ES2350896T3 - Disposición y método para el pretratamiento continuo con vapor de astillas durante la producción de pasta de celulosa. - Google Patents
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Abstract
Una disposición para el pretratamiento continuo con vapor de astillas durante la producción de pasta de celulosa, en la que astillas sin tratar que están a una temperatura que corresponde a la temperatura ambiente se alimentan a un recipiente de pretratamiento con vapor (1) en el que las astillas se han de pretratar con vapor (ST) con el objetivo de precalentar las astillas y expulsar el aire que está contenido en las astillas, en la que el recipiente de pretratamiento con vapor tiene una entrada de astillas en la parte de arriba y una salida en el fondo, y en la que se añade vapor al lecho de astillas que se ha establecido en el recipiente de pretratamiento con vapor a través de un medio de generación de vapor de modo que se establece un gradiente de temperatura en el lecho de astillas desde una temperatura alta establecida abajo en el lecho de astillas hasta una temperatura baja establecida en la superficie superior del lecho de astillas, caracterizada porque - una unidad de control (31) está dispuesta de tal modo que detecta por un medio de detección (32) al menos un parámetro operacional que es indicativo del soplado de vapor por el lecho de astillas cuando la baja temperatura en la superficie superior del lecho de astillas excede de un valor umbral, - un medio (10) para la inyección de fluido refrigerante desde una fuente (CS) de fluido refrigerante está dispuesto en la parte de arriba del recipiente de pretratamiento con vapor, - al menos una válvula reguladora (11) está dispuesta en la tubería de conexión entre la fuente (CS) de fluido refrigerante y el medio de inyección (10), y - la unidad de control (31) está dispuesta para abrir la válvula reguladora (11) por medios de activación cuando el parámetro operativo que ha sido detectado indica que está teniendo lugar un soplado.
Description
Disposición y método para el pretratamiento
continuo con vapor de astillas durante la producción de pasta de
celulosa.
La presente invención se refiere a una
disposición y un método para pretratamiento continuo con vapor de
astillas durante la producción de pasta de celulosa según las
introducciones de la reivindicación 1 y la reivindicación 5,
respectivamente.
En relación con la producción de pasta de
celulosa a partir de astillas generalmente se desea pretratar en
primer lugar las astillas con vapor de modo que se pueda expulsar el
aire. Si esto se lleva a cabo de manera satisfactoria, se facilita
la impregnación homogénea de las astillas, y esto da una calidad de
la pasta mejor y más uniforme y una menor cantidad de rechazo.
También es posible conseguir un mejor tránsito de la columna de
astillas a través del digestor continuo si se ha expulsado todo el
aire. En ciertos sistemas convencionales más antiguos, se han usado
silos de astillas a presión atmosférica, en los que se precalientan
las astillas con vapor a fin de expulsar el aire. Con estos sistemas
se obtienen volúmenes muy grandes de aire expulsado, y este aire
está contaminado con turpentina, metanol y otros gases explosivos.
Si se usa el vapor que se ha obtenido de la despresurización de
lejías negras, este vapor contiene también grandes cantidades de
sulfuros conocidos como "gases TRS" (donde "TRS" es una
abreviatura de "azufre reducido total"). Estos sulfuros son muy
malolientes. Estos gases TRS contienen, entre otros compuestos,
sulfuro de hidrógeno (H_{2}S), metil mercaptano (CH_{3}SH),
sulfuro de dimetilo (CH_{3}SCH_{3}), disulfuro de dimetilo
(CH_{3}SSCH_{3}), y otros gases que son fuertemente malolientes
o explosivos. El sulfuro de hidrógeno y el metil mercaptano se
desprenden en una medida importante de la vaporización de lejías
negras, y sus puntos de ebullición son -60ºC y + 6ºC,
respectivamente. Esto quiere decir que es difícil separarlos de los
gases mediante condensación.
