ES2947013T3 - Sistema y método para la eliminación de sílice en un proceso de pulpación - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere en general a un sistema y un método para eliminar los contaminantes de sílice de las astillas de madera en un proceso de producción de pulpa de cocción kraft prehidrólisis y, en particular, a un sistema y un método en los que se elimina la sílice de una suspensión de astillas caliente que contiene astillas que se han empapado en líquido durante un tiempo prolongado de remojo a una temperatura elevada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método para la eliminación de sílice en un proceso de pulpación
Campo técnico
Generalmente, la presente invención se refiere a un sistema y un método para eliminar los contaminantes de sílice de las virutas de madera en un proceso de producción de pasta papelera de cocción kraft por prehidrólisis y, en particular, a un sistema y un método en los que la sílice se elimina de un lodo de viruta caliente que contiene virutas que se han remojado en fluido durante un tiempo prolongado de remojo a una temperatura elevada.
Antecedentes
En muchos sistemas y métodos para producir pasta papelera a partir de material lignocelulósico, las contaminaciones en forma de, por ejemplo, partículas de arena y arcilla, plantean un problema. Cuando se produce pasta papelera para disolver, donde el cliente final normalmente requiere una alta pureza química, existe un problema con la obstrucción de las boquillas y otros equipos de producción en, por ejemplo, los procesos de viscosa, debido al alto contenido de sílice si no se eliminan las partículas de arena y arcilla de la pasta papelera para disolver.
Por lo tanto, muchos sistemas para la producción de pasta papelera comprenden sistemas y aparatos para el lavado de viruta. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. N.° 5.882.509 de Perman desvela un sistema para tratar y reciclar agua de lavado, en donde el sistema comprende un tanque de sedimentación, un tanque de circulación y un hidrociclón. Este sistema ocupa mucho espacio y, por lo tanto, es difícil de adaptar a los procesos modernos de producción de pasta papelera a gran escala. Además, la separación de partículas parece ser bastante incompleta.
La Patente de EE.UU. N.° 9.333.468 de Nguyen et al. describe un recipiente de remojo para impregnar biomasa con un líquido, tal como un ácido diluido, y para eliminar contaminantes, en donde el recipiente de remojo comprende un conjunto impulsor que, a su vez, comprende no menos de tres impulsores individuales que realizan diferentes funciones. Por lo tanto, el sistema desvelado en la presente patente es bastante complejo y comprende muchas piezas móviles, que están expuestas a desgaste. En efecto, este sistema también es difícil de escalar para que coincida con los requisitos de las plantas de pulpa papelera a gran escala de hoy en día, al menos de una manera rentable.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema mejorado y un método mejorado para eliminar contaminantes en un proceso de producción de pasta papelera. Por lo tanto, el sistema y el método deberían ser fáciles de implementar en procesos de producción de pasta papelera a gran escala de una manera rentable. En particular, el sistema y el método deberían ser eficaces para eliminar la sílice, y también deberían ser particularmente adecuados para su uso en la producción de pasta papelera para disolver.
El documento GB 2065188 A desvela una digestión alcalina de materia prima de pasta papelera contaminada con sílice, una adición de un óxido de aluminio hidratado, por ejemplo, bauxita, se aplica al licor para insolubilizar la sílice como un precipitado de sodalita y, por lo tanto, minimizar la formación de incrustaciones durante la evaporación, evitar un aumento no deseado de la viscosidad del licor, así como asegurar la recuperación de la cal al evitar la formación de silicato de calcio durante la caustificación.
