ES2286357T3 - Procedimiento para la eliminacion de impurezas de una suspension acuosa de pasta de papel. - Google Patents

Procedimiento para la eliminacion de impurezas de una suspension acuosa de pasta de papel. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la eliminación de impurezas de una suspensión (S) acuosa de pasta de papel con ayuda de una instalación de flotación, que comprende varias zonas de flotación, que se airean respectivamente, caracterizado porque la cantidad de aire que se añade en la última zona de flotación o en las últimas zonas de flotación se modifica de tal manera, que para satisfacer las demandas de calidad con respecto a la pasta (7) aceptada evacuada de esta instalación de flotación, especialmente para conseguir un valor nominal de calidad predeterminado, se produce un aumento o disminución del desbordamiento (3'') extraído en estas zonas de flotación.

Description

Procedimiento para la eliminación de impurezas de una suspensión acuosa de pasta de papel.
La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de impurezas de una suspensión acuosa de pasta de papel según el preámbulo de la reivindicación 1.
Mediante la flotación se forma un lodo flotante o espuma que contiene las sustancias que han de separarse. Un caso de aplicación típico para tales procedimientos es la preparación de una suspensión obtenida a partir de papel viejo impreso, en la que las partículas de la tinta ya se han disuelto de las fibras, de modo que pueden eliminarse por flotación. El proceso de flotación descrito en este caso emplea las diferencias entre la pasta de papel y las partículas de impurezas no deseadas de tal manera, que la pasta debido a su carácter más bien hidrófilo permanece en la suspensión fibrosa, mientras que las partículas de impurezas mencionadas son hidrófobas y por ello llegan a la espuma junto con las burbujas de aire. Debido a que en este caso, no se eliminan mediante flotación todos los sólidos, sino que se separan fibras de sustancias contaminantes, se habla de una flotación selectiva. El término también utilizado "Destintado por flotación" ("Flotationsdeinking") no se utiliza por norma sólo para la eliminación de partículas de tinta (ink = tinta), sino también más generalmente para la flotación selectiva de sustancias contaminantes a partir de suspensiones de pasta. Tales sustancias son especialmente adhesivos, los denominados "Stickies", partículas finas de plástico y eventualmente también
resinas.
Tal como se describe por ejemplo en el documento US 5.062.964 A, puede ajustarse la cantidad de aire utilizada para la flotación, para regular la cantidad de la espuma generada. Con ello se evita especialmente una cantidad excesiva de espuma. También se menciona, que la cantidad de aire no debe ser demasiado pequeña, para evitar pérdidas de calidad.
Una instalación de flotación del tipo descrito en el presente documento está compuesta por una pluralidad de zonas de flotación, que se airean respectivamente. Es decir, que al menos en una parte de las zonas de flotación tiene lugar una nueva adición de aire o gas a la suspensión alimentada a esta zona. A este respecto se conoce por ejemplo por el documento EP 1 124 001 A2 variar la cantidad del aire para diferentes zonas de flotación.
También se conoce realizar en procedimientos de flotación mediciones sucesivas de valores de calidad y magnitudes de funcionamiento importantes y valorarlos según la técnica de regulación. A este respecto, el documento DE 44 29 277 A1 enumera ejemplos, en los que con ayuda de la lógica difusa se regulan cantidades/niveles y la calidad del producto.
Debido a que la espuma de flotación, que se forma en una única etapa de flotación, aún contiene en la mayoría de los casos un porcentaje considerable de fibras de papel, se trabaja a menudo también con dos etapas de flotación, dirigiendo el desbordamiento, es decir, la espuma de flotación de la primera etapa como entrada a la segunda etapa. Habitualmente se habla entonces de una primera y una segunda etapa de flotación o también de una flotación primaria y secundaria. También pueden concebirse instalaciones de flotación, que tengan más de dos etapas. El caudal de una etapa de flotación posterior puede añadirse de nuevo a la afluencia de la etapa de flotación anterior. Las instalaciones, que funcionan según un procedimiento de este tipo, han dado buenos resultados, dado que con pérdidas reducidas de material llevan a una calidad buena de la pasta aceptada así formada. Dado que sin embargo, las materias primas, especialmente cuando están compuestos por papel viejo cambian continuamente su composición y calidad, no siempre es sencillo hacer funcionar tales instalaciones de manera óptima. Una optimización puede estar dirigida por ejemplo a que con valores de calidad que pueden alcanzarse de manera más sencilla a corto plazo (por ejemplo un grado de blancura superior) no se supere el valor nominal de calidad sino que en su lugar se disminuya la pérdida de fibras.