Los gases que no se prestan a una eliminación
fácil mediante condensación son conocidos como "NCG" (donde
"NCG" es una abreviatura de "gas no condensable"). A
menudo se usa vapor puro para calentar el silo de astillas a fin de
minimizar la liberación de gases TRS, y el vapor de lejías negras
se usa en primer lugar en un recipiente de pretratamiento con vapor
presurizado que se sitúa después del silo de astillas. Incluso si se
usa el vapor de lejías negras únicamente en un recipiente de
pretratamiento con vapor presurizado posterior, esos gases TRS
pueden escapar hacia atrás al silo de astillas, por ejemplo, durante
interrupciones en la operación. Sin embargo, el uso de vapor puro
para el pretratamiento con vapor es costoso puesto que se reduce en
este caso la cantidad de vapor disponible para producción de
electricidad en el molino de pasta.
El vapor se conduce a través del lecho completo
de astillas en ciertos sistemas de pretratamiento con vapor, y esto
quiere decir que se obtienen grandes volúmenes de gases débiles
diluidos que se tienen que manejar en lo que se conoce como
"sistemas de gases débiles". Estos sistemas de pretratamiento
con vapor se conocen a menudo como sistemas de "soplado", en
los que la temperatura en la superficie superior del lecho de
astillas, o en la fase gaseosa por encima de las astillas, o en
ambas posiciones, es considerablemente más alta que la temperatura
ambiente, normalmente alrededor de 60-100ºC. Un
inconveniente importante de estos sistemas es que una fracción
importante de la energía del vapor que se suministra se expulsa con
los gases expulsados. Estos gases se condensan en sistemas de gases
débiles con el resultado de que se obtienen grandes cantidades de
agua caliente de baja calidad, que a menudo se pasa al sistema de
purga, lo que conduce a grandes pérdidas de energía.
La tecnología de la práctica anterior ha
identificado que el problema es el de desear que se minimice el
escape de gases tóxicos o peligrosos que se desprenden durante el
pretratamiento con vapor que usa vapor caliente. Normalmente hay
transferencia de gases débiles desde el silo de astillas a un
sistema de destrucción, y una transferencia adicional de liberación
de gases desde el recipiente de pretratamiento con vapor, siendo
considerados a menudo estos últimos gases como gases fuertes.
Normalmente, se intenta mantener la concentración de los gases
débiles en un valor claramente por debajo de 4% en volumen, y el de
los gases fuertes claramente por encima de 40% en volumen.
En silos de astillas conocidos en los que se
sopla vapor al lecho de astillas, se generan grandes cantidades de
gases, y se requieren sistemas tanto de vapor puro como especiales
que puedan tratar con estos gases. Los gases expulsados pueden
adquirir fácilmente una composición muy explosiva. No hay riesgo de
explosión siempre y cuando la concentración de los gases esté por
debajo de aproximadamente 4% en volumen o claramente por encima de
40% en volumen. Por esta razón, se usan tanto sistemas de gases
débiles que mantienen una concentración por debajo de 4% en volumen,
típicamente 1-2% en volumen, como sistemas de gases
fuertes que mantienen una concentración claramente por encima de 40%
en volumen. Así, se garantiza en sistemas de gases débiles que la
concentración se mantiene claramente por debajo de 4% en volumen, y
esto conlleva el transporte de grandes cantidades de aire. Tan
pronto como se va a aumentar la cantidad de gases, se tiene que
realizar el correspondiente aumento en la cantidad de aire a fin de
mantener la concentración por debajo del nivel crítico.
Por ejemplo, si se crea 1 kg/min de NCG mediante
pretratamiento con vapor en un silo de astillas, la cantidad de
aire tiene que estar alrededor de 50 kg/min a fin de mantener una
concentración de aproximadamente 2% en volumen. Si la cantidad de
NCG aumentara a 2 ó 3 kg/min, como puede ocurrir en caso de ciertas
perturbaciones en el proceso, la cantidad de aire se tiene que
aumentar temporalmente a 100 ó 150 kg/min, respectivamente. Esto da
como resultado que los sistemas están dimensionados de modo que
puedan tratar con el caudal normal, mientras que los gases en
exceso que se desprenden durante las interrupciones en la operación
se expulsan directamente a la atmósfera a través de conductos de
escape.
