ES2685666T3 - Sistema y procedimiento para la reducción a pasta la madera - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de reducción a pasta la madera que comprende: reducir a pasta la madera y producir un licor; preconcentrar el licor en uno o más evaporadores para producir un licor concentrado, un condensado contaminado y un condensado no contaminado; dirigir el licor concentrado a un tren de múltiple efecto que incluya una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada que concentran adicionalmente el licor concentrado para formar un licor altamente concentrado; dirigir el condensado contaminado a una unidad de extracción de gas; tratar con vapor el condensado contaminado en la unidad de extracción con gas y producir una corriente de vapor que tiene contaminantes extraídos del condensado contaminado; dirigir la corriente de vapor desde la unidad de extracción con gas a uno de los efectos del tren de múltiple efecto y calentar el licor concentrado que pasa por el efecto transfiriendo calor de la corriente de vapor al licor concentrado y empleando la energía térmica asociada con una corriente de vapor para alimentar uno o más de los otros efectos del tren de múltiple efecto y calentar el licor concentrado que pasa a su través; y quemar el licor altamente concentrado producido por el tren de múltiple efecto en un incinerador o caldera.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento para la reducción a pasta la madera Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos de reducción a pasta la madera y, más particularmente, a 5 procedimientos de reducción a pasta la madera que incluyen procedimientos para concentrar licor de pulpa.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento para reducir a pasta la madera que produce una corriente de aguas residuales (en lo sucesivo denominado efluente o licor de pulpeo). Las aguas residuales del procedimiento de reducción a pasta se dirigen a una unidad de preconcentración. En una realización, la unidad de 10 preconcentración comprende uno o más evaporadores mecánicos de recompresión de vapor (MVR). Estos evaporadores concentran el licor en los que, en un ejemplo, el contenido de sólidos es aproximadamente 15-20 %. El licor concentrado se dirige a un tren de múltiple efecto que comprende una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada. El licor concentrado se calienta y se concentra adicionalmente en el tren de múltiple efecto, en una realización, donde el contenido de sólidos es aproximadamente 60-70 %. Los evaporadores y el tren de múltiple 15 efecto están unidos por un extractor de gases. El condensado contaminado producido por los evaporadores se dirige hacia abajo a través del extractor de gases. Se inyecta vapor en el extractor de gases y elimina gases como el metanol y otros compuestos orgánicos volátiles del condensado contaminado. Esto produce una corriente de vapor que está contaminada por estos gases y que sale del extractor de gases. Esta corriente de vapor contaminada se dirige a uno de los efectos y la energía térmica asociada con la misma se utiliza para calentar el licor concentrado 20 que fluye a través de los efectos térmicos y particularmente una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada que forman el tren de múltiple efecto.

Por lo tanto, se aprecia que en el caso de un tren de múltiple efecto que tiene tres concentradores de sólidos de circulación forzada, por ejemplo, el uso de la corriente de vapor contaminada producida por el extractor de gases mejora la economía de vapor al aumentar eficazmente los efectos térmicos de tres a cuatro.

25 Otros objetivos y ventajas de la presente invención serán evidentes y obvios a partir de un estudio de la siguiente descripción y los dibujos adjuntos que son meramente ilustrativos de dicha invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un procedimiento de reducción a pasta la madera de acuerdo con la presente invención.

30 Las Figuras 2A y 2B juntas muestran una realización particular de un procedimiento de reducción a pasta la

madera.

Descripción de realizaciones de ejemplo

La presente invención se refiere a un procedimiento de reducción a pasta la madera que comprende una unidad y procedimiento de reducción a pasta la madera, un sistema y procedimiento para concentrar un efluente o licor de 35 reducción a pasta producido por el procedimiento de reducción a pasta, y un incinerador o caldera para quemar el licor concentrado producido por el procedimiento de reducción a pasta.