El documento WO 2013/149913 A1 desvela un proceso para la eliminación de material sólido no fibroso de un lodo acuoso de pasta papelera que comprende proporcionar un lodo acuoso de pasta papelera que comprende material sólido no fibroso, eliminar al menos parte del material sólido no fibroso del lodo acuoso de pasta papelera formando así un lodo acuoso de pasta papelera empobrecida en material sólido no fibroso, deshidratar el lodo acuoso de pasta papelera empobrecida en material sólido no fibroso formando así una red que comprende fibras que contienen celulosa y un filtrado que comprende material sólido no fibroso residual que se elimina, en menos parte, del material sólido no fibroso residual del filtrado, formando así un filtrado empobrecido en material sólido no fibroso residual y una corriente acuosa que comprende al menos parte del material sólido no fibroso residual eliminado y diluyendo el lodo de pasta papelera acuosa y/o el lodo acuoso de pasta papelera empobrecido en material sólido no fibroso con al menos parte del filtrado empobrecido en material sólido no fibroso residual, por lo que la corriente acuosa que comprende al menos parte del material sólido no fibroso residual eliminado se purga del sistema.
Sumario de la invención
Los objetivos mencionados anteriormente se logran con un sistema y un método de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 5. Se exponen realizaciones preferentes en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con una realización de la presente invención, un sistema para la eliminación de sílice en un proceso para la producción de pasta papelera, por ejemplo, un proceso para la producción de pasta papelera para disolver, comprende un recipiente; una entrada de viruta y una entrada de vapor, ambas dispuestas en una sección superior del recipiente; una primera entrada de fluido dispuesta debajo de la sección superior y adaptada para la entrada de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, para proporcionar un lodo de viruta
que tenga una temperatura del lodo de viruta especificada en una zona de remojo de viruta dispuesta debajo de la sección superior; una salida de lodo de viruta dispuesta en una sección inferior del recipiente y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta, que se extiende fuera del recipiente para el transporte del lodo de viruta para su posterior procesamiento fuera del recipiente; una segunda entrada de fluido dispuesta en la sección inferior del recipiente para la dilución del lodo de viruta transportado (o a transportar) en el tubo de transporte de lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1 con un fluido de dilución, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, que tiene una temperatura del fluido de dilución especificada que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación conectado al tubo de transporte de lodo de viruta para deshidratar el lodo de viruta transportado en el mismo y para proporcionar un primer flujo de lodo de viruta que tiene una relación de licor-madera de menos de 3:1 y para proporcionar un segundo flujo de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno conectado al dispositivo de deshidratación para el transporte del segundo flujo de fluido que contiene sílice y conectado a la primera entrada de fluido o a la segunda entrada de fluido; y al menos un separador de sílice, que se dispone en el tubo de retorno.
Como se define en el presente documento, una zona de remojo de viruta es una zona dispuesta debajo de una sección superior del recipiente, y en la que las virutas introducidas en el recipiente a través de la entrada de viruta se sumergen o se cubren por un fluido, por ejemplo, agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, que se introduce en el recipiente a través de la primera entrada de fluido y/o la segunda entrada de fluido. Además, para proporcionar una eliminación eficiente de la sílice, las virutas deben permanecer en esta zona de remojo de viruta durante un tiempo de remojo específico de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos. Dentro de este intervalo de tiempo, los contaminantes que contienen sílice, tales como arena y arcilla, que se adhieren a la superficie de las virutas o que están más o menos incrustados en las virutas, deben disolverse y liberarse de las virutas. Además, el método y el sistema de acuerdo con la invención son particularmente adecuados para su uso en un sistema abierto, es decir, el recipiente que contiene el lodo de viruta es un recipiente abierto, es decir, no presurizado, lo que significa que la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo no puede ser demasiado alta, para evitar una ebullición excesiva del lodo de viruta y, por lo tanto, la temperatura del lodo de viruta debería ser preferentemente de aproximadamente 95 °C a aproximadamente 105 °C. Además, la temperatura del fluido de dilución debe elegirse de modo que el fluido de dilución, cuando se añada al lodo de viruta contenido en el recipiente, no provoque una ebullición excesiva del lodo de viruta y, en la práctica, es útil una temperatura del fluido de dilución de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 130 °C.
