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