Como se ve en las Figuras 1 y 2A, el sistema incluye una unidad de reducción a pasta la madera 10. Se pueden emplear diversos tipos de unidades de reducción a pasta la madera 10. Por ejemplo, la unidad de reducción a pasta la madera 10 puede ser una unidad de reducción a pasta mecánica o de producción de pasta química. Los detalles 40 de la unidad de reducción a pasta 10 y los procedimientos llevados a cabo en ella no se tratan aquí con detalle porque tales unidades y procedimientos de reducción a pasta son bien conocidos y apreciados por los expertos en la técnica. Cabe señalar que si bien el presente sistema y procedimiento es útil para procedimientos de reducción a pasta mecánica y química, es particularmente útil en procedimientos de reducción a pasta mecánica. Algunos ejemplos de procedimientos de pulpa mecánica pueden ser útiles. En un tipo de reducción a pasta mecánico, la 45 madera se muele contra una piedra giratoria lubricada con agua. El calor generado por la molienda ablanda la lignina que une las fibras y las fuerzas mecánicas separan las fibras para formar la madera molida. Otra técnica mecánica para reducir a pasta la madera es cuando las virutas de madera se someten a fuerzas de cizallamiento intensivas entre un disco de acero giratorio y una placa fija. Estos tipos de procedimientos mecánicos se han seguido perfeccionando y actualmente existe un procedimiento de reducción a pasta que se denomina 50 procedimiento de reducción a pasta termomecánico. Aquí, las astillas de madera se ablandan previamente con calor, lo que facilita la fibrilación. En otro procedimiento de reducción a pasta termomecánico, las astillas de madera están impregnadas con sulfuro de sodio antes de la molienda. Después de la molienda, la pulpa se clasifica utilizando una pantalla que separa la pulpa en grados. Independientemente del tipo de procedimiento de reducción a pasta empleado, se produce un efluente o licor de reducción a pasta. A veces el licor se conoce como licor débil. El 55 efluente de un procedimiento de reducción a pasta convencional, particularmente un procedimiento de reducción a pasta mecánica, produce típicamente un licor que tiene una concentración de sólidos de aproximadamente 1,5 %.

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Para disponer efectiva y eficientemente del efluente de reducción a pasta, debe estar sustancialmente concentrado. Esto permite que el efluente o licor de reducción a pasta se queme en un incinerador o caldera. Como se describe aquí, en una realización, el licor producido en el procedimiento de reducción a pasta comienza con aproximadamente un 1,5 % de sólidos secos (DS) y a través de una etapa de preconcentración seguida de una etapa de alta concentración, se eleva el contenido de sólidos secos del licor de fabricación de aproximadamente 60 % a aproximadamente 70 %. En este nivel de concentración, el licor concentrado se puede quemar eficientemente.

El sistema y procedimiento básico de la presente invención implica un procedimiento de preconcentración seguido por un segundo procedimiento de concentración o posterior. En el procedimiento de preconcentración, el contenido de sólidos secos del licor aumenta de aproximadamente 1,5 % de DS a 15-20 % de DS. Esto forma lo que aquí se denomina licor concentrado. El licor concentrado se dirige luego al segundo procedimiento de concentración que convierte el licor concentrado que tiene aproximadamente 15-20 % de DS en un licor altamente concentrado que tiene 60-70 % de DS. El término "licor altamente concentrado" es un término relativo, un término cuyo significado es relativo al término "licor concentrado" producido en los procedimientos de preconcentración. Es decir, "licor altamente concentrado" significa que el contenido de sólidos secos del licor altamente concentrado es mayor que el contenido de sólidos secos del "licor concentrado".

En el procedimiento de preconcentración, que se describirá con mayor detalle a continuación, no solo se produce licor concentrado sino que el procedimiento también produce un condensado contaminado o sucio, así como un condensado no contaminado. El término "condensado no contaminado" también es un término relativo que significa que este condensado en particular está menos contaminado que el condensado contaminado.