Otro problema se basa en que debido a los grandes volúmenes de los dispositivos de flotación los tiempos muertos de regulación también son a menudo muy altos.
La invención se basa en el objetivo de configurar el procedimiento de tal manera que se posibilite una regulación buena y de acción rápida, por ejemplo de la calidad constante de la pasta aceptada generada. A este respecto las pérdidas de material deben limitarse a la menor medida posible.
Este objetivo ya se soluciona completamente mediante las características mencionadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Con ayuda del procedimiento según la invención se crean posibilidades para mejorar adicionalmente mediante procesos de regulación automáticos la acción de una instalación de flotación. A este respecto se controla la acción de la última zona de flotación, eventualmente junto con una o varias dispuestas directamente aguas arriba, mediante la modificación de la aireación de tal manera que se modifica inmediatamente la pasta aceptada de salida. De este modo puede reaccionarse de una manera relativamente rápida a fluctuaciones de la calidad a corto plazo. De manera especialmente ventajosa puede combinarse este procedimiento con regulaciones, que son adecuadas para la compensación de fluctuaciones lentas de la calidad. En general puede decirse que una regulación que reacciona lentamente puede funcionar más fácilmente en el óptimo económico de una totalidad de instalación. Por otro lado es imprescindible para garantizar la calidad reaccionar rápidamente también en caso de fluctuaciones a corto plazo, incluso aunque en consecuencia tuviera que sufrir la economía de todo el proceso en alguna medida.
El procedimiento según la invención puede realizarse ventajosamente en instalaciones de flotación, que están dotadas de una pluralidad de celdas de flotación iguales o similares conectadas en serie. A este respecto se transporta el caudal de una celda aguas arriba a la afluencia de una celda aguas debajo de la misma etapa de flotación, pudiendo airear nuevamente estas corrientes de suspensión con medios sencillos.
La invención y sus ventajas se explican mediante los dibujos. A este respecto muestran:
la figura 1: un esquema de procedimiento con dos etapas de flotación;
la figura 2: una celda de flotación para la realización del procedimiento;
la figura 3: muy esquemáticamente: celdas de flotación dispuestas unas al lado de otras;
la figura 4: un esquema de procedimiento con una única etapa de flotación;
la figura 5: un esquema de procedimiento con un etapa secundaria conectada previamente.
Según la figura 1 se alimenta la suspensión S de pasta de papel en primer lugar a una primera etapa 1 de flotación. La construcción de una etapa de flotación de este tipo con respecto a los aparatos se conoce en sí misma. De manera ventajosa puede contener varias celdas de flotación, a través de las que fluye la suspensión de manera sucesiva. En el ejemplo mostrado en este caso están representadas seis celdas 10 a 15 de flotación de la primera etapa 1 de flotación. Se extrae el caudal 5 de una celda de flotación y vuelve a alimentarse a la siguiente celda de flotación a través de la bomba 6. A este respecto tiene lugar una nueva aireación. Los desbordamientos 3' de cada una de las celdas de flotación se eliminan como espuma de flotación de esta primera etapa 1 de flotación, eventualmente se desairean (no mostrado) y se alimentan junto con los desbordamientos de las otras celdas de esta etapa de flotación a la siguiente y en este caso última etapa 2 de flotación. De ésta también se extrae una espuma de flotación (desbordamiento 8), siendo típico para tales conexiones en cascada que la espuma de flotación de las etapas posteriores contenga considerablemente más impurezas y considerablemente menos fibras que la espuma de flotación de las etapas previas. El caudal 4 formado en la segunda etapa 2 de flotación se devuelve a la primera etapa 1 de flotación y se hace flotar de nuevo, dado que en muchos casos no consigue la calidad del caudal 7 de la primera etapa 1 de flotación. Las dos últimas celdas 14 y 15 de flotación de la primera etapa 1 de flotación se abastecen por las bombas 9 y 9', que están dotadas con accionamientos 17 y 17' regulables. También puede ser suficiente, prever esta medida sólo en la última celda 15 de flotación.
De manera ventajosa se regula toda la instalación de flotación mediante un regulador 16. Este regulador 16 procesa entre otros una señal de calidad del sensor 18 de calidad y controla los accionamientos 17 y 17'.
