ES2218669T3 - Dispositivo y procedimiento de tratamiento a alta temperatura de material ligno-celulosico. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE TRATAMIENTO A ALTA TEMPERATURA DE MATERIAL LIGNOCELULOSICO, QUE COMPRENDE UNA CAMARA DE TRATAMIENTO DEL MATERIAL, AL MENOS UNA CAMARA DE COMBUSTION (30) CON AL MENOS UN QUEMADOR (31) QUE FUNCIONA EN ATMOSFERA REDUCTORA, MEDIOS DE AGITACION (26, 26'') QUE GARANTIZAN UNA CIRCULACION DE LOS GASES DE LA CAMARA DE TRATAMIENTO PARA QUE UNA PARTE DE LOS GASES PROCEDENTES DE LA CAMARA CIRCULEN A TRAVES DE LA CAMARA DE COMBUSTION (30). LA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A UN PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO CORRESPONDIENTE, QUE COMPRENDE LAS ETAPAS DE PRECALENTAMIENTO Y SECADO DEL MATERIAL A UNA TEMPERATURA PROXIMA A LA TEMPERATURA DE VAPORIZACION DEL AGUA; CALENTAMIENTO DEL MATERIAL EN ATMOSFERA REDUCTORA; ENFRIAMIENTO DEL MATERIAL POR INYECCION DEL VAPOR DE AGUA. SE PUEDE EFECTUAR UN CONTROL AUTOMATICO DEL TRATAMIENTO DURANTE LAS DOS PRIMERAS ETAPAS CONTROLANDO LOS QUEMADORES PARA MANTENER UNA DIFERENCIA PRACTICAMENTE CONSTANTE ENTRE LA TEMPERATURA EN EL EXTERIOR Y LA TEMPERATURA EN EL SENO DEL MATERIAL.

Description

Dispositivo y procedimiento de tratamiento a alta temperatura de material ligno-celulósico.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo y un procedimiento de tratamiento a alta temperatura de un material ligno-celulósico, tal como la madera.

El tratamiento a alta temperatura (high temperature treatment) de los materiales ligno-celulósicos, tales como la madera, permite reducir su hidrofilia y mejorar sus características de estabilidad.

Se conocen ya diversos procedimientos y dispositivos para el tratamiento a alta temperatura de materiales ligno-celulósicos. El documento FR-A-2 720 969 propone un procedimiento de este tipo y una célula para su puesta en práctica. Este documento propone el hecho de proceder a un secado de los materiales, a continuación a un calentamiento en circuito cerrado durante el que los gases desprendidos por el material son utilizados como combustible, y por último, un enfriamiento por inyección de agua. La etapa de calentamiento en circuito cerrado propuesta en este documento no permite asegurar una eliminación completa de la humedad residual tras la etapa de secado. Por otra parte, la utilización de los gases desprendidos por el material como combustible, indica una manipulación de la instalación de tratamiento difícil de realizar en la práctica. Por último, la inyección de agua para el enfriamiento provoca una fragmentación del material tratado. La célula propuesta en el documento para la puesta en práctica del procedimiento presenta los inconvenientes correspondientes, y en realidad resulta difícil, por no decir imposible, de realizar el tratamiento del material. En particular, es difícil de asegurar con este dispositivo la combustión de los gases y peligroso de proceder al calentamiento en circuito cerrado.

El resumen de la solicitud JP-A-04 148 184 describe una instalación de secado de arcillas, que presenta una cámara de recepción estanca. Al lado de esta cámara se ha dispuesto un horno de generación de gas de combustión, que comunica por su parte superior con la parte superior de la cámara. En funcionamiento, la cámara está cerrada; un ventilador situado por debajo de la carga que se desea secar, aspira el aire y lo envía hacia el horno. Esto asegura un llenado de la cámara con los gases de combustión a alta temperatura, así como una dilución del aire suministrado al horno. Se obtiene una temperatura uniforme en la cámara sin variaciones de los nieles de oxígeno.