Una solución adicional para minimizar los
volúmenes de gases débiles es controlar el flujo de astillas a
través del silo de astillas de modo que se establezca un flujo de
émbolo estable a través del silo de astillas, y en la que la adición
de vapor al silo de astillas tiene lugar de manera controlada de
modo que solamente se calientan a 100ºC las astillas en la parte
inferior del silo, mientras que la temperatura en la fase gaseosa
por encima del nivel de las astillas que se establece en el silo de
pretratamiento con vapor corresponde esencialmente a la temperatura
ambiente.
Esta técnica es conocida como control de
"techo frío" y se usa en silos de astillas que se comercializan
por Metso Paper con el nombre de silos DUALSTEAM®, y que se usan en
recipientes de impregnación que se comercializan con el nombre de
IMPBIN®. La ventaja principal de estos sistemas es que proporcionan
calentamiento de manera eficiente, porque todo el calor suministrado
se absorbe en el proceso. Esto está en contraposición con el
calentamiento en el que se deja que el vapor salga por la superficie
superior del lecho de astillas y en el que hay que condensar el
vapor de escape, dando grandes pérdidas de energía. Una ventaja
adicional del control de "techo frío" es que no se establece
una posición adicional en el proceso en la que tiene lugar la
pérdida de turpentinas de las astillas, y por esta razón
esencialmente toda la turpentina acompaña a la lejía negra que se
saca del proceso de digestión. La presión de esta lejía negra se
puede liberar a continuación de manera convencional en un depósito
de expansión o en el proceso de evaporación.
Se han desarrollado varias soluciones muy
costosas a fin de reducir la explosividad y la toxicidad de los
gases. Por ejemplo, los documentos WO 96/32531 y US 6.176.971
describen diferentes sistemas en los que la lejía de digestor que se
saca del digestor genera vapor puro desde agua normal. El contenido
en TRS de los gases débiles se reduce usando vapor completamente
puro para el pretratamiento con vapor de las astillas, puesto que el
vapor que se usa está totalmente exento de cualquier contenido en
TRS.
Sin embargo, estos sistemas inevitablemente dan
origen a pérdida de energía y equipo de proceso más costoso.
El documento SE 528116 (WO2007064296) describe
una realización para el manejo de los gases débiles que se expulsan
de un silo de astillas con control de techo frío. En este caso se
añade aire al sistema de gases débiles en una cantidad que es
proporcional al grado de soplado, de modo que los gases débiles
permanecen en todo momento en el lado diluido de la región de
concentración en la que llegan a ser explosivos. Aquí se incluye una
operación de lavado de gases en el sistema de gases débiles.
El tratamiento de astillas con vapor en la
tecnología de la práctica anterior ha tenido el objetivo principal
de expulsar aire de las astillas y, por esta razón, no se ha
considerado la posibilidad de usar fluidos refrigerantes
directamente en el tratamiento con vapor. La técnica de
refrigeración se ha usado exclusivamente en el sistema de gases
débiles posterior, que es independiente del recipiente de
pretratamiento con vapor, donde los gases se han enfriado o
condensado. Sin embargo, se ha demostrado que el caso es que el uso
de fluidos refrigerantes durante el tratamiento con vapor es muy
eficaz, y que se requieren cantidades relativamente pequeñas de
fluido refrigerante para eliminar problemas con los olores. Dado que
las perturbaciones en el sistema ocurren esporádicamente, es
sencillo evitar los efectos de dilución en los sistemas de gases
débiles anteriormente descritos, con el uso de refrigeración
directa.
Un primer objetivo de la invención es hacer más
seguro el proceso de pretratamiento con vapor de modo que el riesgo
de soplado de las astillas se reduzca al mínimo, y esto a su vez
garantiza que la liberación de gases malolientes a los alrededores
se pueda mantener al mínimo.
Un segundo objetivo es garantizar que la capa de
condensado en el lecho de astillas se mantiene a un nivel seguro en
el volumen de astillas, y que no alcanza la superficie superior del
volumen de astillas donde este condensado se puede convertir en
gas.