Además, por medio del transmisor 19 o 19' de nivel y la válvula 23 o 23' de control se mantiene en el conducto de paso de una celda de flotación la altura del nivel de suspensión en la celda de flotación a un valor predeterminado. Esto regula la cantidad de espuma en la compuerta de desbordamiento que no se ha modificado. Aplicado a la segunda etapa 2 de flotación, mediante la modificación del nivel puede influirse en la calidad de la pasta 7 aceptada, porque con ello, referido al caudal de esta etapa, se elimina una cantidad de espuma y con ello también de impurezas superior o inferior. Sin embargo esto también modifica a su vez las concentraciones en las etapas de flotación, de modo que transcurre un tiempo considerable, hasta que se ha establecido un nuevo estado de equilibrio. Esta regulación es especialmente adecuada para compensar fluctuaciones de calidad lentas.
La celda 15 de flotación representada esquemáticamente en la figura 2 como corte de una vista lateral muestra la evacuación de la espuma, que sale a través de una compuerta 21 hacia el canal 22 de espuma. A menudo varias celdas aproximadamente iguales componen una etapa de flotación y están conectadas entre sí de manera hidrostática, de modo que en las mismas se establece un mismo nivel de líquido. La alimentación y aireación de la corriente de material alimentada tienen lugar en cada caso mediante un tubo 20 de aireación. Éste succiona el aire L según el principio de inyector del interior de la celda de flotación.
El caudal depurado de una celda se bombea muy cerca del suelo. Dado que en el caso de la celda mostrada en este caso se trata de la última de la primera etapa 1 de flotación, la pasta 7 aceptada bombeada desde la misma representa en general la pasta aceptada de la totalidad de la instalación de flotación, por tanto debe satisfacer las demandas de calidad exigidas a la misma. Un sensor 18 de calidad comunica los valores correspondientes al regulador 16. El nivel en esta celda de flotación se determina mediante el transmisor 19 de nivel y también se transmite al regulador 16. De este modo puede mantenerse el nivel constante en todas las celdas pertenecientes a una etapa, por ejemplo accionando la válvula 23 de control tras la indicación del regulador 16. También es posible, medir el nivel en el canal 22 de espuma, para regular la salida de espuma. La bombea 9' igualmente visible sirve para extraer la pasta aceptada de la celda no mostrada, adyacente que está conectada aguas arriba de esta celda y para introducirla en el tubo 20 de aireación de la celda 15 ya mencionado. A este respecto se prevé en este caso la posibilidad de influir mediante la modificación del número de revoluciones del accionamiento 17 en el caudal de la bomba. Si por ejemplo el sensor 18 de calidad comunica una desviación del valor nominal, mediante una variación correspondiente del número de revoluciones del accionamiento 17' puede llegar un caudal volumétrico modificado a la celda 15 de flotación. A consecuencia de las proporciones físicas en el tubo 20 de mezcla esto lleva a una cantidad superior de aire con un caudal volumétrico creciente y a una cantidad inferior de aire con un caudal volumétrico decreciente. Con una cantidad superior de aire también aumenta espontáneamente la cantidad de material evacuado mediante la espuma. La cantidad de la pasta 7 aceptada extraída de la última celda 15 de flotación puede permanecer a este respecto igual, lo que aún se explicará en relación a la figura 3.
En la combinación de este proceso de regulación de acción rápida en la primera etapa 1 de flotación con el de acción lenta en la última etapa 2 de flotación se encuentra una configuración especialmente ventajosa del procedimiento. Las desviaciones de la calidad pueden compensarse en primer lugar a corto plazo, lo que es prioritario para la producción del papel a partir de la pasta de papel. En un proceso de regulación más lento superpuesto se minimizan las pérdidas sin que sufra la calidad.
En la figura 3 están representadas muy esquemáticamente las celdas de flotación dispuestas unas al lado de otras. Esta figura muestra una posibilidad muy sencilla, para conectar tales celdas dispuestas en horizontal entre sí a través de aberturas 24 en las paredes de las celdas de manera hidrostática. De este modo pueden compensarse las diferencias de los caudales volumétricos alimentados y evacuados por las bombas.