El documento WO-A-94 27102 propone un procedimiento de tratamiento de la madera por calentamiento. Este documento propone, durante un secado a alta temperatura, limitar la diferencia entre las temperaturas exteriores e interiores del producto entre 10 y 30ºC para evitar la formación de fisuras.

La invención propone un procedimiento y un dispositivo que permiten superar estos inconvenientes. La misma asegura un tratamiento a alta temperatura simple, eficaz, que conserva las cualidades mecánicas del material y que es fácil de poner en práctica. El dispositivo de la invención presenta una estructura simple y robusta, y permite asegurar, sin regulaciones complicadas, un tratamiento eficaz. La invención permite, en particular, un pilotado automático del tratamiento.

De manera más precisa, la invención propone un dispositivo de tratamiento a alta temperatura de material ligno-celulósico, que comprende una cámara de tratamiento del material, al menos una cámara de tratamiento del material, al menos una cámara de combustible con al menos un quemador que funciona en atmósfera reductora, y medios de agitación que aseguran una circulación de los gases desde la cámara de tratamiento, de modo que una parte de los gases procedentes de la cámara circulen a través de la cámara de combustión.

El dispositivo puede comprender un canal de aspiración de los gases en la cámara de tratamiento, conectado al lado de aspiración de los medios de agitación, un canal de descarga de los gases hacia la cámara de tratamiento, conectado al lado de descarga de los medios de agitación, una derivación en el canal de aspiración conectado a la cámara de combustión, y una derivación en el canal de descarga conectada a la cámara de combustión.

En este caso, la derivación del canal de aspiración o del canal de descarga, puede desembocar en la cámara de combustión en las proximidades de un quemador.

El dispositivo puede comprender también al menos una chimenea de extracción en el trayecto de circulación de los gases de la cámara de tratamiento, corriente abajo de los medios de agitación.

Se prevé, con preferencia, la incorporación de medios de introducción de agua en la cámara de combustión en las proximidades del quemador; también se pueden prever captadores de temperatura para captar la temperatura por el exterior del material y la temperatura en el seno del material, y medios de pilotamiento del, o de los, quemador(es), con el fin de mantener una diferencia \Delta sensiblemente constante entre la temperatura del exterior del material y la temperatura presente en el seno del material en el transcurso del tratamiento con anterioridad al enfriamiento, siendo la citada diferencia, con preferencia, una función de la sección del material que se va a tratar.

Estos captadores de temperatura comprenden ventajosamente al menos un captador en las proximidades de las paredes de la cámara de tratamiento, para captar la temperatura del exterior del material, y al menos un captador móvil destinado a ser situado por el interior de la carga de material para captar la temperatura presente en el seno del material.

La invención propone también un procedimiento de tratamiento a alta temperatura de material ligno-celulósico, con la utilización de un dispositivo del tipo comentado; el procedimiento comprende las etapas de:

-

precalentamiento y secado del material a una temperatura próxima a la temperatura de evaporación del agua;

-

calentamiento del material en atmósfera reductora, en circuito abierto;

-

enfriamiento del material por inyección de vapor de agua.

La etapa de precalentamiento y secado se sigue ventajosamente hasta la evaporación casi completa del agua libre contenida en el material, con preferencia hasta que la humedad de los gases en torno al material sea inferior al 12%.

La etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora puede efectuarse hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 200 y 240ºC, y con preferencia entre 220 y 230ºC.

La etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora, puede efectuarse también haciendo circular los gases desprendidos por el material a través de una cámara de combustión con al menos un quemador en atmósfera reductora.

La etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora va seguida, con preferencia, de una etapa de mantenimiento del material a una temperatura próxima a la temperatura alcanzada en el transcurso de la etapa de calentamiento.

La etapa de enfriamiento del material por inyección de vapor de agua, puede ir seguida también de una etapa de enfriamiento por circulación de aire.

El tratamiento se efectúa ventajosamente manteniendo una diferencia sensiblemente constante entre la temperatura exterior al material y la temperatura en el seno del material, durante el transcurso de las etapas de precalentamiento y secado y de calentamiento, siendo la citada diferencia, con preferencia, una función de la sección del material que se va a tratar.

