ES2321990T3 - PROCEDURE FOR THE ELIMINATION OF THE TENSIANS IN THE COURSE MANUFACTURING COURSE IN MACHINE AND PAPER MACHINE USING THIS PROCEDURE. - Google Patents
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Abstract
Description
Procedimiento de eliminación de los tensioactivos en el curso de la fabricación del papel en máquina y máquina para papel que utiliza este procedimiento.Procedure to eliminate surfactants in the course of machine paper manufacturing and paper machine that uses this procedure.
La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado de fabricación de papel en máquina, así como a la máquina para papel adaptada para la puesta en práctica de dicho procedimiento.The present invention relates to a Improved machine papermaking process, as well as to the paper machine adapted for the implementation of said process.
Más precisamente, la invención utiliza la técnica de flotación por aire dispersado, que permite liberar las aguas utilizadas en la fabricación del papel de las sustancias tensioactivas.More precisely, the invention uses the dispersed air flotation technique, which allows the waters used in the manufacture of the role of substances surfactants
Resulta de ello un mejor funcionamiento de la máquina para papel y un papel producido de mayor calidad.This results in a better functioning of the paper machine and a higher quality produced paper.
Es conocido que la presencia de las sustancias tensioactivas adolece de numerosos inconvenientes cuando tiene lugar la fabricación del papel.It is known that the presence of substances surfactants suffers from numerous drawbacks when it has paper making place.
En primer lugar, estas sustancias tienden a estabilizar cualquier burbuja de aire introducida en los circuitos de cabeza, en particular cuando la pasta está muy cizallada como en un clasificador, una bomba, .... Esto necesita por tanto disponer de aparatos desaireadores generalmente dispuestos justo antes de la caja de cabeza.First, these substances tend to stabilize any air bubbles introduced in the circuits head first, particularly when the pasta is very sheared as in a classifier, a pump, .... This therefore needs to have of deaerator devices generally arranged just before the head box
Por otra parte, como los tensioactivos son también responsables de la espuma observada en los circuitos de cabeza, necesitan la utilización de agentes antiespuma, añadidos en casi todos los circuitos de las máquinas existentes.On the other hand, as surfactants are also responsible for the foam observed in the circuits of head, need the use of antifoam agents, added in Almost all circuits of existing machines.
Además de estos dos efectos visibles (aire en la pasta y espuma), las sustancias tensioactivas permanecen en el seno de la suspensión o del agua de proceso y se acumulan en los circuitos de cabeza.In addition to these two visible effects (air in the paste and foam), the surfactants remain in the breast of the suspension or process water and accumulate in the head circuits
Por consiguiente, los tensioactivos pueden reducir considerablemente, incluso aniquilar la eficacia de varios productos químicos introducidos en cabeza de máquina, tales como agentes de pegado, agentes de retención y de escurrido... Así, la publicación "Influence of surface active sustances on AKD sizing", E. Zeno et al, Nordic Pulp and Paper Research Journal, Vol. 20 nº 2/2005, págs. 252-57 refiere los efectos nefastos de las sustancias tensioactivas sobre el pegado. Por ello, su presencia puede también tener consecuencias muy importantes, sobre las propiedades del papel pero también sobre la productividad.Accordingly, surfactants can significantly reduce, even annihilate the effectiveness of various chemicals introduced into the machine head, such as bonding agents, retention agents and draining agents ... Thus, the publication " Influence of surface active substances on AKD sizing ", E. Zeno et al, Nordic Pulp and Paper Research Journal, Vol. 20 No. 2/2005, pp. 252-57 refers to the harmful effects of surfactants on bonding. Therefore, its presence can also have very important consequences, on the properties of paper but also on productivity.
Existe por tanto la necesidad evidente de eliminar selectivamente y eficazmente los tensioactivos presentes en las aguas de fabricación del papel.There is therefore the obvious need to selectively and effectively remove the surfactants present in the papermaking waters.
