeo se realiza preferiblemente utilizando una bomba de espiral con una larga tubería de aspiración que puede insertarse en la caldera de recuperación de sosa y una espiral que gira en el interior de la tubería. Si se utiliza una tubería de aspiración suficientemente larga, puede insertarse en la caldera de recuperación de sosa a través de la abertura de descarga del canal de fundido de sosa, mientras el motor e incluso todos los cojinetes de la bomba permanecen fuera de la caldera.

Puesto que la temperatura en el interior de la caldera de recuperación de sosa es relativamente alta, la tubería de aspiración y la espiral se precalientan preferiblemente antes de insertarse en el fundido de sosa. Como la tubería de aspiración y la espiral pueden ser relativamente largas, por ejemplo de aproximadamente 5 m, pueden deformarse por las variaciones de temperatura. Por este motivo, el precalentamiento se realiza preferiblemente haciendo girar la espiral en la tubería de aspiración, mientras que al mismo tiempo se empuja la bomba dentro de la caldera de recuperación de sosa y en el fundido de sosa. Además, la espiral se hace girar en el sentido opuesto con respecto al sentido de bombeo para garantizar que no salpicará el fundido de sosa a los instaladores, en ninguna circunstancia durante la instalación de la bomba. Como el fundido de sosa se bombea fuera a través de la abertura de descarga de fundido de sosa, también es natural que el fundido de sosa debe bombearse al canal de fundido de sosa, permitiendo que se trate y recicle exactamente de la misma manera en que se realizó durante el funcionamiento normal de la unidad de recuperación de sosa.

El dispositivo de la invención para la retirada de fundido de sosa de una unidad de recuperación de sosa comprende una tubería de aspiración diseñada para insertarse en el fundido de sosa a través de la abertura de descarga del canal de fundido de sosa, una espiral que gira en el interior de la tubería de aspiración por medio de un medio de potencia y una abertura del conducto de salida de fundido de sosa en el exterior de la caldera de recuperación de sosa. El conducto de salida está dispuesto preferiblemente así en la tubería de aspiración que se abre al canal de fundido de sosa.

El conducto de salida puede consistir sólo en un orificio situado en una ubicación adecuada en la tubería de aspiración, pero preferiblemente el conducto de salida consiste en una tubería o canal, por ejemplo, de ramificación con una curvatura hacia abajo desde la tubería de aspiración hacia el canal de fundido de sosa. De esta manera, el fundido de sosa puede retirarse de la caldera de recuperación de sosa mediante una ruta relativamente cerrada en el canal de fundido de sosa, evitando así que salpique fuera a los espacios circundantes.

Comparado con la técnica anterior, el método y el dispositivo de la invención tienen ventajas significativas. Los periodos de tiempo de parada de servicio de las unidades de recuperación de sosa pueden reducirse a una fracción de su duración actual. Puede minimizarse la cantidad de trabajo que se ha de realizar en el interior de la unidad de recuperación de sosa en condiciones de trabajo incómodas y estrechas. Se minimiza la cantidad de residuos sólidos y líquidos producidos junto con el apagado de la unidad de recuperación de sosa. Se evita el transporte de los residuos sólidos hasta un vertedero. La carga de efluentes nocivos impuesta a la planta de tratamiento de aguas residuales se reduce significativamente. Se recuperan los productos químicos valiosos, que hasta ahora tenían que sustituirse por nuevos productos químicos.

A continuación, se describirá la invención en detalle haciendo referencia al dibujo adjunto, que presenta un diagrama que ilustra el método y el dispositivo de la invención.

El dibujo muestra un diagrama de un sistema que comprende una caldera 1 de recuperación de sosa con una abertura 3 de descarga en su parte inferior, a través de la cual puede fluir el fundido 4 de sosa en la caldera de recuperación de sosa hacia fuera a un canal 2 de fundido de sosa en una situación de funcionamiento normal. El borde 9 inferior de la abertura 3 de descarga está a una altura tal en la caldera de recuperación de sosa que el espesor de la capa 4 de fundido de sosa sobre el fondo de la caldera esté generalmente entre 0,4 - 0,6 m.

Cuando el fundido 4 de sosa sobre el fondo de la caldera 1 de recuperación de sosa se va a retirar de la manera más completa posible, se utiliza un dispositivo tal como se presenta en el dibujo. El dispositivo comprende una larga tubería 5 de aspiración unida a un motor 6. Situada en el interior de la tubería de aspiración se encuentra una espiral 7 que puede hacerse girar, conectada al eje del motor 6. La espiral 7 se extiende en el eje 10 desde el extremo de la tubería 5 de aspiración a través de cierta distancia hasta el motor 6 de modo que, en el extremo superior de la espiral, se ramifica un conducto 8 de salida de forma curva desde la tubería de aspiración. Junto con el canal 2 de fundido de sosa, pueden utilizarse diversas estructuras 11 de soporte y protección para soportar la tubería 5 de aspiración y evitar que el fundido de sosa caliente salpique el exterior de la caldera de recuperación de sosa.