Como se puede apreciar, el lodo de viruta normalmente se bombea fuera del recipiente, y la consistencia del lodo de viruta que se transporta en el tubo de transporte de lodo de viruta, o que está contenido en la sección inferior del recipiente para su transporte en el tubo de transporte de lodo de viruta, por lo tanto, debe permitir un bombeo eficaz, por lo que es útil una relación de licor-madera de al menos 10:1 para el lodo de viruta en el tubo de transporte de lodo de viruta, es decir, la relación licor-madera de al menos 10:1 se relaciona con la consistencia del lodo de viruta en el tubo de transporte, donde se puede medir la relación de licor-madera, si así se desea.
En otra realización de la presente invención, dicha segunda entrada de fluido, que, como alternativa, puede denominarse entrada de fluido de dilución, no está dispuesta en una sección inferior del recipiente, sino que está dispuesta en el tubo de transporte de lodo de viruta. En otra realización más, dicha segunda entrada de fluido está dividida, de modo que se dispone una segunda entrada de fluido tanto en la sección inferior del recipiente como en el tubo de transporte de lodo de viruta. De manera similar, en realizaciones de la invención, el tubo de retorno para el transporte del segundo flujo de fluido que contiene sílice está conectado tanto a la primera entrada de fluido como a la segunda entrada de fluido. Para garantizar una mezcla eficaz del lodo de viruta y el fluido de dilución, se puede instalar un mezclador en el tubo de transporte de lodo de viruta; y para mejorar la acción separadora de sílice de dicho al menos un separador de sílice, se puede disponer una entrada para añadir un agente aglomerante y/o floculante, tal como poliacrilamida, en el tubo de retorno antes, como se observa en la dirección del flujo, del primero de dicho al menos un separador de sílice. Asimismo, si se proporciona más de un separador de sílice, estos separadores de sílice pueden disponerse en paralelo o en serie; y para garantizar un calentamiento eficaz del fluido de dilución, el tubo de retorno puede estar dotado de un calentador, por ejemplo, un intercambiador de calor.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se explicará más detalladamente en lo sucesivo en el presente documento por medio de ejemplos no limitativos y con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
La figura 1 es una ilustración esquemática de una primera realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una ilustración esquemática de una segunda realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es una ilustración esquemática de una tercera realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
La figura 4 es una ilustración esquemática de una cuarta realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
La figura 5 es una ilustración esquemática de una quinta realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
La figura 6 es una ilustración esquemática de una sexta realización de un sistema para la eliminación de sílice en un proceso de producción de pasta papelera de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones preferentes
Para todas las realizaciones presentadas a continuación e ilustradas en las figuras, las partes y componentes correspondientes han recibido los mismos números de referencia.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una primera realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice en un proceso de pulpación de acuerdo con la presente invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido 19, por ejemplo, un tanque de fluido 19, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en el tubo de transporte de lodo 10 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un fluido de dilución, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido de dilución 18, por ejemplo, un tanque de fluido de dilución 18, y que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación 12 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licor-madera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la segunda entrada de fluido 11; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, en el tubo de retorno 15, para calentar el fluido de dilución a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. En la primera realización mostrada en la figura 1, el calentador 17 se dispone cerca de la fuente de fluido de dilución 18, de modo que el calentador 17 básicamente solo calienta el fluido de dilución procedente de la fuente de fluido de dilución 18 y no calienta el segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice. Además, también opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
Como se ha indicado anteriormente, el primer flujo 13 del lodo de viruta tiene una relación de licor-madera de al menos 3:1. Este valor bastante bajo, es decir, una cantidad relativamente grande de madera en relación con el fluido, indica que el dispositivo de deshidratación es eficaz y que el primer flujo 13 contiene una cantidad relativamente pequeña de sílice. Un valor bajo también implica que el lodo de viruta contiene una cantidad relativamente pequeña de fluido que debe calentarse en las siguientes etapas de procesamiento. Dichas etapas de procesamiento no forman parte de la presente invención, pero, no obstante, deben tenerse en cuenta al diseñar un sistema eficaz para la eliminación de sílice. Los dispositivos de deshidratación que son adecuados para su uso en todas las realizaciones presentadas en el presente documento son los dispositivos de deshidratación fabricados y comercializados por la empresa Valmet AB, por ejemplo, los separadores superiores comercializados por Valmet AB. Además, los separadores de arena fabricados y comercializados por Valmet AB son adecuados para su uso como separadores de sílice en todas las realizaciones presentadas en el presente documento.
