METODO Y APARATO PARA EL TRATAMIENTO DE UNA SUSPENSION DE FIBRAS POR MEDIO DE LIMPIADORES HIDROCICLONICOS.

Método para dividir una suspensión de fibras en una fracción de aceptado y una fracción de rechazo que contiene partículas de impurezas que son más ligeras que dicha fibra,

en una planta de limpieza centrífuga inversa que tiene al menos dos etapas de limpiadores hidrociclónicos inversos (300, 340; 400; 440), en cada uno de los cuales la suspensión allí alimentada es dividida en una fracción más pesada de aceptado (330, 350; 430, 450) que tiene una mayor consistencia que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador y en una fracción más ligera de rechazo (320, 360; 420, 460) que contiene partículas de impurezas más ligeras que dicha fibra, teniendo dicha fracción de rechazo (320, 360; 420, 460) una consistencia más baja que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador, y en cuyo método la fracción de rechazo (320; 420) procedente de una etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos se alimenta a una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos, caracterizado porque la consistencia de la alimentación de al menos una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos se incrementa alimentando, a dicha etapa posterior, además de la fracción de rechazo (320; 420) de la etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos, un flujo de suspensión (370; 470) que tiene una mayor consistencia que dicha fracción de rechazo (320; 420) de dicha etapa precedente

Método y aparato para el tratamiento de una suspensión de fibras por medio de limpiadores hidrociclónicos.

La presente invención se refiere a un método y aparato para el tratamiento de pasta papelera, en especial de una suspensión de fibras, por medio de limpiadores hidrociclónicos. La pasta papelera se trata con limpiadores hidrociclónicos en una planta de limpieza centrífuga para separar impurezas de la pasta papelera.

Los limpiadores hidrociclónicos se emplean comúnmente, por ejemplo, en la industria de pasta papelera y papel para limpiar suspensiones de fibras. La finalidad de los limpiadores hidrociclónicos convencionales consiste en separar arena y otras fracciones pesadas, así como partículas de impurezas procedentes de la madera, tal como corteza, y para reducir el contenido en agramiza.

En un limpiador hidrociclónico convencional, el material que es más pesado que la fibra y el agua se separa como el rechazo. La pasta de alimentación se divide en dos fracciones: el aceptado que se toma por la parte superior del limpiador y el rechazo que se toma por la parte inferior del limpiador. La pasta de alimentación es espesada en el rechazo, con lo que el rechazo se encuentra con una consistencia mayor que la pasta de alimentación y el aceptado se encuentra con una consistencia menor que la pasta de alimentación.

En un limpiador hidrociclónico, la pasta papelera se alimenta con una baja consistencia a una cámara vorticial cónica, en donde la energía de presión se convierte en un movimiento rotativo. En un limpiador hidrociclónico, la separación de partículas de las fibras tiene lugar bajo la influencia de un campo de aceleración centrífuga. Una condición previa para la separación de partículas entre sí es que las mismas han de moverse unas con respecto a otras. Se sabe que esto solo es posible cuando existe una consistencia lo suficientemente baja; de lo contrario, la red de fibras se une a pequeñas impurezas y no se produce separación alguna. La eficacia de separación de partículas que han de ser eliminadas depende del tamaño, forma y densidad de las partículas, así como de las variables de control: velocidad de entrada, densidad y diferencia de presión entre la alimentación y el aceptado.

En la limpieza centrífuga inversa, el agua y el material más ligero que la fibra se separan como rechazo. La pasta papelera alimentada al limpiador hidrociclónico se divide en dos fracciones, pero las posiciones de las salidas para las fracciones están invertidas en comparación con un hidrociclón convencional; el aceptado se descarga por la parte inferior del limpiador y el rechazo por la parte superior del limpiador. La pasta de alimentación es espesada como el aceptado, con lo que el rechazo se encuentra con una consistencia más baja que la pasta de alimentación y el aceptado se encuentra con una consistencia mayor que la pasta de alimentación.