Un tercer objetivo es que el sistema de
seguridad se use preferiblemente durante lo que se conoce como
control de "techo frío" durante el pretratamiento con vapor de
las astillas, donde las astillas se calientan de modo que se forma
un gradiente de temperatura en el volumen de astillas, donde las
astillas en la parte de arriba del silo de astillas tienen la
temperatura ambiente, típicamente alrededor de
0-50ºC, preferiblemente 20-40ºC, y
se establece una temperatura gradualmente más alta abajo hacia el
fondo del silo de astillas, con una temperatura ventajosa de
aproximadamente 90-100ºC establecida en el fondo
del silo de astillas. Este sistema da el resultado de que los
volúmenes de gas que se expulsan de las astillas en el silo de
astillas son muy bajos, y la carga sobre el sistema de gases débiles
será mínima durante la operación continua en equilibrio. Sin
embargo, una propiedad del sistema es que los gases expulsados
tienden a condensarse en una capa de condensación dentro del volumen
de astillas. No obstante, el riesgo de soplado de vapor se puede
reducir significativamente, mediante el uso de un sencillo proceso
de refrigeración aplicado a las astillas.
Un cuarto objetivo es minimizar los efectos de
soplado, en caso de que ocurra, reemplazando la superficie de
refrigeración de las astillas por una cantidad de fluido frío, con
lo que se puede reducir al mínimo la cantidad de gases malolientes
emitidos, al tiempo que se puede reducir significativamente la
duración total de la emisión.
Los objetivos anteriormente descritos se
consiguen con una disposición según la parte caracterizadora de la
reivindicación 1 y con un método según la parte caracterizadora de
la reivindicación 5.
La figura 1 muestra esquemáticamente una
disposición según la invención para el pretratamiento con vapor de
astillas.
La figura 1 muestra esquemáticamente un
recipiente adecuado, que se muestra aquí como un recipiente de
impregnación 1, al que se alimentan astillas troceadas CH a través
de un regulador de caudal o canal alimentador 34, en la parte de
arriba del recipiente de impregnación. Este tipo de recipiente de
impregnación se corresponde con el que se comercializa por Metso
Paper con el nombre de IMPBIN®.
A continuación se usará el concepto de
"recipiente de pretratamiento con vapor", concepto que incluye
no solo silos de astillas con pretratamiento con vapor de tipo
DUALSTEAM®, sino también recipientes de impregnación de tipo
IMPBIN® con pretratamiento con vapor integrado. La diferencia
principal entre silos de astillas con pretratamiento con vapor y
recipientes de impregnación con pretratamiento con vapor es que, en
este último caso, tiene lugar la impregnación usando fluido de
impregnación, típicamente lejía negra, en el fondo del recipiente de
impregnación, y esta lejía negra está suficientemente caliente
cuando se añade al recipiente de impregnación para generar vapor. De
esta manera se puede reducir la cantidad de vapor puro que se
requiere para realizar el pretratamiento con vapor completo.
Normalmente se establece un nivel superior de
astillas en la parte de arriba del recipiente de pretratamiento con
vapor, en el que se controla la alimentación de tal manera que este
nivel se establece entre un nivel mínimo inferior y un máximo
superior. Se establece una fase gaseosa en el recipiente entre este
nivel de astillas superior y el techo del recipiente.
El recipiente de pretratamiento con vapor que se
muestra en la figura 1 es un recipiente en el que la impregnación de
las astillas tiene lugar en la parte inferior del recipiente, como
se muestra en el dibujo. Esta puede tener lugar, por ejemplo, según
la técnica que se vende por Metso Paper con el nombre IMPBIN®.
Durante el uso de esta técnica, preferiblemente se añade al
recipiente lejía negra presurizada, BL, con lo que se libera la
presión sobre estas lejías negras calientes y se genera la fracción
principal de vapor que se requiere para el pretratamiento de las
astillas. El vapor que se expulsa de la superficie BL_{LEV} de
las lejías negras se indica como BL_{ST}.