Tal como muestra la figura 4 en un ejemplo adicional, también es posible realizar la medida según la invención en una instalación de flotación, que sólo presenta una única etapa de flotación. A este respecto el desbordamiento 8' de la primera zona de flotación, que en este caso se forma por la celda 25 de flotación, se extrae y desecha como producto de rechazo. También puede considerarse desechar como producto de rechazo los desbordamientos de varios desbordamientos situados en la parte aguas arriba de esta instalación de flotación. Por el contrario en la figura 5 se encuentran, visto en el sentido de la circulación, antes de la afluencia de la suspensión S de pasta de papel celdas 27, 28 de flotación adicionales que deben considerarse con respecto a su función como etapa secundaria. A éstas se alimenta el desbordamiento 3, que está compuesto por los desbordamientos 3' individuales. El desbordamiento 8'' de estas dos celdas 27, 28 de flotación se trata como producto de rechazo.

Claims (15)

1. Procedimiento para la eliminación de impurezas de una suspensión (S) acuosa de pasta de papel con ayuda de una instalación de flotación, que comprende varias zonas de flotación, que se airean respectivamente, caracterizado porque la cantidad de aire que se añade en la última zona de flotación o en las últimas zonas de flotación se modifica de tal manera, que para satisfacer las demandas de calidad con respecto a la pasta (7) aceptada evacuada de esta instalación de flotación, especialmente para conseguir un valor nominal de calidad predeterminado, se produce un aumento o disminución del desbordamiento (3') extraído en estas zonas de flotación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la pasta (7) aceptada de la instalación de flotación se forma con el caudal de la última zona de flotación.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el valor nominal de calidad de la pasta (7) aceptada es un grado de blancura.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el valor nominal de calidad de la pasta (7) aceptada es la limpieza.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el valor nominal de calidad de la pasta (7) aceptada es el contenido en ceniza.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la calidad de la pasta (7) aceptada de la última zona de flotación se mide en línea mediante un sensor (18) de calidad y porque esta señal de medición se procesa en un regulador (16), que lleva a cabo los controles mencionados.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación de flotación contiene al menos dos etapas (1, 2) de flotación, que están conectadas de tal manera, que el desbordamiento (3) de la etapa de flotación anterior se dirige a la afluencia de la siguiente etapa de flotación, estando compuesta al menos la primera etapa (1) de flotación por varias zonas de flotación, que se airean respectivamente, pudiendo ajustarse la cantidad del desbordamiento (8, 8') de la segunda etapa (2) de flotación y modificando al menos en una etapa (1) de flotación que no pertenece a la última etapa (2) de flotación la cantidad del aire, que se añade en la última zona de flotación o en las últimas zonas de flotación de estas etapa (1) de flotación, de tal manera que para satisfacer las demandas de calidad con respecto a la pasta (7) aceptada evacuada de esta etapa (1) de flotación se produce un aumento o disminución del desbordamiento (3') extraído en estas zonas de flotación.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la cantidad del desbordamiento (8, 8'') de la última etapa (2) de flotación se ajusta de tal manera, que la pasta (7) aceptada de la primera etapa (1) de flotación satisface las demandas de calidad, realizándose este proceso de regulación de una manera considerablemente más lenta que la intervención de regulación mencionada en la alimentación de aire de la etapa (1) de flotación aguas arriba.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque las zonas de flotación se forman por celdas (10, 11, 12, 13, 14, 15) de flotación, de las que se extrae la pasta (5) aceptada correspondiente mediante una bomba (6, 9, 9') y tras una nueva aireación, se conduce a la siguiente celda de flotación, estando dispuestas las celdas de flotación en horizontal unas al lado de otras y estando conectadas entre sí de manera hidrostática.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la cantidad de aire puesta a disposición para la flotación en la última celda (15) de flotación o en las últimas celdas (14, 15) de flotación se modifica por el ajuste de la cantidad de paso hidráulica de la bomba (9, 9') correspondiente que sirve para la conducción.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque puede cambiarse el número de revoluciones del accionamiento (17, 17') de la bomba (9, 9').
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque la calidad de la pasta (7) aceptada de la primera etapa (1) de flotación se mide en línea mediante un sensor (18) de calidad y porque esta señal de medición se procesa en un regulador (16), que lleva a cabo los controles mencionados.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se ajusta el nivel en las celdas de flotación para el control de la cantidad de la espuma evacuada de flotación.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque un transmisor (19, 19') de nivel detecta el nivel de líquido en la celda de flotación y porque mediante el ajuste del caudal volumétrico del caudal (4, 7) de una etapa (1, 2) de flotación se regula la cantidad (3, 8) de desbordamiento de esta etapa (1, 2) de flotación.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque el caudal (4) de la última etapa (2) de flotación se devuelve a la afluencia de una etapa (1) de flotación aguas arriba con respecto a ésta.
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