ES2635297T3 - Instalación y procedimiento para el tratamiento de materiales fibrosos - Google Patents
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Abstract
Instalación para el tratamiento de materiales fibrosos con un prevaporizador (1), un digestor (4) y un refinador (9) unido a través de un tubo de soplado (6) a un secadero (7), disponiéndose en el tubo de soplado (6) un dispositivo (15) para la extracción continua de una parte del vapor y uniéndose un orificio de extracción (16) del vapor del dispositivo (15) a través de un conducto de vapor (17, 18, 19) al prevaporizador (1) y/o al digestor (4), estando el dispositivo (15) abiertamente conectado al tubo de soplado (6) que sigue en dirección de flujo, caracterizada por que el dispositivo (15) consiste en un ciclón y el orificio de extracción (16) en un tubo de inmersión.
Description
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DESCRIPCION
Instalacion y procedimiento para el tratamiento de materiales fibrosos
La invencion se refiere a una instalacion para el tratamiento de materiales fibrosos con un prevaporizador, un digestor y un refinador unido a traves de un tubo de soplado a un secadero, disponiendose en el tubo de soplado un dispositivo para la extraccion continua de una parte del vapor y uniendose un orificio de extraccion del vapor del dispositivo, a traves de un conducto de vapor, al prevaporizador y/o al digestor y estando el dispositivo abiertamente conectado al tubo de soplado que continua en direccion de flujo.
La invencion se refiere ademas a un procedimiento para el tratamiento de materiales fibrosos en el que la materia prima a tratar, por ejemplo virutas, se aporta sucesivamente a un prevaporizador, un digestor, un refinador y, a traves de un tupo de soplado, a un secadero, extrayendose de la mezcla de material fibroso y vapor despues del refinador y antes del secadero, en un dispositivo, continuamente una parte del vapor y aportandose el vapor extrafdo al prevaporizador y/o digestor y transportandose la mezcla de material fibroso y vapor continuamente desde el dispositivo (15), a traves de una conexion abierta, al tubo de soplado.
Actualmente el vapor que sale junto con las fibras del refinador no se recupera, sino que se introduce en el secadero. Esto supone, entre otros aspectos, un mayor consumo de energfa para el secado. El documento EP 1834747A2 describe un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de cuerpos moldeados de fibras que contienen lignocelulosa. La instalacion presenta un sistema de separacion configurado como filtro ceramico. El documento DE 3728123A1 describe ademas un procedimiento para la fabricacion de material celulosico desfibrado empleado para la fabricacion de placas de fibras. En este caso se aporta a la mezcla de fibras y vapor resina antes de que se enfne y de que el vapor se separe, preferiblemente por completo, a presion atmosferica. Las fibras de madera impregnadas se conducen despues de forma discontinua, a traves de una esclusa de rueda celular, a una corriente de aire y, a continuacion, a traves de otra esclusa de rueda celular y de forma discontinua, a una estacion de moldeo. El documento DE102008026677B3 muestra un procedimiento para el secado de fibras que contienen lignocelulosa y un separador de vapor. En este procedimiento se conduce una corriente de fibras y vapor de agua a un tambor cribador, pasando el vapor de agua por el tambor cribador y recogiendose y rascandose las fibras en la superficie del tambor cribador. A traves de la esclusa de medicion a prueba de escape bajo presion las fibras se conducen a un secadero. Despues del secado el exceso de mezcla de aire y vapor de agua se separa en un separador de ciclon.
La invencion se plantea, por lo tanto, el objetivo de crear una instalacion y un procedimiento en los que se puede reducir el consumo de energfa, por ejemplo para el secado.
Esta tarea se resuelve en una instalacion del tipo inicialmente descrito por que el dispositivo consiste en un ciclon y el orificio de extraccion en un tubo de inmersion.
