Sistema de alimentación para alimentar líquido y material que contiene celulosa,

triturado, a una vasija de tratamiento que funciona continuamente, cuyo sistema de alimentación comprende un conducto de caída (2), que funciona a un primer nivel de presión, con un nivel de líquido y un nivel de material, un alimentador (3) de alta presión que, por medio de cavidades giratorias canaliza (6) el material, junto con todo o parte de dicho líquido, a un segundo nivel de presión, que es más alto que dicho primer nivel de presión, para ulterior transporte a dicha vasija de tratamiento, cuyo alimentador (3) de alta presión recibe, también, un flujo (5) de líquido de retorno, procedente de dicha vasija de tratamiento, a dicho segundo nivel de presión y hace recircular un flujo de recirculación (4'', 4'''') a dicho conducto de caída (2) o a dicho alimentador (3) de alta presión, caracterizado porque dicho alimentador (3) de alta presión está en conexión abierta, tanto en lo que respecta a dicho líquido como en lo que respecta a dicho material que contiene celulosa triturado, con dicho flujo de recirculación (4'', 4'''') cuando cualquiera de las cavidades del alimentador (3) de alta presión se encuentra en una posición que corresponde a una salida (3b'') para dicho flujo de recirculación (4'', 4'''')

Sistema de alimentación en relación con la cocción en continuo de material que contiene celulosa.

Campo de la técnica

El presente invento se refiere a un sistema de alimentación para alimentar líquido y material que contiene celulosa, triturado, a una vasija de tratamiento que funciona continuamente, de preferencia una vasija de pre-impregnación o un digestor que puede ser del tipo de fase vapor de agua/licor o del tipo de llenado hidráulico. El sistema de alimentación comprende un conducto de caída, que funciona a un primer nivel de presión, con un nivel de líquido y un nivel de material, un alimentador de alta presión que, por medio de cavidades giratorias, lleva al material, junto con todo o parte de dicho líquido, a un segundo nivel de presión que es más alto que dicho primer nivel de presión, para ulterior transporte a dicha vasija de tratamiento, cuyo alimentador de alta presión recibe, también, un flujo de líquido de retorno procedente de dicha vasija de tratamiento, a dicho segundo nivel de presión y hace recircular un flujo de recirculación a dicho conducto de caída o a dicho alimentador de alta presión.

Antecedentes y problemas

Los digestores de funcionamiento continuo para la cocción de material que contiene celulosa, triturado, para la obtención de pulpa de papel, se conocen desde hace mucho tiempo y, por ello, también son conocidos sistemas de alimentación para tales digestores. Los requisitos que se le exigen a un sistema de alimentación son, entre otras cosas, que el material de celulosa, denominado en lo que sigue astillas, tiene que ser alimentado de manera uniforme desde una baja presión (atmosférica) a una presión más alta, que las astillas deben calentarse al mismo tiempo que se les extraen el vapor de agua y los gases, para reemplazarlos con agua o con condensado, y que el sistema de alimentación debe ser tan barato domo sea posible en términos de costes de inversión y de costes de funcionamiento.

Un sistema de alimentación usual comprende una bandeja para las astillas, un medidor de astillas, un alimentador de baja presión, una vasija para generación de vapor de agua, un conducto de caída para las astillas y un alimentador de alta presión. La función del alimentador de alta presión es llevar el material de celulosa, incluyendo algo de líquido, a un digestor o a una vasija de pre-impregnación que funcionen de manera continua, que trabajan a una presión relativamente alta. Entre el alimentador de alta presión y el digestor o la vasija de impregnación, existe, usualmente, una circulación superior que comprende una conducción de alimentación para una mezcla de astillas y líquido de impregnación, y una conducción de líquido de retorno para líquido de impregnación separado.

Un separador superior está dispuesto en la parte de arriba de la vasija de impregnación o del digestor, para alimentar las astillas al digestor o a la vasija de impregnación al mismo tiempo que se separa parte del líquido de impregnación y se le bombea por la conducción de líquido de retorno, mediante una bomba, de vuelta al alimentador de alta presión. El alimentador de alta presión está equipado con un rotor dotado de cavidades tales que una cavidad siempre se encuentra en posición de baja presión, en conexión abierta con el conducto de caída, y una cavidad, al mismo tiempo, siempre está en posición de alta presión, en conexión abierta con el digestor o la vasija de impregnación a través de la conducción de alimentación. Cuando una cavidad del rotor que, en cierta medida, está llena de astillas, llega a la posición de alta presión, es decir, entra en conexión directa con la circulación superior, es limpiada por descarga por el líquido procedente de la conducción de líquido de retorno, y la suspensión de astillas y líquido de impregnación es alimentada a la parte superior del digestor o de la vasija de impregnación a través de la conducción de alimentación. El líquido, en un bucle de circulación en el lado de baja presión del alimentador de alta presión, cuyo bucle está equipado, usualmente, de una bomba, alimenta, al mismo tiempo astillas desde el conducto de caída a una de las cavidades del alimentador de alta presión, de forma que está cavidad se llena, en cierta medida, con astillas. El bucle de circulación también está equipado, como se describirá además en relación con la descripción que sigue de las figuras, de una trampa para arena y un tamiz tubular, denominado drenador en línea. Además, con la conducción de líquido de retorno de la circulación superior hay un depósito de nivel conectado mediante una conducción que parte del drenador en línea.