El procedimiento de preconcentración y el segundo procedimiento de concentración están unidos por un extractor de gases cuya función es tratar los condensados contaminados. Los condensados contaminados, por ejemplo, se dirigen hacia abajo a través del extractor de gas y se inyecta vapor en la parte inferior del extractor y asciende a través del separador, separando los contaminantes, particularmente gases tales como metanol y compuestos orgánicos volátiles, de los condensados contaminados. Por lo tanto, se produce una corriente de vapor contaminada en el extractor de gases. Esta corriente de gas contaminado incluye energía térmica sustancial y se dirige al segundo procedimiento de concentración donde la energía térmica asociada con la corriente de vapor contaminada se utiliza para alimentar el segundo procedimiento de concentración de licor. Como se discutirá más adelante, en una realización, el segundo procedimiento de concentración se lleva a cabo mediante un tren de múltiple efecto de concentradores de sólidos de circulación forzada. La energía térmica de la corriente de vapor contaminada producida por el extractor de gases se utiliza para alimentar los concentradores de sólidos de circulación forzada que forman el tren de múltiple efecto.

Volviendo ahora a la Figura 1, se muestra en ella una realización del procedimiento de reducción a pasta de la presente invención. Las astillas de madera o la madera se dirigen a una unidad de reducción a pasta la madera 10 que, como se ha indicado anteriormente, lleva a cabo un procedimiento de reducción a pasta. La unidad de reducción a pasta la madera 10 produce un efluente de reducción a pasta que se denomina aquí licor. El licor (licor de alimentación) se dirige a través de la línea 13 a través de un precalentador 14. El precalentador 14 calienta el licor de alimentación. Desde el precalentador 14, el licor se dirige a un sistema de preconcentración 16. En una realización, como se muestra en la Figura 2A, el sistema de preconcentración 16 comprende dos evaporadores mecánicos de recompresión de vapor (MVR) 16A y 16B. Los evaporadores 16A y 16B están básicamente alimentados con electricidad que impulsa compresores que comprimen el vapor. La función principal del sistema de preconcentración 16 es preconcentrar el licor. El sistema de preconcentración 16 produce un licor concentrado que se dirige a través de la línea 84 a un segundo sistema de concentración, indicado generalmente por el número 30. Este segundo sistema de concentración 30 se tratará más adelante en este documento.

Además del licor concentrado, el sistema de preconcentración 16 produce un condensado limpio o no contaminado que se dirige desde el sistema de preconcentración a través de la línea 18 a través del precalentador 14. Como el condensado limpio está relativamente caliente, es eficaz calienta el licor que pasa desde la unidad 10 de pulpa de madera al sistema 16 de preconcentración. Después de pasar a través del precalentador 14, el condensado limpio se dirige a través de la línea 20 a la fábrica de pasta para su uso posterior. El sistema de preconcentración 16 también produce un condensado contaminado o sucio que se dirige desde el sistema de preconcentración 16 a una unidad de extracción de gas 50 que se discutirá posteriormente con detalle.

El licor concentrado producido por el sistema de preconcentración 16 se dirige a un sistema de concentración final o segundo indicado generalmente por el número 30. La función del segundo sistema de concentración 30 es concentrar sustancialmente el licor concentrado producido por el sistema de preconcentración 16. Como se discutirá posteriormente en este documento, en una realización, el licor concentrado producido por el sistema de preconcentración 16 tiene un contenido de sólidos secos (en peso) de aproximadamente 15 % a aproximadamente 20 %. El segundo sistema de concentración 30, en una realización, está diseñado para concentrar adicionalmente el licor concentrado a un contenido de sólidos secos de aproximadamente 60 % a 70 %. En esta concentración, el licor se puede quemar en un incinerador o caldera.