Otras ventajas y características de la invención, se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción que sigue de un modo de realización de la invención, dada a título de ejemplo y con referencia a los dibujos de la descripción, los cuales muestran:

La Figura 1, una vista esquemática de un dispositivo según la invención;

La Figura 2, una vista en corte lateral del dispositivo de la Figura 1;

La Figura 3, una vista en corte longitudinal del dispositivo de la Figura 1;

La Figura 4, una vista en perspectiva desde arriba del dispositivo de la Figura 1, con un seccionamiento parcial;

la Figura 5, una vista en corte, a mayor tamaño, de una chimenea del dispositivo de la Figura 1;

La Figura 6, una vista en corte, a mayor tamaño, de un barboteador del dispositivo de la Figura 1;

La Figura 7, un diagrama de circulación de los gases según un segundo modo de realización de un dispositivo según la invención, y

La Figura 8, una representación esquemática de la temperatura en función del tiempo en el transcurso del tratamiento según la invención.

La Figura 1 muestra una vista esquemática, en perspectiva, de un dispositivo según la invención. El dispositivo de tratamiento comprende una célula 1, que forma un túnel de sección rectangular, y que está destinado a recibir el material que se va a tratar. Los extremos de la célula 1 pueden estar cerrados por medio de una puerta 2 y de un fondo 3. Esta configuración permite, en su caso, ensamblar varias células, por ejemplo para el tratamiento de cargas largas y de volúmenes importantes. Una célula según la invención puede medir, por ejemplo, 4,50 m de largo, 1,45 m de ancho, y 2,15 m de alto. Estas dimensiones aseguran un volumen de tratamiento útil del orden de 6 a 10 m^{3} de material ligno-celulósico.

Cada célula comprende una pared exterior estanca, con preferencia calorifugada, que asegura la estabilidad mecánica de la célula, una cámara de tratamiento con dos paredes laterales 4, 5, un suelo 6, y un techo 7. Por el interior de esta pared exterior, la célula presenta paredes interiores, que definen una cámara de tratamiento entre dos paneles laterales en claraboya 8, 9, una bóveda 10, y el suelo (6).

La Figura 2 muestra una vista esquemática, en corte lateral, del dispositivo de la Figura 1. En la Figura 2 se reconocen elementos ya descritos en la Figura 1. Por otra parte se ha representado en la Figura 2 una carga de material 19 que se ha de tratar, introducida en la cámara de tratamiento sobre un carro 20. A cada lado de la célula, los paneles laterales de la pared exterior 4 y 8 (respectivamente 5 y 9), definen un canal 22 (respectivamente 23) que sirve para la circulación de los gases. Desde el lado de aspiración, a la izquierda de la Figura 2, el canal 22 de aspiración desemboca en una cámara de aspiración 24, definida entre la bóveda 10 y una pared horizontal 25 dispuesta por encima de ésta. Una turbina 26 de agitación, que puede estar arrastrada por un grupo moto-ventilador situado por el exterior de la célula, aspira los gases situados en la cámara de aspiración 24, y los descarga en parte hacia una chimenea 27 de evacuación, en parte hacia el canal 23 de descarga, y en parte hacia una cámara de combustión descrita en lo que sigue. Los gases contenidos en la célula circulan así desde la cámara de tratamiento hacia el canal 22 de aspiración a través del panel lateral en claraboya 8, y después hacia la cámara 24 de aspiración, atraviesan la turbina 26, y son descargados hacia el canal 23 de descarga, y después hacia la cámara de tratamiento a través del panel lateral 9.

