Sistema de secado y desecado para plantas de producción de material de papel a modo de banda.

Sistema de secado y desecado (10) para un material de papel a modo de banda,

comprendiendo el sistema (10):

- por lo menos un primer dispositivo de secado (12), de tipo cilindro giratorio presurizado alimentado por vapor, sobre el cual el material de papel a modo de banda que va a ser desecado es enrollado de manera dinámica, estando dicho cilindro (12) internamente provisto de un sistema de tuberías destinado a extraer el condensado;

- por lo menos un segundo dispositivo de secado (14), de tipo campana, que recubre por lo menos parcialmente dicho cilindro (12) y que comprende por lo menos un primer quemador (16) apto para producir aire seco a temperatura elevada, siendo dicha campana (14) apta para soplar dicho aire seco a temperatura elevada sobre el material de papel a modo de banda enrollado sobre dicho cilindro (12) y para aspirar el aire húmedo liberado por dicho material de papel a modo de banda, y

- por lo menos una caldera de recuperación (34), alimentada por aire húmedo liberado por el material de papel a modo de banda y dispuesta a lo largo de unas tuberías (26) para liberar dicho aire húmedo de dicha campana (14), siendo dicha caldera de recuperación (34) apta para generar vapor a alta presión para alimentar un termocompresor (36) y una válvula de aporte (70) que suministran vapor a dicho cilindro (12),

en el que a lo largo de las tuberías (26) destinadas a liberar dicho aire húmedo de dicha campana (14), corriente arriba de dicha caldera de recuperación (34), está previsto además por lo menos un quemador auxiliar (58), apto para aumentar la temperatura de dicho aire húmedo procedente de dicha campana (14) y para enviarlo a dicha caldera de recuperación (34).

Sistema de secado y desecado para plantas de producción de material de papel a modo de banda.

La presente invención se refiere a un sistema de secado y desecado para plantas de producción de un material de papel a modo de banda, en particular pero no exclusivamente, para plantas de producción de rollos de papel higiénico.

Tal como resulta conocido, en el procedimiento de producción de papel en general, y en particular en la producción de papel higiénico, resulta necesario realizar una etapa de secado por evaporación del producto que se está procesando, a fin de extraer el exceso de agua. El producto a secar, realizado normalmente a partir de pasta de papel diluida con agua, se prepara y se envía al sistema de secado y desecado tras una etapa preliminar de prensado. En la entrada del sistema de secado y desecado, la hoja de papel que se está procesando presenta un contenido bajo en sólidos, equivalente a aproximadamente entre el 35% y el 40% a una temperatura aproximadamente de 35°C. En otras palabras, tras la etapa de prensado, la hoja de papel que se está procesando puede comprender todavía hasta el 65% de agua. La etapa de prensado, por lo tanto, no permite eliminar toda el agua de las fibras de papel, que se ha de retirar por lo tanto por evaporación.

El producto acabado, en el caso específico que comprende el papel higiénico, requiere un contenido en sólidos muy superior a los valores mencionados anteriormente. Por lo tanto, es evidente que en la etapa de secado por evaporación, resulta necesario extraer la mayor parte del contenido de agua residual de la hoja de papel, así como realizar una hoja continua de papel que sea suficientemente seca. Tras la etapa de secado y desecado por evaporación, la hoja de papel se almacena en bobinas para procesarse posteriormente (etapa denominada de "conversión") y, por último, proceder al embalaje para la entrega y la venta final al por menor.

La etapa de secado y desecado por evaporación del papel higiénico se realiza actualmente mediante un sistema que presenta dos dispositivos independientes, que simultáneamente, sin embargo, en la hoja de papel durante dicha etapa de secado y desecado.

Un primer dispositivo de secado comprende una campana de alto rendimiento, que proporciona para inyectar aire caliente, a una temperatura de hasta aproximadamente 650°C en la campanas de última generación, sobre la hoja de papel que se está procesando. El aire caliente se produce normalmente con un quemador de fuego directo.

Las campanas de alto rendimiento requieren asimismo descargar el vapor de agua extraída de la hoja de papel que se está procesando en la atmósfera. El flujo que comprende el vapor de agua y el aire que transporta el mismo se denomina "niebla" en el lenguaje técnico. Dicha "niebla" presenta una temperatura elevada, aproximadamente de 400°C a 550°C en las plantas de última generación. Por consiguiente, la dispersión en la atmósfera de la "niebla" reduce sustancialmente la eficiencia térmica de las campanas de alto rendimiento.

Al mismo tiempo que se realiza la inyección de aire, la hoja de papel que se está procesando entra en contacto con un cilindro calentado con vapor de agua que presenta un diámetro comprendido entre aproximadamente 1, 5 m y aproximadamente 6 m. El cilindro comprende un recipiente a presión que aloja el vapor del procedimiento hasta aproximadamente 10 bar G y superior, dentro del mismo. El vapor se produce normalmente en calderas convencionales, tubos de humos, tubos de agua o tecnologías similares, provistas a su vez con quemadores de combustible (metano, GLP, gasóleo, etc.) que presentan una eficiencia de combustión máxima equivalente aproximadamente a 90%.

