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Pulpa & Papel

Aplicações
Almacenamiento de agua de molino

Debido a que la pulpa se procesa y el papel se fabrica en un medio acuoso que contiene hasta un 99.5% de agua, el manejo del agua es esencial para las operaciones productivas de una planta. Los controles de nivel monitorean el almacenamiento de agua de proceso fría, tibia y caliente, agua potable, agua de alimentación a las calderas, agua de producción de licor, aguas residuales del proceso y vertederos de efluentes a canales abiertos, fosas y sumideros de aguas pluviales. Reto El almacenamiento de agua procesada, regenerada y de servicio puede variar desde tanques pequeños hasta grandes tanques a granel con alturas hasta de 13 o mas metros. Los controles se especifican de acuerdo con el tamaño y la geometría del recipiente de almacenamiento a granel. Los controles de nivel en los embalses a atmósfera abierta deben resistir las posibles condiciones meteorológicas adversas. El almacenamiento de agua de incendio debe cumplir con los estándares de NFPA en lso Estados Unidos.

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Almacenamiento de pulpa

El stock de pulpa se almacena en densidades variables en «cofres» horizontales o verticales que emlean un agitador para mantener el material en suspensión. Una torre es un recipiente más grande que proporciona un tiempo de retención y un flujo hacia abajo / hacia arriba de la pulpa. Debido a que la pulpa puede transportar oxidantes residuales que causan la corrosión de los recipientes de almacenamiento, los interiores de los recipientes están revestidos con materiales resistentes Reto La medición de nivel en los recipientes de almacenamiento es necesaria para mantener un suministro constante de material de pulpa a la máquina de papel. Los recipientes de pulpa representan un desafío a las mediciones de nivel debido a fluídos muy espesos y pegajosos, altas temperaturas, vapor en el espacio libre superior, agitación y los efectos ligeramente corrosivos y abrasivos de la lechada.

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Bombas de consistencia media

Diseñadas para mover fluidos espesos, las bombas de consistencia media son ideales para transportar pulpa en un molino. La pulpa a menudo se bombea desde un tubo vertical integrado a la bomba. Las bombas con tubos verticales típicamente bombean desde y hacia lavadoras y espesadores, mezcladoras de O2 y ClO2, torres de extracción, torres de almacenamiento de lejía y torres de almacenamiento de pulpa de alta densidad. Reto Es importante mantener el nivel adecuado de pulpa en el tubo vertical. Un control de nivel en el tubo verticalse logra emplando una válvula de control aguas abajo de la bomba. Un control de nivel que no funciona bien puede ocasionar el desbordamiento de la tubería vertical o hacer que una bomba funcione sin alimentación originando sobrecalentamiento y daños en los sellos.

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Digestores de pulpa

El proceso’ kraft’ es el método de despulpado más usado. Aquí, el calor y los productos químicos (hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, o licor blanco) se combinan en una olla a presión grande, o digestor, para transformar las astillas de madera en pulpa mediante la disolución del aglutinante de lignina de la madera. La lignina residual y los productos químicos usados, o ‘licor negro’, se envían a una caldera de recuperación. Reto El monitoreo del nivel del digestor mantiene la estabilidad operativa, aumenta el rendimiento y reduce la variación ‘kappa’ (la medida de lignina restante en la pulpa). Condiciones del proceso de hasta +180 °C (+355 °F), vapor de agua, alta presión y productos químicos agresivos pueden desafiar a muchos sensores de nivel. El monitoreo continuo del nivel y alarmas de sobrellanado son instrumentos comunes en los digestores.

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Fuente de agua y cernidores

Como el mayor usuario industrial de aguas de proceso, las fábricas de pulpa y papel a menudo se encuentran junto a fuentes de agua naturales. Pantallas o barreras se colocan en canales de entrada o en pozos húmedos para eliminar desperidcios y suciedad que podría dañar el equipo del molino. Cuando los desechos se han acumulado, la limpieza de las barreras se logra con un rastrillo automatizado típicamente accionado por un control de nivel montado en un canal aguas arriba. Reto Los niveles de agua de los canales de admisión y los pozos de plantas requieren monitoreo. Aunque normalmente es una aplicación de rutina, el clima helado puede causar complicaciones para los controles de nivel, especialmente los que activan la limpieza de las barreras. Un control de nivel que funcione en condiciones frías al aire libre debe ser preciso y confiable a pesar de la presencia de hielo.

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Generadores de dióxido de cloro (CLO2)

Debido a precauciones de salud, seguridad y medio ambiente acerca de dioxina y furanos, el alguna vez prevalente uso de cloro elemental como agente blanqueador de pulpa ha dado paso a tecnologías alternativas. Hoy, las tecnologías de cloro libre elemental (ECF) se usan en el 95% de producción de pulpa blanqueada. Un generador produce CLO2 que se mezcla con agua para blanquear. Reto El dióxido de cloro gaseoso se transporta a una torre de absorción donde se disuelve en agua enfriada para producir la solución blanqueadora dióxido de cloro acuoso. Mantener nivel continuo en el generador es crítico porque el balance de material químico que entra y sale del generador es esencial. Controladores que no funcionen correctamente pueden crear una situación donde la producción de blanqueador cese y se produzca un paro.