También se puede añadir vapor ST en las partes
inferiores del recipiente de pretratamiento con vapor a través de
adecuadas boquillas de salida o adición, claramente por debajo del
nivel superior de astillas que se ha establecido, donde se regula la
cantidad de vapor conforme a la detección de temperatura en la
columna de astillas. En el dibujo se muestra una sonda de medición
32, sonda que establece un valor medio a lo largo de un gran tramo
de la sonda, y la señal de salida de la sonda se lleva a una unidad
de control 31 que regula las válvulas 33 en la tubería de suministro
de vapor.
El vapor puede ser, preferiblemente, vapor puro
totalmente exento de gases NCG y TRS, o puede ser vapor de lejías
negras con cierto contenido en gases TRS.
El vapor que se requiere para el pretratamiento
con vapor se obtiene por tanto de un medio adecuado de generación de
vapor, ya sea en forma de adición directa de vapor (que puede ser
tanto vapor puro como vapor que contenga gases TRS), o en forma de
lejías negras calientes que generan vapor en el lecho de astillas
cuando se libera su presión. El medio de generación de vapor también
puede ser estas dos fuentes conjuntamente.
Las astillas se pretratan con vapor en la
realización que se muestra según el concepto de techo frío, en el
que se intenta establecer un gradiente de temperatura dentro del
silo de astillas. Las astillas en la superficie superior de la
columna de astillas deberían mantener, idealmente, la temperatura
ambiente, típicamente en la región entre 0 y 50ºC, y
preferiblemente entre 20 y 40ºC.
Un efecto del control de techo frío es que se
forma una capa CL de condensado en la columna de astillas, en la
que se recoge una fracción alta de gases NCG y RTS. Es posible
retener esta capa de condensado a una profundidad segura muy abajo
en el volumen de astillas, y prevenir la expulsión de estos gases
hacia arriba, a condición de que la superficie superior de la
columna de astillas se mantenga a temperatura baja.
Se dispone un canal de ventilación 2 en la parte
superior del recipiente para la retirada de los gases débiles que se
forman. Este canal de ventilación 2 se acopla a un sistema de gases
débiles NCG al que se evacuan los gases débiles para su
destrucción.
Según la invención, existen medios 10 para la
inyección directa de fluido refrigerante desde una fuente CS de
fluido refrigerante, y estos medios se disponen en la parte de
arriba del recipiente de pretratamiento con vapor. Además, se
dispone al menos una válvula reguladora 11 en la tubería de conexión
entre la fuente CS de fluido refrigerante y los medios de inyección
10. La unidad de control 31 se dispone para que abra la válvula
reguladora 10 por medios de activación, y para que active la
refrigeración cuando al menos un parámetro operacional detectado
indique que se está produciendo soplado.
Se dispone al menos una boquilla distribuidora
10 en la salida del medio de inyección, boquilla distribuidora que
es preferiblemente una boquilla de alta presión que distribuye un
liquido refrigerante finamente dividido en la parte de arriba del
recipiente de pretratamiento con vapor. Para condensar gases en la
fase gaseosa, es ventajoso que el fluido refrigerante se inyecte
como gotas finamente divididas, o como niebla finamente dividida,
que aumenta el área de contacto entre la fase gaseosa y el fluido
refrigerante. Es preferible que la presión en el fluido refrigerante
se mantenga a un nivel que corresponda a un exceso de presión de al
menos 3 bar (300 kPa) con relación a la presión en la parte de
arriba del recipiente de pretratamiento con vapor.
Es apropiado que se dispongan varias boquillas
distribuidoras en la parte de arriba del recipiente de
pretratamiento con vapor y que se sitúen de modo que cubran la
sección trasversal completa del flujo del recipiente de
pretratamiento con vapor durante la inyección de fluido
refrigerante. Para un recipiente de pretratamiento con vapor con un
diámetro de 3-8 metros, es posible disponer cuatro
boquillas distribuidoras uniformemente repartidas por la
circunferencia, con 90 grados entre distribuidoras vecinas, con
estas boquillas distribuidoras situadas a una distancia del centro
del recipiente que corresponda a 40-60% del radio
del recipiente.