En los sistemas actuales de secado y desecado, toda la "niebla", o una parte de la misma, producida por la campana de alto rendimiento se puede utilizar para precalentar el aire del procedimiento y el aire comburente con el que se alimentan los quemadores de la propia campana. En algunos sistemas de secado y desecado, tales como por ejemplo el descrito en la solicitud de patente nº IT2007LU000003A, a nombre del presente solicitante, la "niebla" producida por la campana de alto rendimiento se puede utilizar asimismo para producir vapor a baja temperatura y baja presión (aproximadamente 3 bar G) , que se puede utilizar para alimentar una caja de vapor apta para corregir la sección transversal de la humedad. En otras soluciones, tales como por ejemplo la descrita en la solicitud de patente nº IT2009MI000364A, a nombre del presente solicitante, la "niebla" producida por la campana de alto rendimiento, por último se puede utilizar para producir vapor a alta presión (hasta 20 bar G) , que puede ser reutilizar directamente en el procedimiento de secado gracias a la presencia de una caldera que funciona colaborando con la principal.

Sin embargo, la energía de la "niebla" no permite generar todo el vapor necesario para el procedimiento de secado, sino únicamente entre el 60% y el 70% de dicho vapor y, por lo tanto, resulta inevitablemente necesario que exista un generador de vapor exterior que proporcione la cantidad restante. Además, dicho generador de vapor exterior resulta necesario en las etapas intermedias del procedimiento de secado, tales como la etapa de puesta en funcionamiento de toda la planta para producir el rollo de papel (la denominada etapa de "calentamiento") y/o el caso en que el propio rollo de papel está roto.

En la patente US nº 4.615.122, se describe un procedimiento para alimentar vapor y aire caliente al cilindro de desecado de un sistema de secado y desecado, en el que se proporciona una caldera de recuperación, eliminando potencialmente una caldera exterior dispuesta a distancia. Dicha solución presenta una configuración en serie entre la caldera y la campana, con el problema de que no puede realizar una regulación independiente entre las condiciones térmicas de la campana y las de la caldera, ya que la campana y la caldera presentan unos flujos de aire en serie y están regulados por un único quemador. Por lo tanto, resulta posible eliminar la planta de caldera exterior, a expensas, sin embargo, de la flexibilidad en la regulación de las condiciones térmicas de todo el sistema de secado y desecado y, por consiguiente, a expensas de la flexibilidad de la producción del papel deshidratado.

Por lo tanto, el propósito general de la presente invención es realizar un sistema de secado y desecado para plantas de producción de un material de papel a modo de banda, en particular pero no exclusivamente, para plantas de producción de rollos de papel higiénico, que permita superar los problemas mencionados anteriormente de los sistemas realizados según la técnica anterior.

En particular, un objetivo de la presente invención es realizar un sistema de secado y desecado para plantas de producción de un material de papel a modo de banda que no presente generador de vapor exterior alguno, de tal modo que sea completamente independiente tanto durante la etapa de secado normal del papel como durante las etapas intermedias.

Un propósito adicional de la presente invención realizar asimismo un sistema de secado y desecado para plantas de producción de un material de papel a modo de banda, en el que tanto las condiciones térmicas de la campana como las de la caldera se puedan regular de un modo completamente independiente, lo que permita regular la temperatura, la presión de funcionamiento y las masas de aire circulante que son completamente distintas para los dos dispositivos de secado independientes (campana y caldera) .

Un propósito adicional de la presente invención es, por último, realizar un sistema de secado y desecado para plantas de producción de un material de papel a modo de banda, que permita reducir tanto el consumo energético de la planta en general y las emisiones contaminantes que dispersa en la atmósfera la propia planta, ya que, tal como se ha indicado anteriormente, la regulación independiente de la campana y de la caldera permite configurar las condiciones térmicas del modo más apropiado para el tipo de papel que se está procesando.

Dichos propósitos según la presente invención se alcanzan realizando un sistema de secado y desecado para plantas de producción de material de papel a modo de banda, en particular pero no exclusivamente, para plantas para producir rollos de papel higiénico, tal como se indica en la reivindicación 1.