Como consecuencia del empleo de un ciclon para la extraccion continua de vapor, se puede separar el vapor excedente no necesario para el transporte de las fibras, a fin de reutilizarlo. De este modo el secadero se alivia termicamente, con lo que se ahorra energfa. Ademas, esta medida puede dar lugar a una reduccion de emisiones en el secadero. El vapor excedente extrafdo se puede recoger directamente en el recipiente de precalentamiento para el precalentamiento de la materia prima y/o en el digestor. Existen diferentes metodos de separacion del vapor de la mezcla de fibras y vapor. Esta separacion se puede conseguir con centnfugas de fibras, ciclones u otros separadores basados en la fuerza centnfuga. Es preciso que este dispositivo se impermeabilice frente al entorno. La extraccion del dispositivo se produce, por ejemplo, a traves de esclusas de rueda celular. La consecuencia es que las fibras se compactan parcialmente y que el clasico encolado del tubo de soplado, necesario por ejemplo para la produccion MDF, no funcione o funcione mal. En caso de un encolado en seco, en cambio, la coagulacion de las fibras da lugar a dificultades en el tratamiento posterior.
Dado que solo se extrae parte del vapor del dispositivo, no es necesario impermeabilizarlo por el lado de salida hacia el tubo de soplado y la mezcla de material fibroso y vapor se puede transportar sin problemas con la suficiente cantidad de vapor en el tubo de soplado sin que se produzca una aglomeracion de las fibras.
Otras formas de realizacion preferidas y formas de puesta en practica de la invencion son objeto de las restantes reivindicaciones dependientes.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion resultan de la siguiente descripcion de un ejemplo de realizacion preferido de la invencion con referencia al dibujo adjunto, en el que se muestra esquematicamente una instalacion para el tratamiento de materiales fibrosos.
El dispositivo presenta un prevaporizador 1 al que se aporta la materia prima a tratar, por ejemplo virutas, a traves de un conducto 2. Despues del prevaporizador 1, la materia prima prevaporizada se aporta a traves de un alimentador de tornillo sinfm 3, a un digestor 4 y a una salida de digestor 5, y a continuacion a un refinador 9. Una vez pasado por el refinador 9, la mezcla de material fibroso y vapor asf preparada se aporta a traves de un tubo de soplado 6 a un secadero 7.
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El caudal de la mezcla de material fibroso y vapor se puede ajustar por medio de una primera valvula de soplado 8 en el refinador 9. Delante del secadero 7 se puede montar un dispositivo 10 para el encolado de la mezcla de material fibroso y vapor en el tubo de soplado 6. El prevaporizador 1, el digestor 4 y el refinador 9 se pueden alimentar a traves de los conductos 11, 12, 13, 14 con vapor vivo.
Esta estructura en sf es conocida por el estado de la tecnica.
Segun la invencion se dispone en el tubo de soplado un dispositivo 15 para la extraccion continua de vapor, que consiste en un ciclon que separa el vapor excedente no necesario para el transporte de las fibras, mediante fuerza centnfuga, de la mezcla de material fibroso y vapor. Este vapor excedente se evacua a traves de un tubo de inmersion 16 del ciclon 15 y a traves de un conducto de vapor 17.
El conducto de vapor 17 se divide a continuacion y el vapor excedente se puede aportar a traves de un primer ramal 18 al prevaporizador 1 o a traves de un segundo ramal 19 al digestor 4. Dado que la presion de vapor en el segundo ramal 19 no suele ser lo suficientemente grande se dispone en el mismo un compresor de vapor termico 20.
El ciclon 15 presenta una conexion abierta al tubo de soplado 6 previsto para el transporte posterior, por lo que a la salida del ciclon 15 hacia el tubo de soplado 6 no se produce ninguna aglomeracion o compactacion de fibras. Esto es posible gracias a que solo se extrae una parte del vapor del ciclon, empleandose la parte de vapor restante para el transporte de las fibras, por lo que el ciclon no se tiene que impermeabilizar por completo frente al conducto 6 dispuesto a continuacion del mismo.
