Medición del total de sólidos disueltos en la pasta de celulosa

para optimizar las lavadoras de pasta de celulosa y el proceso de lavado

El desarrollo del refractómetro de proceso PR-23-SD de Vaisala K-PATENTS SAFE-DRIVE para la medición continua del contenido total de sólidos disueltos (TDS) en suspensiones de fibra permite seguir el funcionamiento de los pasos individuales del proceso de forma continua. Los cambios del total de sólidos disueltos en las líneas de stock de alimentación y salida, así como en las líneas de filtrado entrantes y salientes, se pueden detectar de inmediato. 

Mediante la optimización del proceso de lavado de la pasta de celulosa y el aumento del contenido de sólidos del licor negro, las plantas obtienen beneficios inmediatos, celulosa más limpia y de mejor calidad para blanquear, así como un uso optimizado de agua, productos químicos y energía.

Aplicaciones de control de procesos en línea en líneas de fibra y lavado de pasta de celulosa

El lavado de pasta de celulosa (BSW, brown stock washing) puede considerarse la operación clave que influye en la economía del proceso de fabricación de la pasta, así como en la carga medioambiental de la fábrica. El propósito del lavado de pasta de celulosa es eliminar los compuestos solubles tanto orgánicos como inorgánicos de la suspensión de celulosa (pasta de celulosa), mientras se usa la menor cantidad posible de agua o licor de lavado. Vaisala proporciona refractómetros de proceso para medir y monitorear el contenido de sólidos disueltos totales (TDS, Total Dissolved Solids) en la suspensión de celulosa.

Al examinar la relación económica general entre el costo operativo y la eficiencia, las primeras consideraciones son maximizar el rendimiento de sólidos debido a su valor calorífico en la caldera de recuperación y minimizar el factor de dilución para ahorrar vapor en los evaporadores. Los siguientes factores clave son el costo de los compuestos químicos para reemplazar las pérdidas de sodio y el costo del tratamiento de efluentes. Otras consideraciones importantes incluyen las limitaciones de eficiencia del evaporador en muchos molinos y el consumo de químicos blanqueadores en molinos de grado blanqueable.

El desarrollo del refractómetro de proceso PR-23-SD K-PATENTS SAFE-DRIVE de Vaisala para la medición continua del contenido de sólidos disueltos en una suspensión de fibra ha hecho posible seguir el funcionamiento de los pasos individuales del proceso de forma continua. Los cambios del total de sólidos disueltos en las líneas de stock de alimentación y salida, así como en las líneas de filtrado entrantes y salientes, se pueden detectar de inmediato.

Una vez que un molino tiene el número adecuado de mediciones de total sólidos disueltos en línea, puede calcular y optimizar sus variables de lavado de pasta de celulosa, como el factor de dilución óptimo (DF, Dilution Factor), la relación de desplazamiento (DR, Displacement Ratio), la pérdida relativa de lavado (1-Y) y el factor de eficiencia (E) de toda la planta. Esto permite la implementación de un control de nivel superior para lograr los beneficios de la optimización completa de las operaciones de lavado de pasta de celulosa.

Aplicaciones típicas en el lavado de pasta de celulosa

Zona de lavado del digeridor y línea de soplado

La medición del total de sólidos disueltos en la suspensión de pulpa de soplado después del digeridor permite monitorear el funcionamiento del difusor. Junto con otras mediciones (por ejemplo, filtrado y licor de lavado), esto le proporciona a la fabrica la capacidad de controlar el rendimiento de la zona de lavado en el digeridor. Además, la medición de TDS en la línea de soplado permite monitorear el desempeño del digestor, lo que asegura que rinda la concentración correcta. La combinación de estas medidas facilita el cálculo continuo de los niveles de masa del digeridor.

Alimentación de la pulpa a las lavadoras

La medición precisa y en tiempo real del total de sólidos disueltos dentro de la pulpa de alimentación permite una respuesta rápida a los cambios del proceso y evita que se trasladen interrupciones a las etapas de lavado posteriores. Las variables del proceso, como el factor de dilución, se pueden controlar de conformidad con las propiedades de la pulpa de entrada y los balances de masa se pueden monitorear continuamente.

Etapa de lavado

En esta etapa, las mediciones del total de sólidos disueltos en línea brindan un mejor control y ayudan a determinar el factor de dilución óptimo, la consistencia de operación correcta y la concentración óptima de sólidos en la corriente hacia la caldera de recuperación. Esto evita un consumo excesivo de agua en las lavadoras, lo que reduce los requisitos de energía del evaporador y la necesidad de productos químicos de compensación.

Deslignificación de pulpa a oxígeno (OD, oxygen delignification)

El costo y el rendimiento del proceso de OD se pueden optimizar mediante el uso de mediciones del total de solidos disueltos en línea. La reducción de la pérdida de lavado en la pulpa de entrada a los reactores disminuye la cantidad de álcali. El álcali se consume en las reacciones de neutralización de los ácidos orgánicos. Además, se puede optimizar la temperatura del reactor y disminuir la cantidad de oxígeno.

Descarga de la pulpa para blanqueamiento

Las mediciones continuas confiables de la pérdida de lavado en la pulpa de descarga permiten controlar el éxito del proceso de lavado. Al minimizar la pérdida de lavado, se pueden optimizar los siguientes pasos del proceso. Una menor pérdida de lavado en la pulpa de salida mejorará la calidad, al mismo tiempo que disminuirá la cantidad de productos químicos necesarios en la etapa de blanqueamiento. Las mediciones confiables mejoran el desempeño ambiental y pueden reducir los costos de tratamiento de efluentes

Beneficios de la medición en línea y del control de procesos en el lavado de pasta de celulosa

  • Control continuo de la eficiencia del lavado 
  • Rendimiento mejorado de la deslignificación y del blanqueamiento con oxígeno 
  • Reducción del consumo de reactivos adicionales en las etapas de blanqueamiento posteriores 
  • Mejor calidad de pulpa 
  • Menor formación de compuestos orgánicos nocivos en la etapa de blanqueamiento, menor carga para el tratamiento de efluentes 
  • Recuperación mejorada de productos químicos de cocción (Na y S) y materiales orgánicos disueltos a base de madera 
  • Mayor eficiencia de la caldera de recuperación 
  • Uso optimizado de la energía 
  • Rendimiento mecánico mejorado de las lavadoras, mayor vida útil 
  • Ejecución de procesos mejorada 
  • Inversión inicial moderada; la rentabilidad de la inversión es relativamente rápida, alrededor de 3-6 meses 

Más información

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Aplicaciones en el procesamiento de pulpa y papel

La eficiencia y seguridad de los procesos de recuperación química Kraft y de lavado de líneas de fibra y pasta de celulosa se pueden mejorar significativamente, midiendo el contenido de sólidos secos en línea y en tiempo real. Para obtener más información, descargue nuestras notas de la aplicación.

Proceso de pulpa Kraft (sulfato)

Proceso de pulpa de sulfito

Proceso de encolado del papel

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