La Figura 3 muestra una vista en corte longitudinal del dispositivo de la Figura 1, según el plano III-III de la Figura 2. La carga 19 y el carro 20 no han sido representados en la Figura 3. En la Figura 3 se ha indicado el plano II-II correspondiente al corte de la Figura 2. Según muestra la Figura 3, la cámara 24 de aspiración no se extiende a toda la longitud de la célula: se ha previsto una cámara 30 de combustión entre la bóveda 10 y el techo 7; un quemador 31 ha sido dispuesto en la cámara 30. En el modo de realización de las Figuras 2 y 3, la cámara de combustión se encuentra dispuesta en las cercanías de la mitad de la célula, la cual presenta a cada lado de la cámara de combustión una cámara 24, 24' de aspiración y una turbina 26, 26'. Esta configuración permite asegurar una agitación homogénea de los gases, con turbinas de tamaño razonable. Se podría adoptar también configuraciones diferentes, por ejemplo con dos cámaras de combustión y una cámara de aspiración con una o varias turbinas. Se ha representado también, en la Figura 3, uno de los grupos moto-ventiladores 28' que arrastra a la turbina 26' de agitación.

La Figura 4 muestra una vista en perspectiva, desde arriba, de la célula de la invención. Además de los elementos ya descritos, la Figura 4 muestra el hecho de que la cámara 30 de combustión se extiende a la anchura de la célula y presenta, por su extremo opuesto al emplazamiento del quemador 31, aberturas 32, 32' que desembocan en las cámaras de aspiración 24 y 24'. Se puede dotar ventajosamente a estas aberturas con una o dos válvulas de regulación que permitan equilibrar los flujos que provienen de la cámara 30 de combustión hacia las cámaras 24, 24' de aspiración. La Figura 4 muestra los deflectores de descarga 33, 33' de las turbinas de agitación 26 y 26', los cuales canalizan el aire descargado por la turbinas hacia el canal de descarga 23, hacia las chimeneas de extracción (de las que solamente se ha representado una 34 de las dos chimeneas), y hacia aberturas 35, 35' que desembocan en la cámara de combustión 30 en las proximidades del quemador 31. Se prevé, en al menos una de las chimeneas de extracción, un captador de humedad.

Se pueden prever ventajosamente los diversos detalles de construcción que siguen. Los paneles laterales 8 y 9 en claraboya pueden estar constituidos por piezas horizontales regulables en altura, de modo que puedan dejar entre ellas intervalos más o menos importantes. Se asegura así una repartición homogénea del flujo de gas en la cámara de tratamiento, disponiendo aberturas más pequeñas en la parte de arriba de los paneles laterales 8, 9 que en la parte de abajo de las mismas. Según muestra la Figura 5, las chimeneas 34 pueden estar dotadas de recuperadores de alquitranes, en forma de condensadores 36, evacuándose los alquitranes condensados hacia la parte baja del condensador 36, a una tubería vertical 37 calentada por medio de una resistencia 38. Se evita así la descarga hacia la atmósfera de los gases cargados en los alquitranes. Por su extremo inferior, la tubería 37 desemboca en un barboteador 39 representado en la Figura 6. El barboteador recoge los alquitranes de la tubería 37. También recibe, mediante una tubería 40, los alquitranes que se evacuan al suelo de la cámara de tratamiento. El extremo de la tubería 40 desemboca en el fondo del barboteador 39, con el fin de evitar los intercambios de gases por medio de la tubería 40, entre el exterior y la cámara de tratamiento.

También se han previsto, en la cámara de tratamiento, rampas de inyección de agua para evitar cualquier riesgo de incendio. La utilización de estas rampas permite enfriar rápidamente el material ligno-celulósico que se encuentra en la célula, en caso de inflamación. Se limitan así los riesgos debidos a la inflamación accidental. Se puede prever, ventajosamente, que estas rampas sean alimentadas por una reserva de agua situada en la parte alta del horno, y controlada por electroválvulas alimentadas por un dispositivo ondulador, lo que permite paliar un corte total de la redes de alimentación eléctrica y de agua, manteniendo un dispositivo de seguridad.

En la célula se prevén captadores de temperatura, que pueden ser utilizados, como se explica más adelante, para el control del tratamiento. Se prevé también una llegada de agua a la cámara 30 de combustión, en las proximidades del quemador, cuya utilidad se explica más adelante.