El documento DE-A-19914779 describe un procedimiento de fabricación de papel en máquina que comprende, en la parte húmeda, una etapa de flotación de las aguas blancas, así como una máquina para papel que comprende, en su parte húmeda, un célula de flotación de las aguas blancas.The document DE-A-19914779 describes a papermaking process in machine comprising, in the wet part, a floating stage of the white waters as well as a paper machine that comprises, in its wet part, a white water flotation cell.
En primer lugar, la invención se refiere por tanto a un procedimiento de fabricación de papel en máquina que comprende en la parte húmeda por lo menos una etapa de separación de las sustancias tensioactivas presentes en las aguas blancas por flotación por aire dispersado.First, the invention is referred to by both to a machine papermaking process that it comprises in the wet part at least one stage of separation of the surfactants present in the white waters by dispersed air flotation.
Se entiende por "sustancias tensioactivas" unos compuestos químicos que, introducidos en un líquido, rebajan su tensión superficial, lo que tiene por efecto aumentar sus propiedades humectantes.It is understood as "surfactants" chemical compounds that, introduced in a liquid, lower its surface tension, which has the effect of increasing its moisturizing properties
Puede tratarse por ejemplo de ácidos grasos o de tensioactivos no iónicos. Estas sustancias son en particular encontradas de nuevo en cantidades importantes en las aguas del procedimiento cuando la pasta utilizada para la fabricación del papel es pasta reciclada. En efecto, además de las sustancias añadidas voluntariamente cuando tiene lugar el desentintado, otras sustancias tensioactivas son "relargadas" por los papeles recuperados (tensioactivos añadidos en la formulación de las tintas de impresión, en la formulación de las capas aplicadas en superficie del papel para la fabricación de los papeles de revistas) y también relargadas por las fibras de pasta mecánica cuando tiene lugar su obtención (desfibrado, refinado) o su blanqueo.It can be for example fatty acids or nonionic surfactants. These substances are in particular found again in significant quantities in the waters of procedure when the paste used to manufacture the Paper is recycled pulp. Indeed, in addition to the substances added voluntarily when the deintint takes place, others Surfactants are "related" by the papers recovered (surfactants added in the formulation of the inks printing, in the formulation of the layers applied in paper surface for the manufacture of magazine papers) and also related by mechanical pulp fibers when you have place to obtain it (defibrated, refined) or its laundering.
En la presente aplicación, aparece que las sustancias tensioactivas no tienen ningún efecto benéfico eventual, incluso presentes en pequeña cantidad. El objetivo buscado en el marco de la invención es por tanto la eliminación total de las sustancias tensioactivas presentes en las aguas que sirven para la fabricación del papel en máquina para papel, después de su separación.In the present application, it appears that the surfactants have no eventual beneficial effect, even present in small quantity. The objective sought in the framework of the invention is therefore the total elimination of surfactants present in the waters that are used for papermaking in paper machine, after separation.
En el marco de la invención, la etapa de separación de las sustancias tensioactivas se realiza gracias a la técnica de flotación por aire dispersado.Within the framework of the invention, the stage of separation of the surfactants is carried out thanks to the dispersed air flotation technique.
Esta técnica consiste en separar las sustancias tensioactivas del agua que las contiene, arrastrándolas a la superficie por el insuflado, en el seno de la masa líquida, de burbujas de aire que presentan un diámetro comprendido entre algunas centenas de micrones y unos milímetros. Resulta de ello una espuma de flotación rica en sustancias tensioactivas aisladas. Esta espuma es entonces separada del líquido tratado, por aspiración o desbordado por ejemplo.This technique involves separating substances surfactants of the water that contains them, dragging them to the surface by insufflation, within the liquid mass, of air bubbles that have a diameter between a few hundred microns and a few millimeters. It results from it a flotation foam rich in isolated surfactants. This foam is then separated from the treated liquid, by aspiration or overflowed for example.
