ES2355117T3 - Aplicación de cogeneración en la producción de papel higiénico. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de producción de papel higiénico, que comprende las etapas siguientes: - recogida de los gases que emanan de la cámara de combustión de una turbina (1) que funciona con gas natural, - la turbina (1) produce electricidad mediante su giro por medio de la energía de los gases de combustión que emanan, - suministro de la electricidad producida a varias máquinas y dispositivos que funcionan con electricidad dentro del proceso de producción, - transferencia de los gases de producción, que emanan de la turbina (1) y que han perdido relativamente su energía, a un cilindro de secado de papel (3) por medio de un tubo de derivación, - aplicación de los mismos sobre el papel enrollado en el cilindro de secado de papel (3), - secado del papel con el gas que pasa a través del tubo, - paso de los gases calientes obtenidos durante el secado a través de la unidad de enfriado por absorción (5), - obtención de agua fría de la unidad de enfriado por absorción (5).

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de papel higiénico, en el que se utilizan los gases de escape calientes de la turbina de gas mediante un sistema de proceso y, al mismo tiempo, se genera electricidad (cogeneración) durante el proceso de secado del papel higiénico. 5

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El secado del papel es uno de los procedimientos que requieren la mayor cantidad de energía en el proceso de producción de papel higiénico. En dicho procedimiento, la hoja de papel se seca en la tapa del cilindro alrededor del cual se enrolla, pasándola sobre el aire caliente generado por los quemadores. Dichos quemadores funcionan con gas natural u otro combustible líquido, y su único objetivo es generar calor. Por 10 otra parte, el vapor enviado al cilindro tipo Yankee se obtiene a partir de generadores de vapor que utilizan combustible.

Una hoja de papel fina, aproximadamente entre 3 y 5,5 metros de anchura, que comprenda un 5% de agua, producida con una velocidad de 2000 metros por minuto, se obtiene filtrando el agua de una mezcla que contiene el 99,8% de agua y el 0,2% de fibra. Tal como se ha mencionado anteriormente, esta hoja de papel 15 se seca mediante su enrollado en cilindros grandes calentados denominados “secadores tipo Yankee”. El vapor pasa también a través del secador Yankee. Este procedimiento que se lleva a cabo en el Yankee es la etapa más importante de la producción de papel higiénico en lo que respecta al consumo de energía.

Dado que, en la actualidad, los costes de energía aumentan continuamente, un descenso de los costes mediante la reducción del elevado consumo de energía en dicho procedimiento de secado supone una mejora 20 deseada en dicho proceso.

Además, en el estado de la técnica, las máquinas y los dispositivos que funcionan con energía eléctrica se utilizan en la mayor parte de los procedimientos en plantas de producción de papel higiénico. Esta situación deja a los procesos de la planta desprotegidos ante las reducciones de eficiencia que tienen lugar como resultado de los cortes de electricidad en la red. El elevado consumo energético, así como los incrementos y 25 fluctuaciones de precios que han experimentado los combustibles no ayudan a que el funcionamiento de los generadores de motor de combustible líquido resulte económico. Además, la calidad de la red eléctrica es otro problema. Las caídas de voltaje en la red impiden el funcionamiento continuo de la mayoría de las máquinas utilizadas en la producción, e incluso pueden provocar el fallo de algunas de ellas. Esta situación provoca un descenso en la eficiencia y un problema en la planta de producción, mientras que los dispositivos averiados 30 representan un coste adicional.

En las plantas de producción de electricidad, dependiendo del uso de un motor o turbina, la eficiencia eléctrica está comprendida entre el 20 y el 55%, y entre el 45 y el 80% de la entrada de energía se transforma en calor y se descarga a la atmósfera. La producción de energía con estos sistemas convencionales conocidos, no sólo contamina el medio ambiente, sino que, además, no resulta suficientemente económica, dado que se 35 pierde una gran parte de la entrada de energía como calor residual.