El dispositivo según la invención permite un tratamiento eficaz y rápido del material ligno-celulósico. El material se carga, en primer lugar, en el dispositivo de tratamiento. Para ello, se utilizan ventajosamente carros del tipo que se ha representado esquemáticamente en la Figura 2. Se pueden utilizar carros de 2 m de longitud, solidarios, que entran y salen de la célula por medio de un sistema de tracción bidireccional de cadena, cuyos medios de arrastre están por fuera de la célula. Un sistema de este tipo presenta la ventaja de poder ser adaptado fácilmente a la longitud del horno. Es suficiente, en efecto, si se ensamblan por ejemplo dos células, una puerta y un fondo, para constituir un dispositivo de tratamiento de 9 m de longitud, alargar de manera correspondiente la cadena de arrastre de los carros.

El material que se va a tratar está apilado en los carros, previendo entre cada capa cuñas que permiten, durante el tratamiento, asegurar una circulación de los gases por el interior de la carga. Para las dimensiones de célula indicadas más arriba, se alcanza por tanto una capacidad de 6 a 10 m^{3} de material a tratar, en función del espesor.

Se dispone a continuación un captador de temperatura en el interior de la carga. Los captadores de temperatura de la célula comprenden por tanto paneles laterales en claraboya 8 y 9, y por ejemplo, cuatro u ocho captadores montados en las esquinas de la célula. Estos comprenden también uno o varios captadores montados sobre un hilo que va más allá de la cámara de tratamiento, de modo que pueda(n) ser dispuesto(s) en el interior de la carga. En un modo de realización preferida, se utilizan tres captadores móviles que permiten medir la temperatura en el seno del material, cuatro captadores fijos dispuestos en las paredes de la cámara de tratamiento.

A continuación se cierra la puerta del dispositivo, y se procede al tratamiento. Para esto, se puede prever ventajosamente un pilotamiento informático, en función de la temperatura medida por los captadores fijos y móvil, así como de los índices de humedad medidos por el, o los, captador(es) de humedad.

Se pilota a partir de los datos medidos por los captadores, teniendo en cuenta entre diferentes parámetros de consigna, el funcionamiento del quemador de la cámara de combustión. El quemador está concebido para que funcione en atmósfera reductora y asegure que el índice de oxígeno se mantiene siempre en la cámara de combustión por debajo de un porcentaje bajo, por ejemplo alrededor del 3%. Se puede utilizar, por ejemplo, un quemador KROMSCHRODER modelo BIO 65 RG. Una potencia de 60 kW es suficiente para las dimensiones de horno que se han mencionado más arriba. El quemador está pilotado por electroválvulas que aseguran la regulación simultánea de los consumos de gas de combustión, por ejemplo de aire y de propano. El quemador está concebido, por otra parte, para que se pueda volver a encender en cualquier instante sin pre-ventilación de la cámara de combustión.

La Figura 7 muestra una representación esquemática del flujo de gas según la invención. La referencia 48 designa los medios de agitación de los gases. Según se ha simbolizado mediante el trazo 42, los medios de agitación aspiran los gases en la cámara de tratamiento 48 por medio de un conducto de aspiración. Éstos se descargan a continuación por medio de un conducto de descarga, como se ha mostrado simbólicamente mediante el trazo 43. Una parte de los gases puede escaparse por la chimenea 44, situada sobre el conducto de descarga, por el lado de descarga de los medios de agitación 41. Según la invención, los gases de la cámara de combustión 45 son también agitados por los medios de agitación 41, en paralelo con los de la cámara de tratamiento. Esto se efectúa por medio de una derivación de aspiración 46 del conducto de aspiración 42, que desemboca por un lado de la cámara de combustión. Otra desviación de descarga 47 en el conducto de descarga 43, desemboca por el otro lado de la cámara de combustión 45, con el fin de asegurar una buena circulación de los gases por el interior de ésta.