Este sistema usual se constituyó hace tiempo, cuando el volumen de producción de un molino de pulpa de funcionamiento continuo era, quizás, sólo la décima parte del volumen que produce, hoy en día, un moderno molino de pulpa. En consecuencia, cuando se desarrolló el sistema de alimentación usual, las máquinas que se utilizaban eran mucho más pequeñas. Esto, por ejemplo, quiere decir que la bomba de dicho bucle de circulación, para hacer recircular líquido al conducto de caída en el lado de baja presión del alimentador de alta presión, era bastante pequeña y, por ello, tenía que ser protegida de las astillas que pudieran entrar en el bucle de circulación junto con el líquido que se alimentaba desde el alimentador de alta presión. Para lograr esta protección, el alimentador de alta presión estaba equipado, en su salida al bucle de circulación, con un dispositivo de tamiz denominado placa filtrante. La intención era que el líquido pasase por el tamiz y que las astillas quedasen en la cavidad del alimentador de alta presión para conseguir un elevado grado de llenado de la cavidad. Sin embargo en realidad, el tamiz se atascaba parcialmente cada vez que se llenaba una cavidad con astillas, lo que hace que el grado de llenado de una cavidad solamente llega a ser del 50-70% en volumen, aproximadamente (contado en astillas). El resto del espacio se llena de líquido. Esto debe compararse con el grado de llenado del conducto de caída que, teóricamente, tiene que poder alcanzarse, igualmente, en el alimentador de alta presión y que, normalmente, es de, aproximadamente, el 80-85% del volumen. Cuando gira el rotor, la placa filtrante es liberada otra vez, por rascado de las astillas que la atascan, pero el problema vuelve a presentarse cuando la siguiente cavidad llega a la misma posición. El grado de llenado parcial tiene como consecuencia un funcionamiento no económico y que el alimentador de alta presión debe ser hecho funcionar a una velocidad de rotación relativamente alta lo cual, a su vez, conlleva un desgaste prematuro del equipo.

Además, el volumen de la construcción tiene que ser relativamente grande con el fin de acomodar el alimentador de alta presión que debe situarse a una altura relativamente grande debido al necesario conducto de succión para la bomba en el lado de baja presión del alimentador de alta presión. Asimismo, el volumen de la construcción tiene que ser lo bastante grande para acomodar dicha trampa para arena, dicho drenador en línea y dicho depósito de nivel, y este equipo también supone costes de inversión y de funcionamiento.

Solución y ventajas

Se ha encontrado ahora, sorprendentemente, que puede proporcionarse un sistema de alimentación que funcione perfectamente y que trabaje sin necesitar, sustancialmente, dispositivo de tamizado en la salida del alimentador de alta presión hacia el bucle de circulación y, también, sin drenador en línea y sin depósito de nivel. El sistema de acuerdo con el invento permite, además, que las cavidades del alimentador de alta presión se llenen hasta un grado máximo teórico, es decir, en el mismo grado de llenado con que se cuenta en el conducto de caída.

El invento se define en la reivindicación 1 independiente.

Básicamente, los antecedentes del descubrimiento que ha originado el invento, son que las máquinas de los modernos molinos de pulpa de alta producción, son mucho mayores que las que existían en el momento en que se desarrolló el sistema de alimentación usual. Especialmente, la bomba del bucle de circulación, para hacer recircular líquido al conducto de caída en el lado de baja presión del alimentador de alta presión, es mucho mayor en la actualidad y, por ello, es capaz de tolerar una cierta cantidad de astillas en el flujo de líquido a bombear, ya que el tamaño de las astillas no es muy diferente del que siempre ha sido. Así, puede prescindirse del dispositivo de tamizado que, usualmente, detenía las astillas evitando que se incorporasen a esta circulación, lo...