Se ha demostrado en el marco de la invención que esta técnica era la más adecuada, en particular la más selectiva y la más eficaz, para la separación de las sustancias tensioactivas de las aguas destinadas a la preparación de la pasta de papel.It has been demonstrated in the context of the invention that this technique was the most appropriate, in particular the most selective and the most effective, for the separation of surfactants from Waters intended for the preparation of paper pulp.
Otra contribución de la invención ha sido determinar los puntos más juiciosos del procedimiento de fabricación de papel en máquina, en el que se debe realizar el tratamiento por flotación por aire dispersado.Another contribution of the invention has been determine the most judicious points of the manufacturing procedure of paper in machine, in which the treatment by dispersed air flotation.
En efecto, la separación de este flujo debe realizarse minimizando lo máximo posible las pérdidas de materias en suspensión y las pérdidas de agua, estando las fábricas obligadas a reducir cada vez más su consumo de agua.Indeed, the separation of this flow must be done minimizing material losses as much as possible in suspension and water losses, the factories being obliged to reduce your water consumption more and more.
Así, para reducir al máximo las pérdidas de sólidos, el tratamiento se realiza sobre un flujo poco cargado de materias en suspensión. Además, para reducir las pérdidas de agua, el procedimiento de eliminación de los tensioactivos debe concentrar lo máximo posible el rechazo rico en tensioactivos.Thus, to minimize losses of solids, the treatment is carried out on a low load flow of suspended matters. In addition, to reduce water losses, The surfactant removal procedure should concentrate as much as possible the rejection rich in surfactants.
De manera general, el tratamiento por flotación por aire dispersado se realiza en la totalidad o parte de las aguas blancas.In general, flotation treatment dispersed air is carried out in all or part of the waters white
En un primer modo de realización, la etapa de separación de las sustancias tensioactivas por flotación por aire dispersado se realiza directamente sobre las aguas de filtración, que proceden de la tela o mesa de formación del papel, antes de su recirculación y su reciclado.In a first embodiment, the stage of separation of surfactants by air flotation dispersed is carried out directly on the filtration waters, that come from the fabric or paper formation table, before recirculation and recycling.
Una segunda posibilidad, también más eficaz, consiste en realizar esta flotación por aire dispersado sobre las aguas del recuperador de fibras, en cabeza de máquina, a nivel del circuito de aguas blancas de la máquina para papel. La recuperación de las fibras puede ser realizada o bien con la ayuda de un filtro de disco, o bien con una célula de flotación por aire disuelto. Las aguas salidas de este recuperador de fibras están por tanto empobrecidas en materias en suspensión, lo que permite limitar las pérdidas de sólidos.A second possibility, also more effective, it consists in carrying out this flotation by air dispersed on the fiber recovery waters, at the machine head, at the level of White water circuit of the paper machine. The recuperation of the fibers can be made or with the help of a filter of disk, or with a flotation cell by dissolved air. The outflows of this fiber recuperator are therefore impoverished in suspended matter, which allows limiting solid losses.
En la práctica, la flotación por aire dispersado genera una espuma denominada de flotación en la cual las sustancias tensioactivas están prisioneras en forma concentrada. Como ya se ha mencionado, estas espumas están destinadas a ser eliminadas después de su recuperación, clásicamente por desbordado o por aspiración.In practice, dispersed air flotation generates a so-called flotation foam in which substances surfactants are imprisoned in concentrated form. As already mentioned, these foams are intended to be removed after of recovery, classically by overflowing or by aspiration.
Un procedimiento según la invención prevé la evacuación de esta espuma de flotación directamente a una estación de depuración. De manera ventajosa, la espuma de flotación es tratada previamente con ozono, lo que facilita la degradación de los tensioactivos.A method according to the invention provides for evacuation of this flotation foam directly to a station Debugging Advantageously, the flotation foam is previously treated with ozone, which facilitates the degradation of surfactants
Otra posibilidad es la de introducir este flujo en medio de la mesa de escurrido de los lodos, para hacer fluir los tensioativos en los lodos.Another possibility is to introduce this flow in the middle of the sludge draining table, to flow the sludge surfactants.