En la construcción y conexión de una planta de limpieza centrífuga inversa, se conoce el uso de un procedimiento presentado, por ejemplo, en la publicación US 6003683. En la solución aportada en dicha publicación, se construye una planta de limpieza centrífuga inversa de tal manera que la primera etapa es proporcionada con los así llamados limpiadores hidrociclónicos inversos y la segunda etapa con los así llamados limpiadores de tres vías. Un limpiador de tres vías no es un limpiador hidrociclónico inverso, sino principalmente una combinación de un limpiador hidrociclónico convencional y un limpiador hidrociclónico inverso. En un limpiador de tres vías, el rechazo es tomado en una posición baja respecto del centro del limpiador axialmente y el aceptado es tomado en una posición baja respecto de la pared exterior del limpiador tangencialmente. El uso de un limpiador de tres vías está basado en la posibilidad de extraer notablemente menos rechazo que en el caso de un limpiador hidrociclónico inverso, con lo que el flujo de rechazo total de la planta permanece bajo. Además, la diferencia de presión aplicada en un limpiador de tres vías es considerablemente más pequeña que en un limpiador hidrociclónico inverso, con lo que es más eficiente en cuanto a energía. Por otro lado, la eficiencia de separación de un limpiador de tres vías para partículas más ligeras que la fibra y el agua, es más baja.

En una planta de limpieza centrífuga inversa convencional empleada, por ejemplo, por KBC (Kadant Black Clawson), el aceptado procedente de la primera etapa es conducido adicionalmente a una espesador y el rechazo diluido es alimentado a una segunda etapa. Esto significa que la consistencia de la alimentación de la segunda etapa es muy baja. Desde la segunda etapa, el aceptado es conducido además a un tanque de agua de dilución o aguas de fabricación y el rechazo es conducido a un clarificador. Este tipo de solución se ofrece, por ejemplo, en la publicación WO 97/06871.

Otra solución comúnmente utilizada en las plantas de limpieza centrífuga inversa convencionales consiste en utilizar una conexión en cascada. Por ejemplo, GL&V (Groupe Laperrière & Verreault Inc.) construye una planta de limpieza centrífuga inversa empleando una conexión en cascada y, en ambas etapas, hidrociclones inversos.

En la planta de limpieza centrífuga inversa convencional de GL&V, el aceptado procedente de la primera etapa es conducido además a un espesador y el rechazo diluido es alimentado a una segunda etapa. Esto significa que, en esta solución, la consistencia de la alimentación de la segunda etapa es también demasiado baja. Desde la segunda etapa, el aceptado es conducido de nuevo a la alimentación de la primera etapa (el así llamado sistema conectado en cascada) y el rechazo es conducido a un clarificador. Una solución de este tipo se ofrece, por ejemplo, en la publicación WO 98/11296.

El uso de plantas de limpieza vorticial inversa del estado de la técnica implica el problema de la baja eficiencia de separación del limpiador hidrociclónico inverso de la segunda etapa o de etapas posteriores a esta última. Cuando se estudió la eficiencia de separación de un limpiador hidrociclónico inverso para impurezas más ligeras que la fibra y el agua, tal como cera, la entidad solicitante pudo comprobar que la eficiencia de separación es muy dependiente de la consistencia de la suspensión de alimentación. Con anterioridad se había pensado que un limpiador hidrociclónico funciona eficientemente sólo cuando existe una consistencia suficientemente baja. Ahora los estudios realizados por esta entidad solicitante han conducido a un descubrimiento totalmente nuevo: si la consistencia es baja, un limpiador hidrociclónico inverso no separa eficientemente las impurezas más ligeras que la fibra y el agua. La relación flujo/rechazo también tiene un efecto, pero menos importante. Las soluciones actualmente conocidas utilizan conexiones en el procedimiento, en todas las cuales la consistencia de la alimentación de la última etapa es baja, es decir, la eficiencia de separación es más baja.

La presente invención, como queda definida en las reivindicaciones adjuntas, proporciona una solución al problema anterior. De acuerdo con esta invención, se incrementa la consistencia de la alimentación de una o más etapas posteriores de una planta de limpieza vorticial. El incremento de la consistencia de la alimentación de una o más etapas posteriores se traduce en un notable incremento en la eficiencia de separación.