En el modo de realización de las Figuras 2 a 4, la derivación de descarga 47 desemboca en las proximidades del quemador de la cámara de combustión. Se podría prever también el hecho de que el conducto de aspiración 46 desemboque en las proximidades del quemador. En el dispositivo de la Figura 3, sería suficiente para ello disponer el quemador en el otro extremo de la cámara de combustión, o modificar la posición de las aberturas en la cámara de combustión.

Se asegura en los dos casos una circulación parcial a través de la cámara de combustión de los gases de la cámara de tratamiento, como se explica más adelante.

La Figura 8 muestra la evolución en el transcurso del tratamiento, de la temperatura medida por los captadores fijos (con trazo continuo) y móvil (con trazos discontinuos). Según muestra la Figura 8, se puede asegurar el pilotamiento automático del dispositivo de tratamiento merced a los captadores de temperatura, manteniendo una diferencia \Delta sensiblemente constante entre la temperatura media proporcionada por los captadores fijos y la temperatura media proporcionada por los captadores móviles. Esta diferencia es ventajosamente una función del espesor del material a tratar; la tabla 1 muestra la diferencia de temperatura, en ºC, en función del espesor del material cargado en el carro.

TABLA 1

\Delta (ºC)	Espesor (mm)
5	5 - 10
10	11 - 15
15	16 - 20
20	21 - 40
30	41 - 60
40	61 - 90
50	> 90

La tabla muestra la importante gama de espesores de los materiales que pueden ser tratados gracias a la invención.

La primera etapa de tratamiento es una etapa de precalentamiento del material hasta una temperatura de secado \theta_{1}. Esta temperatura es suficiente para asegurar la evaporación del agua libre contenida en el material, y está comprendida por ejemplo entre 100 y 120ºC, con preferencia en torno a 105ºC. La duración T_{1} de esta etapa de precalentamiento depende del espesor y de la esencia del material a tratar. Se puede pilotar fácilmente el quemador para asegurar una elevación de temperatura progresiva, manteniendo la diferencia \Delta sensiblemente constante, como muestra la Figura 7. Se podría utilizar también otro método para controlar la elevación de temperatura.

Una vez que la temperatura \theta_{1} de secado ha sido alcanzada, se procede al secado del material manteniendo la misma temperatura o una temperatura sensiblemente próxima hasta una evaporación casi completa de todo el agua libre que se encuentra contenida en el material. Durante esta etapa de secado, como durante la etapa de precalentamiento, las turbinas de agitación aseguran la circulación a través de la cámara de combustión de una parte de los gases que provienen de la cámara de tratamiento. Esto permite mantener la temperatura en la cámara de tratamiento proporcionando, gracias al quemador, la energía necesaria para la evaporación del agua libre. El funcionamiento del quemador en atmósfera reductora, asegura el hecho de que el material tratado no se inflame, incluso aunque sea llevado a una temperatura elevada. Durante el secado del material, se pilota el quemador en función de las temperaturas medidas. Se mide también el índice de humedad en las chimeneas de extracción. Se pasa a la etapa siguiente cuando el agua libre contenida en el material ha sido casi evaporada, por ejemplo cuando el índice de humedad a nivel de las chimeneas está comprendido entre el 10 y el 20%, con preferencia el 12%. Este índice es suficiente para asegurar un tratamiento posterior correcto del material, y no es indispensable ni útil buscar una evaporación más completa.

La duración T_{2} de la fase de secado depende incluso de la esencia del material a tratar, de la cantidad de agua libre que contiene, así como de las dimensiones de los elementos. Esta duración puede ser nula en el caso de un material muy seco de partida, siendo entonces el agua libre evaporada durante la fase de precalentamiento.