Según un segundo aspecto, la invención se refiere a una máquina para papel adaptada para la puesta en práctica del procedimiento descrito anteriormente.According to a second aspect, the invention is refers to a paper machine adapted for implementation of the procedure described above.
Una máquina para papel según la invención se caracteriza por tanto por la presencia en su parte húmeda de por lo menos una célula adaptada para la flotación por aire dispersado que permite la separación de las sustancias tensioactivas presentes en las aguas blancas.A paper machine according to the invention is characterized therefore by the presence in its humid part of so least one cell adapted for flotation by dispersed air that allows the separation of the surfactants present in The white waters
En la práctica, dicha célula está ideada de manera que tenga unas duraciones de contacto, entre burbujas de aire y agua a tratar, suficientemente largas. Así, todos los tensioactivos, incluso de cinética de adsorción lenta, tienen tiempo de emigrar hacia las interfaces aire/agua de las burbujas de aire.In practice, said cell is designed to so that it has contact durations, between bubbles of air and water to be treated, long enough. So, all Surfactants, including slow adsorption kinetics, have time to migrate to the air / water interfaces of the bubbles of air.
El porcentaje de aire introducido en la célula debe ser suficientemente grande para que la superficie de adsorción de los tensioactivos sea suficiente. De manera que se minimicen las pérdidas de agua, son necesarias varias etapas. Una de las formas de minimizar las pérdidas de agua es disponer asimismo de una célula con un espesor de espuma suficientemente importante para secar la espuma concentrada en tensioactivos.The percentage of air introduced into the cell must be large enough for the adsorption surface of the surfactants is sufficient. In a way that minimizes Water losses, several stages are necessary. One of the ways to minimize water losses is also to have a cell with a foam thickness important enough to dry the foam concentrated in surfactants.
La célula de flotación por aire dispersado, tal como la descrita anteriormente, está ventajosamente posicionada a nivel del circuito de las aguas blancas, en particular a nivel de las aguas de filtración que proceden de la tela de formación del papel, antes de que sean puestas de nuevo en circulación y recicladas.The dispersed air flotation cell, such as described above, it is advantageously positioned at white water circuit level, particularly at the level of the filtration waters that come from the formation fabric of the paper, before they are put back into circulation and recycled
De manera aún más ventajosa, la célula de flotación está situada sobre el circuito de las aguas clarificadas que proceden del recuperador de fibras, de manera que se minimicen las pérdidas de materias.Even more advantageously, the cell of flotation is located on the clarified water circuit that come from the fiber recuperator, so that they are minimized material losses.
Además, la máquina para papel según la invención está ventajosamente dotada de un sistema de recuperación de las espumas generadas por la célula de flotación por aire dispersado. Según un primer sistema, se trata de una conexión entre la célula de flotación y una estación de depuración, preferentemente a través de una unidad de tratamiento con ozono. Según una segunda alternativa, la célula de flotación está conectada a una mesa de escurrido de los lodos.In addition, the paper machine according to the invention It is advantageously equipped with a recovery system for foams generated by the dispersed air flotation cell. According to a first system, it is a connection between the cell of flotation and a purification station, preferably through of an ozone treatment unit. According to a second Alternatively, the flotation cell is connected to a table drained from sludge.
La presente invención se refiere a cualquier tipo de máquinas para papel. Están más particularmente previstas por la presente invención, las máquinas para papel o los procedimientos que consumen pequeñas cantidades de agua fresca, incluso que funcionan en circuito cerrado. Es efectivamente en estas condiciones cuando las aguas están más cargadas de tensioactivos.The present invention relates to any type of paper machines. They are more particularly planned by the present invention, paper machines or procedures that consume small amounts of fresh water, even that they work in closed circuit. It is indeed in these conditions when the waters are more loaded with surfactants
Como ya se ha mencionado, la invención es asimismo muy útil y eficaz cuando el papel está formado a partir de pastas recicladas (en particular desentintadas) o mecánicas (pasta de madera,...).As already mentioned, the invention is also very useful and effective when the paper is formed from pastes recycled (in particular de-inked) or mechanical (pasta of wood,...).