Para un recipiente de pretratamiento con vapor
con un diámetro de 8-10 metros, es posible disponer
6-8 boquillas distribuidoras uniformemente
repartidas por la circunferencia, con 60 ó 45 grados,
respectivamente entre distribuidoras vecinas, con estas boquillas
distribuidoras situadas a una distancia del centro del recipiente
que corresponda a 40-60% del radio del
recipiente.
Es preferible que el sistema se active durante
el pretratamiento continuo con vapor de astillas para la producción
de pasta de celulosa, en el que se alimentan astillas sin tratar,
que conservan una temperatura que corresponde a la temperatura
ambiente, a un recipiente de pretratamiento con vapor en el que las
astillas se han de tratar con vapor con el objetivo de precalentar
las astillas y expulsar el aire que está contenido en las
astillas. El recipiente de pretratamiento con vapor tiene una
entrada de astillas en la parte de arriba y una salida en el fondo y
donde se añade vapor al lecho de astillas que se ha establecido en
el recipiente de pretratamiento con vapor a través del medio de
generación de vapor de modo que se establece un gradiente de
temperatura en el lecho de astillas desde una temperatura alta que
se ha establecido en la parte de abajo del lecho de astillas hasta
una temperatura baja que se ha establecido en la superficie superior
del lecho de astillas. Cuando una condición operacional indique
posteriormente que hay riesgo de iniciación de soplado de vapor por
el lecho de astillas, se inyecta un fluido refrigerante en la parte
de arriba del recipiente de pretratamiento con vapor. El riesgo de
soplado se puede detectar, por ejemplo, cuando la temperatura en el
lecho de astillas asociada a su superficie superior (o en la fase
gaseosa por encima del nivel de astillas) excede de un valor umbral,
con lo que se activa la inyección.
El riesgo de soplado se puede detectar también,
por ejemplo, cuando el flujo de astillas bien sea de entrada o de
salida del recipiente de pretratamiento con vapor cae por debajo de
un valor umbral, con lo que se activa la inyección.
Como fluido refrigerante se usa agua o fluidos
de proceso fríos del proceso de producción para pasta de celulosa.
Estos fluidos de proceso fríos pueden ser lejías blancas frías,
lejías negras frías o filtrado frío de una etapa de lavado
posterior, etc. La cantidad de fluido refrigerante que se inyecta se
controla preferiblemente para que sea proporcional al grado de
riesgo de soplado, y esto puede tener lugar activando un número
diferente de boquillas de inyección, o usando un grado de abertura
de cada boquilla de inyección activada que se modula por la amplitud
de pulso.
En una forma sencilla de regulación de la
refrigeración, se controla la activación de la refrigeración en
función de la temperatura en el volumen de astillas, que se detecta
por la sonda de medición 32 o por un sensor de temperatura (que no
se muestra en el dibujo) dispuesto en la fase gaseosa por encima del
nivel de astillas. El medio de control 31 abre la válvula 11 en un
grado que es proporcional al exceso de al menos un primer o un
segundo valor umbral, o proporcional al exceso de un valor umbral.
El primer valor umbral puede ser una primera temperatura
predeterminada T_{niv\ring{a} \ 1} y el segundo valor umbral puede
ser una segunda temperatura predeterminada T_{niv\ring{a} \ 2},
donde T_{niv\ring{a} \ 1} < T_{niv\ring{a} \ 2}.
La regulación del flujo de fluido refrigerante
también tiene lugar preferiblemente en combinación con la activación
de otras medidas reguladoras. Se puede detener el suministro de
vapor, por ejemplo, cuando la temperatura llega a ser demasiado
alta. La cantidad de astillas frías que se alimenta también puede
continuar, o se deja que se establezca un nivel más alto cuando la
temperatura llega a ser demasiado alta.