El aparato presentado en el dibujo se utiliza tal como sigue. Cuando se va a apagar la unidad 1 de recuperación de sosa, se para el suministro de lejía a la caldera pero se continúa el calentamiento del fundido 4 de sosa utilizando el quemador de gas o aceite de la unidad de recuperación de sosa, de modo que se mantenga el fundido de sosa en el estado fundido. Tras haber bajado la superficie del fundido de sosa hasta el nivel del borde 9 inferior de la abertura 3 de descarga, es decir, cuando no fluye más fundido de sosa por sí mismo fuera de la caldera de recuperación de sosa, se inserta la tubería 5 de aspiración a través de la abertura 3 de descarga en el fundido 4 de sosa. Simultáneamente al empuje de la tubería de aspiración en el fundido de sosa, se hace girar la espiral 7 por medio del motor 6 en el sentido opuesto al sentido de bombeo de modo que, mientras se está instalando la bomba, no se descargará fundido de sosa caliente por casualidad a través del conducto 8 de salida. Al mismo tiempo, la rotación de la espiral 7 garantiza que se calentará uniformemente en el fundido de sosa caliente y permanecerá justo en el interior de la tubería de aspiración. La tubería de aspiración se inserta preferiblemente en la caldera de recuperación de sosa de modo que la punta de la tubería de aspiración llegue hasta el punto más bajo de la caldera, mientras que el conducto 8 de salida se dirige hacia abajo, hacia el canal 2 de fundido de sosa. Después de esto, puede iniciarse el bombeo haciendo funcionar el motor 6, de modo que se haga girar la espiral 7 en el sentido de bombeo. Ahora, se descarga el fundido de sosa a través del conducto 8 de salida en el canal 2 de fundido de sosa, desde el que puede hacerse pasar adicionalmente a un tratamiento con chorro de vapor tal como se conoce en la técnica, antes de disolverse en agua.

Cuando se utilizan este método y dispositivo, el resultado es una caldera de recuperación de sosa relativamente limpia, quedando sólo 5 - 10 cm de fundido de sosa en el fondo, que entonces se enfría y se retira mediante métodos convencionales, disolviendo y reduciendo con un chorro de agua a presión.

Claims (11)

1. Método para la retirada de fundido de sosa de una caldera de recuperación de sosa junto con un apagado de la caldera de recuperación de sosa, método en el que se interrumpe el suministro de lejía a la caldera y, si es necesario, se quema el montón de sosa solidificada acumulado en la caldera utilizando la llama de un quemador de gas o aceite hasta que la superficie del fundido de sosa en la caldera de recuperación de sosa haya bajado hasta el nivel del borde inferior de la abertura de descarga, caracterizado porque se continúa el calentamiento del fundido de sosa con la llama del quemador de gas o aceite de modo que mantenga en el estado fundido y se bombea el fundido de sosa fuera de la caldera de recuperación de sosa.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se bombea hacia fuera el fundido de sosa a través de la abertura de descarga del canal de fundido de sosa.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el bombeo se realiza utilizando una bomba de espiral dotada de una tubería de aspiración y una espiral.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque la tubería de aspiración de la bomba de espiral se inserta en la caldera de recuperación de sosa a través de la abertura de descarga del canal de fundido de sosa.

5. Método según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque se precalienta la bomba de espiral antes de insertarse en el fundido de sosa.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 - 5, caracterizado porque, mientras que se precalienta la bomba de espiral y se inserta en el fundido de sosa, se hace girar la espiral en el interior de la tubería de aspiración en el sentido opuesto al sentido de bombeo.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado porque se bombea el fundido de sosa al canal de fundido de sosa.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, caracterizado porque el fundido de sosa bombeado al canal de fundido de sosa se divide en pequeñas gotas por medio de vapor.

9. Dispositivo para la retirada de fundido de sosa de una caldera de recuperación de sosa, comprendiendo dicha caldera (1) de recuperación de sosa un canal (2) de fundido de sosa montado en el exterior de la caldera de recuperación de sosa y una abertura (3) de descarga en la caldera de recuperación de sosa para la descarga de fundido (4) de sosa desde la caldera de recuperación de sosa al canal de fundido de sosa, caracterizado porque el dispositivo comprende una tubería (5) de aspiración diseñada para insertarse a través de una abertura, preferiblemente la abertura (3) de descarga, una espiral (7) que puede hacerse girar en el interior de la tubería de aspiración por medio de un medio (6) de potencia, y un conducto (8) de salida de fundido de sosa que conduce hacia fuera de la tubería de aspiración y la abertura en el exterior de la caldera de recuperación de sosa.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el conducto de salida se abre al canal de fundido de sosa.

11. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el conducto de salida consiste en una ramificación de tubería con una curvatura hacia abajo desde la tubería de aspiración hacia el canal de fundido de sosa.