Una tercera aplicación parece asimismo particularmente adecuada: cuando tiene lugar la fabricación de papeles estucados a partir de pastas vírgenes, el procedimiento puede ser utilizado sobre las aguas de espesado, generadas cuando tiene lugar el reciclado de los desechos de fabricación que deben ser espesados.A third application also seems particularly suitable: when the manufacturing of Coated papers from virgin pasta, the procedure can be used on thickened waters, generated when recycling of manufacturing waste that must be made be thickened
La presente invención presenta por tanto unas ventajas a varios niveles:The present invention therefore presents advantages at several levels:
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- la mejora del funcionamiento de la máquina para papel;the improved operation of the paper machine;
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- la reducción de los caudales de productos químicos en cabeza de máquina;the reduction of the flow of chemical products at the head of machine;
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- la reducción de los defectos inherentes al aire en la pasta (cabeza de alfiler,...).the reduction of airborne defects in the paste (head of pin,...).
El ejemplo de realización siguiente, con el apoyo de la figura adjunta, tiene por objetivo ilustrar la invención pero no es en modo alguno limitativo.The following embodiment example, with the Support of the attached figure, aims to illustrate the invention but it is not in any way limiting.
La figura 1 ilustra una máquina para papel según la invención que permite la realización del procedimiento de fabricación del papel ventajoso tal como el descrito.Figure 1 illustrates a paper machine according to the invention that allows the performance of the process of manufacture of the advantageous paper as described.
Como se ha ilustrado en la figura 1, la máquina para papel según la invención está equipada clásicamente con una caja de cabeza (1) que asegura una repartición homogénea de la pasta en toda la anchura de la mesa de formación del papel (2), de una sección de prensa (3) para eliminar el agua por prensado y de una secadora (4) para eliminar el agua residual por evaporación antes del arrollado del papel en bobina (5).As illustrated in Figure 1, the machine for paper according to the invention it is classically equipped with a head box (1) that ensures a homogeneous distribution of the paste over the entire width of the paper formation table (2), of a Press section (3) to remove water by pressing and of a dryer (4) to remove residual water by evaporation before of the roll of the paper in reel (5).
El agua de filtración bajo la tela de formación es recuperada para ser reciclada y para diluir la pasta en los circuitos de cabeza, antes de los hidrociclones (6) y los clasificadores de cabeza de máquina (7) que sirven para eliminar los contaminantes que tienen una densidad superior a 1 por una parte y los contaminantes de tamaño superior a 150-200 \mum por otra parte.Filtration water under the formation cloth It is recovered to be recycled and to dilute the paste in the head circuits, before hydrocyclones (6) and machine head classifiers (7) used to eliminate pollutants that have a density greater than 1 on the one hand and pollutants larger than 150-200 \ mum on the other hand.
El agua de filtración bajo la tela de formación es o bien reciclada directamente sin ningún tratamiento, o bien clarificada por el clarificador, en el ejemplo una célula de flotación por aire disuelto (8).Filtration water under the formation cloth it is either directly recycled without any treatment, or clarified by the clarifier, in the example a cell of dissolved air flotation (8).
El tratamiento de flotación de las aguas, realizado con la ayuda de una célula de flotación por aire dispersado (9), puede entonces o bien ser realizado sobre la totalidad o parte del flujo de aguas blancas recuperadas bajo la tela de formación (9A), o bien sobre la totalidad o parte del flujo de agua exento de materia en suspensión, a la salida del clarificador (9B).The water flotation treatment, made with the help of an air flotation cell dispersed (9), can then be performed on the all or part of the flow of white water recovered under the formation fabric (9A), either over all or part of the flow of water free of suspended matter, at the exit of clarifier (9B).
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