En la figura 2, se ilustra esquemáticamente una segunda realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice de acuerdo con la invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido 19, por ejemplo, un tanque de fluido 19, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección
superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en la sección inferior 4 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un fluido de dilución, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido de dilución 18, por ejemplo, un tanque de fluido de dilución 18, y que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación 12 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licor-madera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la segunda entrada de fluido 11; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-150 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, en el tubo de retorno 15, para calentar el fluido de dilución a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. En la segunda realización mostrada en la figura 2, el calentador 17 se dispone en una posición tal que el calentador 17 calienta tanto el fluido de dilución procedente de la fuente de fluido de dilución 18 como también el segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice. Además, también opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
La figura 3 ilustra esquemáticamente una tercera realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice en un proceso de pulpación de acuerdo con la presente invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido 19, por ejemplo, un tanque de fluido 19, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en el tubo de transporte de lodo 10 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un fluido de dilución que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación 12 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licor-madera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la segunda entrada de fluido 11; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Como se puede observar, en la presente realización, no hay una fuente adicional de fluido de dilución, tal como una fuente de fluido de dilución 18, que se dispuso opcionalmente en la primera realización y la segunda realización, respectivamente. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, en el tubo de retorno 15, para calentar el fluido de dilución a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. Además, opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
La figura 4 ilustra esquemáticamente una cuarta realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice en un proceso de pulpación de acuerdo con la presente invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido 19, por ejemplo, un tanque de fluido 19, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en la sección inferior 4 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un
fluido de dilución que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación l2 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licormadera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la segunda entrada de fluido 11; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Como se puede observar, en la presente realización, no hay una fuente adicional de fluido de dilución, tal como una fuente de fluido de dilución 18, que se dispuso opcionalmente en la primera realización y la segunda realización, respectivamente. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, en el tubo de retorno 15, para calentar el fluido de dilución a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. Además, opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
En la figura 5, se ilustra esquemáticamente una quinta realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice de acuerdo con la invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido 19, por ejemplo, un tanque de fluido 19, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un fluido de dilución, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido de dilución 18, por ejemplo, un tanque de fluido de dilución 18, y que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación 12 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licor-madera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la primera entrada de fluido 7; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-150 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, antes de la segunda entrada de fluido 11, para calentar el fluido de dilución procedente de la fuente de fluido de dilución 18 a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. Además, también opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
En la figura 6, se ilustra esquemáticamente una sexta realización de un sistema 1 para la eliminación de sílice de acuerdo con la invención. El sistema de eliminación de sílice 1 comprende al menos un recipiente 2, que tiene una sección superior 3 y una sección inferior 4; una entrada de viruta 5 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de virutas de madera, una entrada de vapor 6 proporcionada en la sección superior 3 para la introducción de vapor; una primera entrada de fluido 7 proporcionada en el recipiente y dispuesta debajo de la sección superior 3 para la introducción de un fluido, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo de viruta 8, que se dispone debajo de la sección superior 3, siendo la zona de remojo de viruta 8 una zona en la que las virutas se sumergen o se cubren por fluido durante un tiempo de remojo especificado; una salida de lodo de viruta 9 proporcionada en la sección inferior 4 y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta 10 para el transporte del lodo de viruta fuera del recipiente 2; una segunda entrada de fluido 11 dispuesta en