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Licor negro, verde y blanco

El licor negro es la mezcla residual digestora de químicos gastados y pulpa extraída de trozos de madera. Cuando se quema en calderas de recuperación, el licor negro produce calor para vapor y también libera químicos digestores llamados «fundidos». Mezclado con agua, el fundido se convierte en licor verde. Esto se trata con cal en los caustizadores para producir licor blanco, el químico de cocina de los digestores. Reto Almacenado en concentraciones variantes, los licores son soluciones corrosivas con altos niveles de compuestos orgánicos. Los licores pueden causar quemaduras químicas o dañar los pulmones si se inhala. Los censores de nivel manejan la severidad de los químicos, así como su densidad y dieléctrico variable, agitación, espuma y adherencia del medio. Los controladores del tanque deben activar las alarmas apropiadas o sistemas de cierre por emergencia.

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Recipientes de mezcla

Los recipientes de mezcla son tanques grandes con agitación que se utilizan para mezclar varios tipos de pulpa, materiales de relleno y aditivos en una fórmula específica para la máquina de papel. El material mixto se introduce en el cofre de la máquina donde se bombea a la caja de entrada y se distribuye uniformemente en el cable móvil de la máquina de fabricación de papel. Cuando la mezcla se deshidrata y se seca, el resultado es papel acabado. Reto Los controles de nivel garantizan que los cofres nunca se desborden y que el nivel nunca baje de un nivel seguro con respecto a la zona de agitación. El control de nivel debe lidiar con el grosor de la pulpa, alta humedad y cambios de gravedad específica. Como la operación de descarga del cofre opera con un control de nivel, es necesario mantener un flujo constante para garantizar la fabricación continua de papel.

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Sistemas de lavado de pulpa

La pulpa se lava en dos coyunturas en el proceso de despulpado químico. La pulpa virgen o Brown Stock (pulpa con lignina residual) se lava después de salir del digestor y la pulpa blanqueada (Bleached Stock) se lava en la unidad de blanqueo en múltiples etapas. En cada caso, la pulpa se mueve a través de una serie de lavadoras y cernidores para eliminar los productos químicos y las partículas residuales. Los controles de nivel generalmente monitorean tanques cn pulpa y tanques de filtrado en las unidades de lavado. Reto El control preciso del nivel de las dos líneas de lavado de pulpa garantiza un suministro constante de agua de lavado; mantiene la estabilidad de niveles; asegura niveles correctos de dilución para la línea de lavado; mantiene los flujos de filtrado en equilibrio y disminuirá la carga química y los posibles problemas en las unidades de procesamiento aguas abajo causados por pulpa sin lavar.

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Tanques de propulsión de digestor

En la digestión por grupo, la pulpa y licor negro son mecánicamente transportados o «propulsados» a un tanque de choque atmosférico al completarse el ciclo de cocción. El tanque es un gran contenedor cilíndrico que funciona como almacenaje intermedio de la pulpa cocida y desde el cual la pulpa (ahora llamada «materia marrón» debido a su color) se descarga en un flujo uniforme a un proceso de lavado. Herausforderung El control de nivel del tanque de golpe ayuda a mantener el balance entre los procesos de digestión y lavado. Los controles de nivel facilitan el espacio de choque en tiempo en el digestor mientras promueve mejor calidad de producto manteniendo la constancia en la producción y eficiencia del lavado. La presencia de un agitador de tanque afectará la selección del controlador de nivel, el cual es típicamente un interruptor por alto nivel.

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Tanques receptores de condensado

El vapor generado en el calentador de recuperación se usa para operar muchas partes de un molino. La concentración de licor y el secado de papel son lo mayores consumidores de vapor, seguidos por la digestión, blanqueado y vaporización de astilla (el vapor también opera un sistema de co-generación de turbina si el molino lo tiene equipado). Un sistema de condensado de vapor en la sección de secado de la maquina de papel colecta agua para reuso en el molino. Reto El condensado de vapor de los tambores de secado entra hasta en media docena de tanques receptores del sistema de retorno de condensado. Los controladores de nivel es estos tanques aseguran que el agua regrese al molino para reuso, se desvíe al almacenaje o se descargue a la alcantarilla. Cuando el controlador censa el nivel superior en el tanque actuará una válvula de descarga para remover el condensado acumulado.

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Torres de blanqueo de celulosa

La pulpa que sale de la unidad de lavado del digestor conserva un color marrón oscuro debido al contenido residual de lignina que a menudo debe blanquearse. Las plantas blanquean la pulpa empleando de tres a cinco etapas de blanqueamiento y lavado con agua. Típicamente, dos pares de torres de extracción de dióxido de cloro y cáustica son seguidas por etapas de lavado de pulpa. Reto Las operaciones de blanqueo requieren controles de nivel para mantener niveles constantes en las torres de blanqueo y administrar el flujo de pulpa en etapas sucesivas controlando las válvulas de salida de la torre. Los desafíos de la aplicación incluyen densidad variable de la pulpa, temperaturas superiores a +95 °C (+200 °F), productos químicos agresivos y la necesidad de una fácil limpieza de las partes húmedas. Un interruptor por alto nivel asegura la protección de sobrellenado.

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Turpentine Recovery

Vapors from the digester contain turpentine and 85% of it is released during the relief cycle. Recovery of this volatile organic compound (VOC) is undertaken for environmental reasons, to lessen effluent treatment of condensate, to utilize turpentine as a fuel source, or to sell it as a by-product to chemical processors. Challenge Two vessels in a typical recovery system require level control of the turpentine/ water interface: the decanter, or separator, and the storage tank. The National Fire Protection Association (NFPA) rates turpentine as a «severe fire hazard.» For this reason, the decanter is contained in a dyked area, storage tanks are sometimes located below ground, and controls must be rated explosion-proof.

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