1. Sistema de alimentación para alimentar líquido y material que contiene celulosa, triturado, a una vasija de tratamiento que funciona continuamente, cuyo sistema de alimentación comprende un conducto de caída (2), que funciona a un primer nivel de presión, con un nivel de líquido y un nivel de material, un alimentador (3) de alta presión que, por medio de cavidades giratorias canaliza (6) el material, junto con todo o parte de dicho líquido, a un segundo nivel de presión, que es más alto que dicho primer nivel de presión, para ulterior transporte a dicha vasija de tratamiento, cuyo alimentador (3) de alta presión recibe, también, un flujo (5) de líquido de retorno, procedente de dicha vasija de tratamiento, a dicho segundo nivel de presión y hace recircular un flujo de recirculación (4', 4'') a dicho conducto de caída (2) o a dicho alimentador (3) de alta presión, caracterizado porque dicho alimentador (3) de alta presión está en conexión abierta, tanto en lo que respecta a dicho líquido como en lo que respecta a dicho material que contiene celulosa triturado, con dicho flujo de recirculación (4', 4'') cuando cualquiera de las cavidades del alimentador (3) de alta presión se encuentra en una posición que corresponde a una salida (3b') para dicho flujo de recirculación (4', 4'').

2. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho alimentador (3) de alta presión carece de cualquier forma de dispositivo de tamizado que sea capaz de impedir, en alguna medida, que dicho material que contiene celulosa, triturado, entre en dicho flujo de recirculación (4', 4'').

3. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cuando una entrada de una cavidad única del alimentador de alta presión se encuentra en posición de llenado con el conducto de caída (2), entonces las salida de la cavidad que está en posición de llenado, está conectada con el flujo de recirculación (4', 4''), sustancialmente sin dispositivo de tamizado alguno, es decir, sin placa filtrante, en la salida de dicho alimentador de alta presión.

4. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque dicho sistema de alimentación carece de cualquier forma de depósito de nivel (11).

5. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 2, la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque se realiza una regulación del flujo en dicho flujo de recirculación (4', 4'').

6. Sistema de alimentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho flujo de recirculación (4', 4''), que sale del alimentador de alta presión, está relacionado, en un factor de 0,8-1,5, con un flujo volumétrico de astillas que es tratado por el alimentador de alta presión.

7. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el flujo de recirculación (4') entra en el conducto de caída (2) y es regulado en función de un flujo de material que contiene celulosa triturado que entra (18) en el sistema de alimentación, o en función de la velocidad de rotación de las cavidades en dicho alimentador (3) de alta presión.

8. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque una primera bomba (7) está dispuesta después de la salida (3b') para el flujo de recirculación (4', 4'') procedente del alimentador (3) de alta presión, y en el que un captador (20) de material arrastrado, está dispuesto cerca de la entrada de dicha primera bomba (7).

9. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el resalto (23) del rodete (22) de la primera bomba (7) está prolongado de tal modo que el resalto provoque una acción de rotación y de separación en el flujo de astillas encima de una cavidad (24) para material arrastrado del captador (20).

10. Sistema de alimentación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el captador de material arrastrado está diseñado con una cubierta de inspección (21) que permite el acceso a la cavidad (24) de material arrastrado.

11. Sistema de alimentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un flujo secundario (13') es conducido desde dicho flujo de recirculación (4') a dicho flujo (5) de líquido de retorno, por lo que una primera bomba (7) en dicho flujo de recirculación (4') está acoplada en serie con una segunda bomba (12') en dicho flujo secundario (13'), y porque la circulación de dicho flujo secundario (13') es regulada en función del nivel de líquido en dicho conducto de caída (2).

12. Sistema de alimentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque comprende, además, un segundo flujo de recirculación (19), cuyo flujo es transportado desde dicho flujo (5) de líquido de retorno a dicho conducto de caída (2), cuyo segundo flujo de recirculación (19) es regulado en función de un flujo de material que contiene celulosa triturado que entra (18) en el sistema de alimentación, o en función de la velocidad de rotación de las cavidades en dicho alimentador (3) de alta presión, y porque el flujo (4'') de recirculación previamente mencionado, denominado en lo que sigue primer flujo de recirculación, entra en el alimentador (3) de alta presión y es regulado en función de dicho nivel de líquido en dicho conducto de caída (2).

13. Sistema de alimentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichas cavidades del alimentador (3) de alta presión, cuando han sido llenadas con líquido y material que contiene celulosa triturado a partir del conducto de caída (2), contienen una mezcla cuya relación entre líquido y material que contiene celulosa triturado es, esencialmente, la misma que la de la mezcla que está presente en el conducto de caída (2).

14. Sistema de alimentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una trampa para arena está instalada en dicho flujo (5) de líquido de retorno o en dicho conducto de caída (2).