Se procede a continuación a una etapa de calentamiento del material secado, aumentando la temperatura hasta una temperatura de consigna \theta_{2}. Ésta depende de nuevo de la esencia del material a tratar, y está comprendida típicamente entre 200 y 240ºC. La misma puede estar próxima a 220ºC para algunos materiales en hojas, tales como el castaño, o próxima a 230ºC para los resinosos, tales como el Douglas. La elevación de temperatura puede ser pilotada, de nuevo, merced a las temperaturas medidas por los captadores fijos y móviles; en este caso, la duración T_{3} de esta etapa de calentamiento no se determina por adelantado, sino que depende de nuevo de la esencia del material, de su espesor, y de la carga del horno. Durante esta etapa, las chimeneas de extracción permanecen abiertas, para asegurar la evacuación del vapor de agua residual y de los gases quemados. Los índices de oxígeno contenido en el dispositivo de tratamiento, están limitados debido a que el quemador funciona en atmósfera reductora. Por otra parte, el material calentado desprende una mezcla combustible, quemada en la cámara de combustión. Se evita así cualquier riesgo de inflamación del material.

Se puede prever, al final de esta etapa de calentamiento, un mantenimiento del material a la temperatura de consigna \theta_{2}; esto no es en absoluto imprescindible para obtener los resultados de resistencia mecánica buscados habitualmente en un tratamiento a alta temperatura, sino que puede permitir obtener una coloración dada del material.

Se procede a continuación al enfriamiento del material. Para ello, utilizando un quemador, se evapora el agua de la cámara de combustión. Esto tiene por efecto hacer disminuir la temperatura de la cámara de tratamiento, sin que por otra parte se generen choques térmicos. Además, esto asegura un enfriamiento del material más homogéneo que si se pulverizara agua directamente en la cámara de tratamiento. Se continúa el enfriamiento hasta que la temperatura en el seno del material, medida por el, o los, captador(es) móvil(es), sea inferior a una tercera temperatura \theta_{3}, limitando los riesgos de inflamación del material a la salida del horno. En la práctica, resulta suficiente una temperatura próxima a 80ºC. Durante toda esta etapa de enfriamiento, las chimeneas de extracción emiten vapor de agua. La llegada de una cantidad de 25 cl de agua cada 15 segundos, permite un enfriamiento eficaz para las dimensiones de célula indicadas más arriba. A partir del momento en que la temperatura en el seno del material alcance alrededor de 120ºC, se continúa el enfriamiento sin inyección de vapor de agua, por simple agitación de los gases en la cámara de tratamiento. Durante esta etapa de enfriamiento, la temperatura en el seno del material a tratar se hace superior a la temperatura exterior, como se ha representado en la Figura 8. Se puede pilotar el enfriamiento simplemente controlando la cantidad de agua inyectada.

A título de ejemplo, para un tratamiento de planchas con una sección de 120 x 27 mm de un laminado tal como el roble, se pueden utilizar los siguientes parámetros:

\theta_{1} = 120ºC; \theta_{2} = 100ºC; \Delta = 20 a 40ºC.

El tratamiento se efectúa con duraciones:

T_{1} = 5 a 8 horas; T_{2} = 1 a 4 horas; T_{3} = 2 a 6 horas; T_{4} = 15 a 45 mn.

Para el tratamiento de planchas con una sección de 120 x 27 mm de un material resinoso tal como el Douglas, se pueden utilizar los parámetros siguientes:

\theta_{1} = 120ºC; \theta_{2} = 230ºC; \theta_{3} = 80ºC; \Delta = 20 a 30ºC.

El tratamiento se efectúa con duraciones:

T_{1} = 4 a 7 horas; T_{2} = 2 a 3 horas; T_{3} = 1 a 5 horas; T_{4} = 15 a 45 mn.

La invención permite un tratamiento simple, completamente automático, del material ligno-celulósico. La circulación a través de la cámara de combustión de los gases procedentes de la cámara de tratamiento, así como el funcionamiento del quemador en atmósfera reductora, permiten simplificar la estructura del dispositivo.

Bien entendido, la invención no se limita a los modos de realización descritos a título de ejemplo. Se puede hacer variar el número y la naturaleza de los dispositivos de agitación de la cámara de combustión, así como de los quemadores. Se pueden adoptar otros modos de pilotamiento de la instalación, por ejemplo programando la duración de cada etapa de tratamiento.