Como valvula de estrangulacion para la regulacion de la presion se dispone en direccion de flujo, detras del ciclon 15, otra valvula de soplado 21 en el tubo de soplado 6, y a continuacion un manometro 22 con el que se mide la presion en el tubo de soplado 6. En dependencia de la presion medida de forma continua se abre a traves del sistema de control de la instalacion, en caso necesario, bien la valvula 23 del primer ramal 18, bien la valvula 24 del segundo ramal 19. En principio tambien es posible abrir ambas valvulas 23, 24 al mismo tiempo o parcialmente, a fin de aportar vapor excedente tanto al prevaporizador 1 como al digestor 4. En principio tambien sena posible unir el conducto de vapor 17 con una valvula montada en el mismo directamente al prevaporizador 1, en cuyo caso el vapor excedente extrafdo se podna aportar exclusivamente al prevaporizador 1.
A continuacion del secadero 7 se dispone en el tubo de soplado 6 un dispositivo de separacion de fibras 25 con el que la corriente de material fibroso y vapor se puede conducir al secadero 7 o a un ciclon de inicio 26 hasta que la instalacion alcance un estado de funcionamiento estable.
Durante el funcionamiento normal la valvula de soplado 8 esta completamente abierta. La mezcla de material fibroso y vapor pasa por el ciclon 15 y el dispositivo de separacion de fibras 25 se encuentra en la posicion en direccion al secadero 7. Las valvulas 23, 24 estan, en funcion de la presion medida en el tubo de soplado 6 por el manometro 22, abiertas o cerradas, por lo que el vapor se suministra al tubo de aspiracion del compresor de vapor termico 20, o el vapor se conduce al prevaporizador 1.
Cuando el vapor separado se conduce a traves del conducto 19 al tubo de aspiracion del compresor de vapor 20, la presion de este vapor se puede ajustar con vapor vivo, a traves de un conducto 27, a la presion de vapor del digestor 4. El suministro de vapor al digestor 4 se regula a traves de la presion en el digestor. Si el vapor aportado por el compresor de vapor termico 20 no fuera suficiente, se aportana directamente vapor vivo a traves del conducto 13.
Cuando el vapor separado se conduce directamente al recipiente del prevaporizador 1 y la cantidad de vapor recuperada no es suficiente para la regulacion de la temperatura, se puede anadir al recipiente del prevaporizador 1 vapor vivo a traves del conducto 12. Si la cantidad de vapor extrafda por el ciclon 15 y aportada a traves del conducto 18 no se utiliza por completo, se produce automaticamente una separacion del vapor a traves del recipiente del prevaporizador 1.
La cantidad de vapor a extraer por el ciclon 15 de la mezcla de material fibroso y vapor depende, por una parte, de la cantidad de vapor minima necesaria para el transporte ulterior o para el tratamiento ulterior de la mezcla de material fibroso y vapor y, por otra parte, del deseo de evitar una compactacion de las fibras en el ciclon 15 o despues del mismo en una medida inadmisible, y se puede regular a traves de las valvulas 23, 24 y de la valvula de soplado 21. La cantidad de vapor extrafda corresponde preferiblemente, como mmimo, a un 2 % en peso, con especial preferencia a un 10 % en peso de vapor y con preferencia, como maximo, a un 70 % en peso, y con especial preferencia, como maximo, a un 20 % en peso. Con estos porcentajes de vapor extrafdo y aportado de nuevo a la instalacion se logra, por una parte, un notable ahorro de energfa, garantizandose, por otra parte, que el transporte las fibras funcione todavfa de manera suficientemente fiable detras del ciclon 15. La mezcla de material fibroso y vapor contiene, por ejemplo, delante del ciclon un 28 % en peso de vapor y detras del ciclon un 14 % en peso de vapor. La diferencia del 14 % en peso de vapor extrafdo se puede aportar, como se ha descrito antes, al recipiente del prevaporizador 1 y/o al digestor 4.