la sección inferior 4 para la dilución del lodo de viruta a una relación de licor-madera de al menos 10:1, según lo medido en el tubo de transporte de lodo de viruta 10, con un fluido de dilución, tal como agua o un ácido mineral diluido, por ejemplo, ácido sulfúrico diluido, procedente de una fuente de fluido de dilución 18, por ejemplo, un tanque de fluido de dilución 18, y que tiene una temperatura del fluido de dilución que es más alta que la temperatura del lodo de viruta; un dispositivo de deshidratación 12 conectado al tubo de transporte de lodo de viruta 10 para deshidratar el lodo de viruta contenido en el mismo y para proporcionar un primer flujo 13 de lodo de viruta que tiene una relación licor-madera inferior a 3:1 y proporcionar un segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice; un tubo de retorno 15 conectado al dispositivo de deshidratación 12 para el transporte del segundo flujo 14 de fluido que contiene sílice y conectado a la primera entrada
de fluido 7; y al menos un separador de sílice 16 proporcionado en el tubo de retorno 15. Además, en la presente realización, el tiempo de remojo de las virutas en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 30 minutos a 120 minutos, la temperatura del lodo de viruta en la zona de remojo de viruta 8 es de aproximadamente 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de aproximadamente 110-130 °C. Opcionalmente, se puede proporcionar un calentador 17, por ejemplo, el intercambiador de calor 17, antes de la segunda entrada de fluido 11 para calentar el fluido de dilución procedente de la fuente de fluido de dilución 18 a la temperatura del fluido de dilución especificada, si es necesario. Además, también opcionalmente, se puede proporcionar un mezclador 20 en el tubo de transporte de lodo de viruta 10 antes, como se observa en la dirección del flujo, del dispositivo de deshidratación 12, para garantizar una mezcla eficiente del fluido de dilución y el lodo de viruta.
Las realizaciones descritas anteriormente y analizadas junto con las figuras son solo a modo de ejemplo, y son posibles muchas variaciones. En particular, es posible combinar todas las características de una realización particular con otras características de otras realizaciones. Por ejemplo, es posible disponer un tubo de retorno tanto en una primera entrada de fluido como en una segunda entrada de fluido, que esté conectado a una sección inferior de un recipiente y/o conectado a un tubo de transporte de lodo de viruta. Además, para todas las realizaciones, pero no mostrada en las figuras, se puede disponer una entrada para añadir un agente aglomerante y/o floculante, tal como poliacrilamida, en el tubo de retorno 15 antes, como se observa en la dirección del flujo, del primero de dicho al menos un separador de sílice 16. Tal agente aglomerante puede mejorar la eficacia del separador de sílice. La característica común para todas las realizaciones presentadas en el presente documento es que la eficiencia de la eliminación de sílice se mejora remojando las virutas durante un tiempo de remojo de viruta predeterminado a una temperatura especificada bastante alta.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones específicas, que también se muestran en los dibujos adjuntos, resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden hacerse muchas variaciones y modificaciones dentro del alcance de la invención como se describe en la memoria descriptiva y se define con referencia a las reivindicaciones a continuación. Por ejemplo, la invención se ha descrito con referencia a virutas de madera, pero podría ser aplicable a cualquier material lignocelulósico, tal como bambú.
Claims (8)
1. Un sistema (1) para la eliminación de sílice en un proceso para la producción de pasta kraft por prehidrólisis, comprendiendo el sistema (1) al menos:
un recipiente (2) que tiene una sección superior (3) y una sección inferior (4);
una entrada de viruta (5) dispuesta en la sección superior (3) para la introducción de virutas de madera en el recipiente (2);
una entrada de vapor (6) dispuesta en la sección superior (3) para la introducción de vapor en el recipiente (2); una primera entrada de fluido (7) dispuesta en el recipiente (2) para la introducción de fluido en el recipiente (2), para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo (8) dispuesta debajo de la sección superior (3), siendo la zona de remojo de viruta (8) una zona en la que las virutas de madera se sumergen en fluido durante un tiempo de remojo especificado;
una salida de lodo de viruta (9) dispuesta en la sección inferior (4) y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta (10) para el transporte del lodo de viruta; una segunda entrada de fluido (11) dispuesta en la sección inferior (4) y/o en el tubo de transporte de lodo de viruta (10) para la dilución del lodo de viruta en el tubo de transporte de lodo de viruta (10) a una relación de líquido-madera de al menos 10:1 con un fluido de dilución que tiene una temperatura superior a la temperatura del lodo de viruta;
un dispositivo de deshidratación (12) conectado al tubo de transporte de lodo de viruta (10) para deshidratar el lodo de viruta y crear un primer flujo (13) del lodo de viruta que tenga una relación de líquido-madera de menos de 3:1 y un segundo flujo (14) de fluido que contiene sílice; y
un tubo de retorno (15) conectado al dispositivo de deshidratación (12) para el transporte del segundo flujo (14) de fluido que contiene sílice y conectado a la primera entrada de fluido (7) y/o a la segunda entrada de fluido (11), en donde está dispuesto al menos un separador de sílice (16) en el tubo de retorno (15), y el tiempo de remojo es de 30 minutos a 120 minutos, y la temperatura del lodo de viruta es de 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de 110-130 °C.
2. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el proceso para la producción de pasta papelera es un proceso para la producción de pasta papelera para disolver.
3. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por que un mezclador (20) está dispuesto en el tubo de transporte de lodo de viruta (10).
4. El sistema (1) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado por que en el tubo de retorno (15), antes del separador de sílice (16), esta dispuesta una entrada para la adición de un agente aglomerante.
5. Un método para la eliminación de sílice en un proceso para la producción de pasta kraft por prehidrólisis, comprendiendo el método al menos las siguientes etapas:
introducir virutas de madera en un recipiente (2) a través de una entrada de viruta (5) dispuesta en una sección superior (3) del recipiente (2), comprendiendo dicho recipiente dicha sección superior (3) y una sección inferior (4); introducir vapor en el recipiente (2) a través de una entrada de vapor (6) dispuesta en la sección superior (3); introducir fluido en el recipiente (2) a través de una primera entrada de fluido (7) dispuesta en el recipiente (2), para proporcionar un lodo de viruta que tiene una temperatura del lodo de viruta en una zona de remojo (8) dispuesta debajo de la sección superior (3), siendo la zona de remojo de viruta (8) una zona en la que las virutas de madera se sumergen en fluido durante un tiempo de remojo especificado;
transportar el lodo de viruta fuera del recipiente (2) a través de una salida de lodo de viruta (9) dispuesta en la sección inferior (4) y conectada a un tubo de transporte de lodo de viruta (10);
diluir el lodo de viruta en el tubo de transporte del lodo de viruta (10) a una relación de líquido-madera de al menos 10:1 con un fluido de dilución que tiene una temperatura superior a la temperatura del lodo de viruta a través de una segunda entrada de fluido (11) dispuesta en la sección inferior (4) y/o en el tubo de transporte de lodo de viruta (10);
deshidratar el lodo de viruta con un dispositivo de deshidratación (12) conectado al tubo de transporte de lodo de viruta (10) y crear un primer flujo (13) del lodo de viruta que tenga una relación de líquido-madera de menos de 3:1 y un segundo flujo (14) de fluido que contiene sílice; y
transportar el segundo flujo (14) de fluido que contiene sílice a través de un tubo de retorno (15) conectado al dispositivo de deshidratación (12) y conectado a la primera entrada de fluido (7) y/o a la segunda entrada de fluido (11),
en donde la sílice se elimina del fluido que contiene sílice mediante al menos un separador de sílice (16) dispuesto en el tubo de retorno (15), y el tiempo de remojo es de 30 minutos a 120 minutos, y la temperatura del lodo de viruta es de 95-105 °C, y la temperatura del fluido de dilución es de 110-130 °C.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el proceso para la producción de pasta papelera es un proceso para la producción de pasta papelera para disolver.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado por que se dispone un mezclador
(20) en el tubo de transporte de lodo de viruta (10).
8. El método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior 5-7, caracterizado por que en el tubo de retorno (15) antes del separador de sílice (16) se dispone una entrada para la adición de un agente aglomerante.
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