Se podría utilizar para captar la temperatura por fuera del material, uno o varios captadores de temperatura dispuestos en otra parte que no sea la cámara de tratamiento, por ejemplo en el canal de aspiración o en el canal de descarga. Para medir la temperatura en el seno del material, se puede utilizar, como se ha propuesto anteriormente, un captador móvil. También son posibles otros medios, como por ejemplo una sonda.

Claims (15)

1. Dispositivo de tratamiento a alta temperatura de material ligno- celulósico, que comprende una cámara de tratamiento (48) del material (19), al menos una cámara de combustión (45; 30) con al menos un quemador (31), medios de agitación (41; 26, 26') que aseguran una circulación de los gases de la cámara de tratamiento, en el que el quemador se regula de modo que funciona en atmósfera reductora, y en el que la cámara de combustión está conectada a los medios de agitación (41) en paralelo con la cámara de tratamiento (48), de modo que una parte de los gases procedentes de la cámara de tratamiento circulan a través de la cámara de combustión (45; 30).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un canal de aspiración (22) de los gases en la cámara de tratamiento, conectado al lado de aspiración de los medios de agitación (26, 26'), un canal de descarga (23) de los gases hacia la cámara de tratamiento, conectado al lado de descarga de los medios de agitación, una derivación en el canal de aspiración conectada a la cámara de combustión, y una derivación en el canal de descarga conectada a la cámara de combustión.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la derivación del canal de aspiración desemboca en la cámara de combustión en las proximidades de un quemador (31).

4. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la derivación del canal de descarga desemboca en la cámara de combustión en las proximidades de un quemador (31).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende, además, al menos una chimenea de extracción (35') en el trayecto de circulación de los gases desde la cámara de tratamiento, corriente abajo de los medios de agitación (26, 26').

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende, además, medios de introducción de agua en la cámara de combustión en las proximidades del quemador.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende captadores de temperatura para captar la temperatura por el exterior del material y la temperatura en el seno del material, y medios de pilotamiento del, o de los, quemador(es), con el fin de mantener una diferencia \Delta sensiblemente constante entre la temperatura exterior al material y la temperatura en el seno del material durante el transcurso del tratamiento anterior al enfriamiento, siendo la citada diferencia, con preferencia, una función de la sección del material a tratar.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque los captadores de temperatura comprenden al menos un captador en las proximidades de las paredes de la cámara de tratamiento para captar la temperatura exterior al material, y al menos un captador móvil destinado a ser colocado en el interior de la carga de material para captar la temperatura en el seno del material.

9. Procedimiento de tratamiento a alta temperatura de material ligno-celulósico, que hace uso de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, y que comprende las etapas de:

precalentamiento y secado del material a una temperatura próxima a la temperatura de evaporación del agua;

calentamiento del material en atmósfera reductora en circuito abierto;

enfriamiento del material por inyección de vapor de agua.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la etapa de precalentamiento y secado continúa hasta la evaporación casi completa del agua libre contenida en el material, con preferencia hasta que la humedad de los gases en los alrededores del material sea inferior al 12%.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora se efectúa hasta que se alcanza una temperatura comprendida entre 200 y 240ºC, y con preferencia entre 220 y 230ºC.

12. Procedimiento según la reivindicación 9, 10 u 11, caracterizado porque la etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora se efectúa haciendo circular los gases desprendidos por el material a través de una cámara de combustión con al menos un quemador en atmósfera reductora.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque la etapa de calentamiento del material en atmósfera reductora va seguida de una etapa de mantenimiento del material a una temperatura próxima a la temperatura alcanzada en el transcurso de la etapa de calentamiento.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque la etapa de enfriamiento del material por inyección de vapor de agua va seguida de una etapa de enfriamiento por circulación de aire.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque el tratamiento se efectúa manteniendo una diferencia sensiblemente constante entre la temperatura del exterior del material y la temperatura en el seno del material durante el transcurso de las etapas de precalentamiento y de secado y de calentamiento, siendo la citada diferencia, con preferencia, una función de la sección del material a tratar.