Cuando se aplica la refrigeración en un
recipiente de pretratamiento con vapor que tiene un proceso de
impregnación integrado en el fondo, el sistema puede compensar
sencillamente la dilución que puede ser consecuencia de la inyección
de fluido refrigerante. Se pueden añadir, por ejemplo, más lejías
blancas a las lejías negras con el objetivo de restablecer la
concentración correcta de álcali en el fluido de impregnación. Esto
se muestra en el dibujo mediante una válvula sobre la que puede
ejercer influencia la unidad de control 31, situada en una tubería
de suministro de lejías blancas, WL, que conecta con la tubería
para la adición de lejías negras, BL.
En caso de que se exceda el primer valor umbral,
se activa una subfracción de las boquillas distribuidoras 10, en las
que se puede modular el grado de abertura por amplitud de pulso. Se
puede abrir, por ejemplo, durante un lapso de tiempo del 20% de un
período que dura 300 segundos.
Las restantes boquillas distribuidoras 10 se
pueden activar con la misma modulación de amplitud de pulso (20% de
300 segundos) en el caso de que se exceda un segundo valor
umbral.
Se puede aumentar el grado de la abertura de las
boquillas distribuidoras, de modo que se mantengan abiertas, por
ejemplo, durante la modulación de amplitud de pulso durante el lapso
de tiempo del 40% de un período que dura 300 segundos, en caso de
que se exceda un tercer valor umbral.
Y se puede aumentar el grado de la abertura a
temperaturas todavía más altas, al 20% por escalones, hasta que
todas las boquillas distribuidoras se mantengan continuamente
abiertas.
Es una ventaja si se puede acoplar el efecto de
refrigeración en varias etapas, de modo que no se introduzca un
efecto refrigerante súbito y rápido en una fase gaseosa
sobrecalentada, lo que puede causar una caída de presión
incontrolada y rápida, que incluso puede conducir a una presión
negativa drástica en el recipiente de pretratamiento con vapor tal
que haya riesgo de implosión.
A partir de este ejemplo de activación del
efecto de refrigeración controlada por temperatura, se comprenderá
que también se pueden poner en práctica otros principios de control
para la refrigeración. Por ejemplo, se pueden vigilar los flujos de
entrada y de salida del recipiente de pretratamiento con vapor, y si
el flujo de entrada de astillas frías, por ejemplo, cesa o decrece,
el riesgo de que el calor en el fondo del recipiente se transfiera
hacia arriba aumenta. Lo mismo se pude decir si el flujo de salida
de astillas tratadas con vapor cesa o decrece radicalmente.
El sistema y el método también se pueden
suplementar con la medición del nivel de astillas en el recipiente,
que se detecta mediante un detector de nivel 40, enviándose también
esta señal de nivel a la unidad de control CPU. Se pueden añadir
cantidades gradualmente crecientes de fluido refrigerante en caso de
que el nivel de astillas se hunda gradualmente, por debajo del nivel
mínimo.
Cada boquilla distribuidora puede estar provista
de una válvula reguladora individual 11 para regulación
individual.
La invención se puede variar de muchas maneras
dentro del marco de las reivindicaciones de patente adjuntas. La
disposición de entrada al recipiente puede ser de diferentes tipos,
tales como una simple alimentación de astillas con segmentos
rotatorios (que se muestran esquemáticamente en el dibujo), o
diferentes formas de tornillo de alimentación que a menudo se sitúan
en una carcasa horizontal, con o sin válvula
anti-retorno en la entrada, o, en la manera más
sencilla, en que las astillas simplemente caen al recipiente por una
rampa desde una cinta transportadora.