El procedimiento de cogeneración, que se puede definir como la producción de electricidad con turbinas que funcionan con gas y la utilización del calor del gas de escape caliente que emana de dichas turbinas en varios procesos de producción, es un procedimiento que, en la actualidad, se utiliza en muchos sectores de producción. Entre el 85 y el 90% de la eficiencia total, se puede obtener por medio de unidades de 40 cogeneración que funcionan con gas, que producen simultáneamente calor y electricidad.

Por ejemplo, la solicitud de patente USA nº US2005160618 o el documento WO 03/078728 da a conocer un sistema de cogeneración utilizado para el secado de papel higiénico. Sin embargo, esta aplicación hace referencia a la proporción de un vacío utilizando vapor, en lugar de minimizar el calor y el consumo de electricidad. 45

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la presente invención es realizar un procedimiento de producción de papel higiénico que elimine los problemas que derivan del suministro de la red eléctrica y que provocan la interrupción de la producción, posibilitando al mismo tiempo la conservación de energía en la producción de papel higiénico.

Con este fin, se realiza un procedimiento de producción de papel higiénico, en el que la electricidad se 50 produce a partir de la combustión de gases mediante una turbina, siendo dichos gases de combustión calientes que emanan de la turbina utilizados para el secado de papel higiénico y siendo utilizados los gases que emanan del proceso de secado del papel higiénico, en primer lugar, para la generación de vapor en generadores de vapor y, obteniéndose a continuación el agua fría utilizada en la refrigeración local con un enfriador de absorción y, de este modo, se ha propuesto una solución al problema.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN 5

Se adjuntan las figuras ilustrativas de la aplicación de cogeneración en la producción de papel higiénico realizada para alcanzar el objetivo de la presente invención. En estas figuras:

la Figura 1 es el diagrama de flujo de una forma de realización ejemplificativa del procedimiento de producción de papel higiénico.

la Figura 2 es la tabla que muestra algunas características y valores de funcionamiento de la turbina utilizada 10 en una forma de realización del procedimiento de producción de papel higiénico según la invención.

Los componentes en las figuras se numeran de forma individual, haciendo referencia los números a lo siguiente:

1. turbina de gas

2. quemador 15

3. cilindro de secado de papel

4. generador de vapor

5. enfriador de absorción

El procedimiento de producción de papel higiénico según la invención comprende una turbina de gas que produce electricidad mediante el giro por medio de la energía de los gases de combustión que emanan de la 20 cámara de combustión, suministra la electricidad producida a las distintas máquinas y dispositivos que funcionan con electricidad dentro del proceso de producción, y seca el papel después de que los gases de combustión emanados de la turbina que relativamente hayan perdido su energía se transfieran a los cilindros de secado del papel y se apliquen en el papel enrollado en dicho cilindro de secado de papel.

Los gases calientes que emanan de aquí y que comprenden relativamente vapor de agua se hacen pasar a 25 través del generador de vapor para obtener vapor y, a continuación, se obtiene agua fría en la unidad enfriadora de absorción.

Preferentemente, dicha turbina principal funciona con gas natural y es del tipo "TBM-T70" y el modelo "TAURUS 70-10301 Axial" fabricado por Turbomach, o similar. En la Figura 2, se proporciona una tabla que muestra algunas características y valores de funcionamiento de dicha turbina. La turbina suministra el aire 30 necesario para quemar el gas natural desde el entorno exterior y la temperatura del gas de escape que emana de la turbina cambia, dependiendo de la temperatura del entorno exterior. Por ejemplo, cuando la temperatura del entorno exterior es de -10ºC, la temperatura del gas de escape que emana de la turbina será de 480ºC aproximadamente y la temperatura del gas de escape de la turbina aumentará a medida que aumente la temperatura del entorno exterior. 35