Para arrancar la instalacion, se cierra en primer lugar la valvula de soplado 8 y se caliente el sistema a la temperatura de servicio. A continuacion, la valvula de soplado 8 se abre parcialmente detras del refinador 9 y la valvula de soplado 21 se abre por completo detras del ciclon 15, colocandose el dispositivo de separacion de fibras 25 en direccion del ciclon de inicio 26. Una vez alcanzada la calidad de fibra deseada, el dispositivo de separacion
de fibras 25 se cambia a la posicion en direccion al secadero 7. A continuacion la valvula de soplado 21 se cierra lentamente detras del ciclon 15 hasta que la presion aumente en el ciclon 15. Acto seguido, la valvula de soplado 8 se abre lentamente por completo detras del refinador 9, procediendose a un ajuste de la apertura de la valvula de soplado 21. Finalmente, una de las dos valvulas 23, 24 se abre lentamente detras del tubo de immersion 16 y se 5 activa el sistema de regulacion.
Para parar la instalacion, se reduce el caudal y se cierra/n la/s valvula/s abierta/s 23, 24. La valvula de soplado 8 detras del refinador 9 se estrangula y el dispositivo de separacion de fibras 25 se coloca en la posicion en direccion del ciclon de inicio 26. Despues la instalacion se puede parar por completo.
Claims (11)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Instalacion para el tratamiento de materiales fibrosos con un prevaporizador (1), un digestor (4) y un refinador (9) unido a traves de un tubo de soplado (6) a un secadero (7), disponiendose en el tubo de soplado (6) un dispositivo (15) para la extraccion continua de una parte del vapor y uniendose un orificio de extraccion (16) del vapor del dispositivo (15) a traves de un conducto de vapor (17, 18, 19) al prevaporizador (1) y/o al digestor (4), estando el dispositivo (15) abiertamente conectado al tubo de soplado (6) que sigue en direccion de flujo, caracterizada por que el dispositivo (15) consiste en un ciclon y el orificio de extraccion (16) en un tubo de immersion.
- 2. Instalacion segun la reivindicacion 1, caracterizada por que en el tubo de soplado (6) se dispone, en direccion de flujo detras del dispositivo (15), un manometro (22).
- 3. Instalacion segun la reivindicacion 2, caracterizada por que en el conducto de vapor (17) se dispone al menos una valvula (23, 24) unida, en cuanto a la tecnica de control, al manometro (22).
- 4. Instalacion segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por que el conducto de vapor (17) se divide en un primer ramal (18) y en un segundo ramal (19) y por que el primer ramal (18) se une al prevaporizador (1) y el segundo ramal (19) al digestor (4) y por que en cada ramal (18, 19) se dispone una valvula (23, 24) unida, en cuanto a la tecnica de control, al manometro (22).
- 5. Instalacion segun la reivindicacion 4, caracterizada por que en el segundo ramal (19) se dispone un compresor de vapor termico (20).
- 6. Instalacion segun una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada por que en el tubo de soplado (6) se dispone, detras del dispositivo (15) y delante del manometro (22), una valvula de estrangulacion (21).
- 7. Procedimiento para el tratamiento de materiales fibrosos, en el que la materia prima a tratar, por ejemplo virutas, se aporta sucesivamente a un prevaporizador (1), un digestor (4), un refinador (9) y, a traves de un tubo de soplado (6), a un secadero (7), extrayendose continuamente de la mezcla de material fibroso y vapor, detras del refinador (9) y delante del secadero (7) de un dispositivo (15), parte del vapor, y por que el vapor extrafdo se aporta al prevaporizador (1) y/o al digestor (4), transportandose la mezcla de material fibroso y vapor despues de forma continua desde el dispositivo (15), a traves de una conexion abierta, al tubo de soplado (6), caracterizado por que de la mezcla de material fibroso y vapor se extrae de forma continua, mediante fuerza centnfuga, vapor, por ejemplo en un ciclon.
- 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por que la presion en el tubo de soplado (6) se mide despues de la extraccion de vapor y el vapor extrafdo se aporta, en funcion de la presion medida, al prevaporizador (1) y/o al digestor (4).
- 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que la presion del vapor extrafdo se aumenta antes de aportarlo al digestor (4).
- 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que de la mezcla de material fibroso y vapor se extrae al menos un 2 % en peso, con preferencia al menos un 10 % en peso de vapor.
- 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que de la mezcla de material fibroso y vapor se extrae, como maximo, un 70 % en peso, preferiblemente, como maximo, un 20 % en peso de vapor.
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