Las características adicionales de la presente invención se ponen de manifiesto en las reivindicaciones subordinadas,... [Seguir leyendo]

1. Sistema de secado y desecado (10) para un material de papel a modo de banda, comprendiendo el sistema (10) :

por lo menos un primer dispositivo de secado (12) , de tipo cilindro giratorio presurizado alimentado por vapor, sobre el cual el material de papel a modo de banda que va a ser desecado es enrollado de manera dinámica, estando dicho cilindro (12) internamente provisto de un sistema de tuberías destinado a extraer el condensado;

por lo menos un segundo dispositivo de secado (14) , de tipo campana, que recubre por lo menos parcialmente dicho cilindro (12) y que comprende por lo menos un primer quemador (16) apto para producir aire seco a temperatura elevada, siendo dicha campana (14) apta para soplar dicho aire seco a temperatura elevada sobre el material de papel a modo de banda enrollado sobre dicho cilindro (12) y para aspirar el aire húmedo liberado por dicho material de papel a modo de banda, y

por lo menos una caldera de recuperación (34) , alimentada por aire húmedo liberado por el material de papel a modo de banda y dispuesta a lo largo de unas tuberías (26) para liberar dicho aire húmedo de dicha campana (14) , siendo dicha caldera de recuperación (34) apta para generar vapor a alta presión para alimentar un termocompresor (36) y una válvula de aporte (70) que suministran vapor a dicho cilindro (12) , en el que a lo largo de las tuberías (26) destinadas a liberar dicho aire húmedo de dicha campana (14) , corriente arriba de dicha caldera de recuperación (34) , está previsto además por lo menos un quemador auxiliar (58) , apto para aumentar la temperatura de dicho aire húmedo procedente de dicha campana (14) y para enviarlo a dicha caldera de recuperación (34) .

2. Sistema (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho quemador auxiliar (58) utiliza un combustible extraído a través de una primera tubería de alimentación (60) y extrae el aire, utilizado como comburente, directamente de la atmósfera a través de una segunda tubería de alimentación (62) , conectada directamente con una tubería de entrada (20) que lleva el aire seco extraído de la atmósfera a dicha campana (14) y a través de un ventilador (66) para el aire comburente.

3. Sistema (10) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicho quemador auxiliar (58) es apto para aumentar la temperatura de dicho aire húmedo procedente de dicha campana (14) desde un valor comprendido entre aproximadamente 400°C y 420°C hasta un valor de aproximadamente 600°C y superior.

4. Sistema (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha caldera de recuperación (34) es apta para generar vapor a una presión comprendida entre aproximadamente 10 bar G y aproximadamente 20 bar G.

5. Sistema (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende asimismo por lo menos un ventilador de escape y recirculación (32) y un sistema de tuberías de recirculación y equilibrado (72) apto para formar un segundo circuito de recirculación y equilibrado, además de un primero formado por las tuberías (26) destinadas a liberar el aire húmedo de dicha campana (14) , para los flujos de aire de dicha caldera de recuperación (34) y de dicho quemador auxiliar (58) .

45 6. Sistema (10) según la reivindicación 5, caracterizado porque a lo largo de las tuberías (26) destinadas a liberar el aire húmedo de dicha campana (14) , corriente arriba de dicho quemador auxiliar (58) y de dicha caldera de recuperación (34) , y a lo largo de dicho sistema de tuberías de recirculación y equilibrado (72) están previstas una o más válvulas dosificadoras de ajuste (64; 38) que son aptas para enviar ciertas cantidades de aire húmedo liberado por el material de papel a modo de banda, tanto a la atmósfera como a dicho quemador auxiliar (58) , siendo aptas 50 asimismo para reintroducir el mismo en los circuitos de dicha campana (14) incluso tras haber pasado a través de dicha caldera de recuperación (34) , regulando continuamente dicha una o más válvulas dosificadoras de ajuste (64; 38) los flujos y permitiendo equilibrar el sistema (10) en tiempo real.

7. Sistema (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende asimismo por lo menos un 55 primer depósito separador (42) apto para recibir el vapor y los condensados calientes procedentes de dicho cilindro (12) , siendo reintroducido el vapor procedente de dicho cilindro (12) en dicho termocompresor (36) a través de una tubería (46) .

8. Sistema (10) según la reivindicación 7, que comprende asimismo por lo menos un segundo depósito acumulador y 60 separador (52) , recibiendo dicho segundo depósito acumulador y separador (52) los condensados calientes procedentes de dicho primer depósito separador (42) a través de una tubería de retorno (48) y mediante por lo menos una primera bomba de circulación (50) para alimentar dicha caldera de recuperación (34) .

9. Sistema (10) según la reivindicación 8, que comprende asimismo por lo menos una segunda bomba de circulación 65 (54) apto para enviar a dicha caldera de recuperación (34) los condensados calientes contenidos en dicho segundo depósito acumulador y separador (52) , pudiendo generar de este modo dicha caldera de recuperación (34) un fluido bifásico.

10. Sistema (10) según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho fluido bifásico es enviado a un cuerpo de cilindro superior (68) de dicha caldera de recuperación (34) , siendo reintroducida la parte líquida de dicho fluido bifásico en dicho segundo depósito acumulador y separador (52) , que funciona a modo de cuerpo de cilindro inferior de dicha caldera de recuperación (34) , y siendo enviada la parte de vapor de dicho fluido a una tubería de suministro (40) que conecta dicha caldera de recuperación (34) con dicho termocompresor (36) y dicha válvula de aporte (70) .