Claims (10)
1. Una disposición para el pretratamiento
continuo con vapor de astillas durante la producción de pasta de
celulosa, en la que astillas sin tratar que están a una temperatura
que corresponde a la temperatura ambiente se alimentan a un
recipiente de pretratamiento con vapor (1) en el que las astillas se
han de pretratar con vapor (ST) con el objetivo de precalentar las
astillas y expulsar el aire que está contenido en las astillas, en
la que el recipiente de pretratamiento con vapor tiene una entrada
de astillas en la parte de arriba y una salida en el fondo, y en la
que se añade vapor al lecho de astillas que se ha establecido en el
recipiente de pretratamiento con vapor a través de un medio de
generación de vapor de modo que se establece un gradiente de
temperatura en el lecho de astillas desde una temperatura alta
establecida abajo en el lecho de astillas hasta una temperatura
baja establecida en la superficie superior del lecho de astillas,
caracterizada porque
- una unidad de control (31) está dispuesta de
tal modo que detecta por un medio de detección (32) al menos un
parámetro operacional que es indicativo del soplado de vapor por el
lecho de astillas cuando la baja temperatura en la superficie
superior del lecho de astillas excede de un valor umbral,
- un medio (10) para la inyección de fluido
refrigerante desde una fuente (CS) de fluido refrigerante está
dispuesto en la parte de arriba del recipiente de pretratamiento con
vapor,
- al menos una válvula reguladora (11) está
dispuesta en la tubería de conexión entre la fuente (CS) de fluido
refrigerante y el medio de inyección (10), y
- la unidad de control (31) está dispuesta para
abrir la válvula reguladora (11) por medios de activación cuando el
parámetro operativo que ha sido detectado indica que está teniendo
lugar un soplado.
\vskip1.000000\baselineskip
2. La disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque al menos una boquilla distribuidora (10)
está dispuesta en una salida del medio de inyección.
3. La disposición según la reivindicación 2,
caracterizada porque la boquilla distribuidora (10) es una
boquilla distribuidora de alta presión que distribuye una niebla
finamente dividida de fluido de refrigeración en la parte de arriba
del recipiente de pretratamiento con vapor.
4. La disposición según la reivindicación 3,
caracterizada porque un cierto número de boquillas
distribuidoras están dispuestas en la parte de arriba del recipiente
de pretratamiento con vapor, y porque están situadas de tal modo que
cubren la sección trasversal completa del flujo del recipiente de
pretratamiento con vapor durante la inyección de fluido
refrigerante.
5. Un método para el pretratamiento continuo con
vapor de astillas durante la producción de pasta de celulosa, en el
que astillas sin tratar que están a una temperatura que corresponde
a la temperatura ambiente se alimentan a un recipiente de
pretratamiento con vapor (1) en el que las astillas se han de
pretratar con vapor con el objetivo de precalentar las astillas y
expulsar el aire que está contenido en las astillas, en el que el
recipiente de pretratamiento con vapor tiene una entrada de astillas
en la parte de arriba y una salida en el fondo, y en el que se añade
vapor (ST) al lecho de astillas que se ha establecido en el
recipiente de pretratamiento con vapor a través de un medio de
generación de vapor de tal modo que se establece un gradiente de
temperatura en el lecho de astillas desde una temperatura alta
establecida abajo en el lecho de astillas hasta una temperatura baja
establecida en la superficie superior del lecho de astillas,
caracterizado porque, cuando la condición operacional indica
un riesgo de iniciación de soplado de vapor por el lecho de
astillas, se inyecta un liquido refrigerante en la parte de arriba
del recipiente de pretratamiento con vapor.
6. El método según la reivindicación 5,
caracterizado porque el proceso de inyección se activa cuando
la temperatura en la superficie superior del lecho de astillas
excede de un valor umbral.
7. El método según la reivindicación 5,
caracterizado porque el proceso de inyección se activa cuando
el flujo de astillas de entrada o de salida del recipiente de
pretratamiento con vapor cae por debajo de un valor umbral.
8. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 5-7, caracterizado porque,
como fluido refrigerante, se usa agua o fluidos de proceso fríos del
proceso de producción para la pasta de celulosa.
9. El método según la reivindicación 8,
caracterizado porque la cantidad de fluido refrigerante que
se inyecta se controla para que sea proporcional al riesgo de
soplado.
10. El método según la reivindicación 9,
caracterizado porque la cantidad de fluido refrigerante que
se inyecta se controla activando un número diferente de boquillas de
inyección o por modulación de la amplitud de pulso, o por ambos
métodos.
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