El gas de escape de la turbina se transmite a un quemador del tipo canal a través de unos tubos. Dicho quemador también utiliza gas natural como combustible. En los casos en los que la temperatura del gas de escape de la turbina no resulta suficiente para su uso en el proceso de secado del papel, se proporciona energía de combustión adicional en dicho quemador para aumentar la temperatura del gas que se va a transmitir al cilindro de secado del papel. Cuando el gas de escape de la turbina no contiene la suficiente 40 cantidad de oxígeno para la combustión, se puede proporcionar un suplemento de aire adicional desde el entorno exterior. Cuando la temperatura del gas de escape de la turbina resulte suficiente para su utilización en el proceso de secado del papel, el gas de escape de la turbina pasa a través del quemador sin ser sometido a ningún proceso. En otra forma de realización, en los casos en los que la temperatura del gas de escape de la turbina resulta suficiente para su uso en el proceso de secado del papel, el gas de escape de la 45 turbina circula directamente por medio de un tubo de derivación en paralelo y se transfiere al cilindro de secado del papel, al tiempo que evita el quemador.

El gas con la temperatura suficiente para su uso en el proceso de secado del papel se transmite al cilindro de secado de papel del tipo Yankee. Dicho cilindro de secado de papel del tipo Yankee es un cilindro que prevé una superficie que no está perforada, al cual se enrolla una hoja de papel acuosa en su superficie exterior y que presenta un diámetro relativamente grande. El calentamiento se realiza desde el interior del cilindro con vapor. En este punto, se asegura la evaporación de la humedad del interior del papel, debido a que el gas caliente actúa sobre el papel desde la parte exterior de dicho cilindro de secado de papel y el vapor caliente actúa sobre el papel desde el interior del cilindro. 5

El gas relativamente frío y húmedo que emana del cilindro de secado de papel del tipo Yankee se transmite al generador de vapor y al enfriador de absorción. El procedimiento de enfriado por absorción es un procedimiento conocido en la técnica, y el vapor y el agua fría se obtienen del gas de escape mediante productos químicos, como el bromuro de litio líquido. De este modo, está previsto un sistema de enfriamiento que no depende de la electricidad como en el caso de los sistemas de enfriamiento por compresor. 10

El recorrido descrito de la invención se puede llevar a cabo mediante un único equipamiento en serie, aunque también se puede realizar mediante dos o más equipamientos en serie que funcionen en paralelo. Los sistemas de tubo entre los equipamientos principales, tales como dicha turbina, dicho quemador, dicho cilindro de secado de papel y dicho enfriador de absorción se pueden concebir con procedimientos de diseño bien conocidos en la técnica, de modo que proporcionen facilidad en su uso, seguridad y flexibilidad de 15 funcionamiento de acuerdo con el sistema específico en el que el procedimiento se vaya a aplicar.

En la Figura 1 se muestra el diagrama de flujo de una forma de realización ejemplificativa según el procedimiento de la invención.

La totalidad de los componentes que se muestran en el procedimiento según la invención están concebidos en una disposición externa para ahorrar en costes de inversión, o en la zona cerrada ya existente. 20

En la presente memoria, se describen los principios fundamentales de la invención. Dentro del alcance de dichos principios fundamentales, se pueden desarrollar varias formas de realización de la invención. La invención concuerda esencialmente con la reivindicación.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de producción de papel higiénico, que comprende las etapas siguientes:

   - recogida de los gases que emanan de la cámara de combustión de una turbina (1) que funciona con gas natural,

   - la turbina (1) produce electricidad mediante su giro por medio de la energía de los gases de combustión que 5 emanan,

   - suministro de la electricidad producida a varias máquinas y dispositivos que funcionan con electricidad dentro del proceso de producción,

   - transferencia de los gases de producción, que emanan de la turbina (1) y que han perdido relativamente su energía, a un cilindro de secado de papel (3) por medio de un tubo de derivación, 10

   - aplicación de los mismos sobre el papel enrollado en el cilindro de secado de papel (3),

   - secado del papel con el gas que pasa a través del tubo,

   - paso de los gases calientes obtenidos durante el secado a través de la unidad de enfriado por absorción (5),

   - obtención de agua fría de la unidad de enfriado por absorción (5).