De acuerdo con la presente invención, la conexión en el procedimiento de una planta de limpieza centrífuga inversa se realiza de manera que se incrementa la consistencia de la alimentación de una etapa posterior, para mejorar así la eficiencia de separación. Para incrementar la consistencia de la alimentación de una etapa posterior, por ejemplo, el aceptado de la primera etapa o alguna otra corriente procedente del procedimiento de fibra reciclada, se puede emplear como la así llamada pasta papelera auxiliar. La pasta auxiliar también puede ser cualquier flujo de fibra al margen del procedimiento de fibra reciclada. La consistencia de la alimentación se puede incrementar opcionalmente, por ejemplo, en una segunda, tercera, etc, etapa de la planta de limpieza centrífuga inversa.

A continuación, la invención se describe con mayor detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas, en donde:

La figura 1 ilustra esquemáticamente la conexión en el procedimiento de una planta de limpieza centrífuga del estado de la técnica.

La figura 2 ilustra esquemáticamente una conexión en el procedimiento de una planta de limpieza centrífuga...

1. Método para dividir una suspensión de fibras en una fracción de aceptado y una fracción de rechazo que contiene partículas de impurezas que son más ligeras que dicha fibra, en una planta de limpieza centrífuga inversa que tiene al menos dos etapas de limpiadores hidrociclónicos inversos (300, 340; 400; 440), en cada uno de los cuales la suspensión allí alimentada es dividida en una fracción más pesada de aceptado (330, 350; 430, 450) que tiene una mayor consistencia que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador y en una fracción más ligera de rechazo (320, 360; 420, 460) que contiene partículas de impurezas más ligeras que dicha fibra, teniendo dicha fracción de rechazo (320, 360; 420, 460) una consistencia más baja que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador, y en cuyo método la fracción de rechazo (320; 420) procedente de una etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos se alimenta a una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos, caracterizado porque la consistencia de la alimentación de al menos una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos se incrementa alimentando, a dicha etapa posterior, además de la fracción de rechazo (320; 420) de la etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos, un flujo de suspensión (370; 470) que tiene una mayor consistencia que dicha fracción de rechazo (320; 420) de dicha etapa precedente.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho flujo de suspensión con una mayor consistencia está formado por parte de la fracción de aceptado (430) procedente de una etapa precedente.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la consistencia de la alimentación de dicha etapa posterior se encuentra dentro del intervalo de 0,4 a 0,8%.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la planta de limpieza centrífuga inversa tiene una conexión en cascada.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la planta de limpieza centrífuga inversa tiene una conexión hacia adelante.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de flujo de rechazo/flujo de alimentación de las etapas de limpieza centrífuga es de aproximadamente 40%.

7. Planta de limpieza centrífuga inversa para dividir una suspensión de fibras en una fracción de aceptado y una fracción de rechazo que contiene partículas de impurezas que son más ligeras que dicha fibra en una planta de limpieza centrífuga inversa que tiene al menos dos etapas de limpiadores hidrociclónicos inversos (300, 340; 400; 440), en cada uno de los cuales la suspensión allí alimentada es dividida en una fracción más pesada de aceptado (330, 350; 430, 450) que tiene una mayor consistencia que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador y en cuya planta de limpieza centrífuga inversa, una fracción más ligera de rechazo (320, 360; 420, 460) que contiene partículas de impurezas más ligeras que dicha fibra, teniendo dicha fracción de rechazo (320, 360; 420, 460) una consistencia más baja que la suspensión (310, 320; 410, 420) alimentada a dicho limpiador, y en cuya planta de limpieza centrifuga inversa la fracción de rechazo (320; 420) procedente de una etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos se alimenta a una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos, caracterizada porque en una línea de fracción de rechazo (320, 420) proveniente de una etapa precedente de limpiadores hidrociclónicos inversos que alimentan una etapa posterior de limpiadores hidrociclónicos inversos, se introduce un flujo de suspensión (370, 470), que tiene una mayor consistencia que dicha fracción de rechazo (320; 420) proveniente de dicha etapa precedente, con el fin de incrementar la consistencia de la alimentación de dicha etapa posterior.

8. Planta según la reivindicación 7, caracterizada porque dicho flujo de suspensión que tiene una mayor consistencia es un flujo de proceso reciclado.

9. Planta según la reivindicación 7, caracterizada porque dicho flujo de suspensión que tiene una mayor consistencia está formado por parte de una fracción de aceptado proveniente de una etapa precedente.

10. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque tiene una conexión en cascada.

11. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque tiene una conexión hacia adelante.