Con referencia al segundo sistema de concentración 30 con más detalle, en una realización, el sistema comprende un tren de múltiple efecto compuesto de tres concentradores de sólidos de circulación forzada a los que se hace

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referencia en general por los números 32, 34 y 36. El concentrador 32 de sólidos de circulación forzada forma un primer efecto, el concentrador 34 de sólidos de circulación forzada forma un segundo efecto y el concentrador 36 de sólidos de circulación forzada forma un tercer efecto. Estos concentradores de sólidos de circulación forzada incluyen cuerpos de vapor denominados VB 1, VB 2 y VB 3. Además, incluyen intercambiadores de calor HE 1, HE 2 y hE 3. Finalmente, los concentradores de sólidos de circulación forzada incluyen bombas de recirculación identificadas por los números 42, 44 y 46.

El sistema de preconcentración 16 y el segundo sistema de concentración 30 están unidos por el extractor de gases 50. El extractor de gases 50 funciona para eliminar contaminantes del condensado contaminado producido por el sistema de preconcentración 16 y la corriente de vapor resultante se utiliza para suministrar energía térmica para conducir el segundo sistema de concentración 30.

Como se muestra en la figura 1, el condensado contaminado se dirige desde el sistema 16 de preconcentración a una parte superior del extractor 50 de gases. El vapor procedente de una fuente 60 de vapor se dirige a través de la línea 62 a un recalentador 66. El condensado del extractor 50 de vapor se hace circular a través de la caldera 66 y partes del condensado circulado se convierten en vapor que se mueve hacia arriba a través del extractor de vapor, eliminando gases contaminados, tales como metanol y compuestos orgánicos volátiles del condensado descendente. El condensado tratado que sale del fondo del extractor 50 de gases se dirige a través de la línea 54 y forma el condensado del procedimiento.

El vapor generado por el recalentador 66 se mueve hacia arriba a través del extractor 50 de gases y hacia afuera un respiradero superior en el mismo. Esto da como resultado una corriente de vapor contaminada que incluye una importante energía térmica. En una realización, hay suficiente energía térmica en la corriente de vapor contaminada para impulsar sustancialmente los concentradores de sólidos de circulación forzada 32, 34 y 36, discutidos anteriormente. Para utilizar esta energía térmica, la corriente de vapor contaminada se dirige desde el extractor 50 de gases a través del conducto 70 al intercambiador de calor HE1 asociado con el primer concentrador de sólidos de circulación forzada 32. La corriente de vapor contaminada entra en HE 1 y calienta el licor concentrado que pasa a su través. Hay una energía térmica considerable asociada con la corriente de vapor contaminada dirigida a través de HE 1 y esto vaporiza agua en el licor concentrado, produciendo vapor adicional y concentrando aún más el licor que pasa a través de HE 1. La corriente de vapor contaminada que entra al HE 1 se condensa y forma otro condensado que también pueden estar contaminados con DQO y este condensado contaminado se dirige desde HE1 a través de la línea 72 a una porción superior del extractor de gases 50 donde el condensado contaminado de HE1 se combina con el condensado contaminado producido por el sistema de concentración previa 16. Por lo tanto, los dos condensados contaminados se combinan en el extractor 50 de gases y descienden a través del vapor ascendente donde el vapor elimina los gases de ambos.

La energía asociada con la corriente de vapor contaminada produce vapor adicional que se recoge en VB 1 del primer concentrador 32 de sólidos de circulación forzada. El vapor recogido en VB 1 a veces se denomina corriente secundaria de vapor. Se usa para alimentar el segundo efecto o el segundo concentrador de sólidos de circulación forzada 34. Como se ve en la Figura 1, esta corriente de vapor secundaria producida en el concentrador de sólidos de circulación forzada 32 se dirige a través de la línea 74 al intercambiador de calor HE 2 asociado con la segunda circulación forzada Concentrador de sólidos 34. Aquí también la energía térmica asociada con la corriente de vapor secundaria se utiliza para calentar y vaporizar el licor que pasa a través de HE 2. La corriente de vapor secundaria calienta el licor concentrado y forma una nueva corriente de vapor en VB 2 que también se conoce como una corriente de vapor secundaria. Esta corriente de vapor secundario se ventila desde VB2 y se dirige a través del conducto 76 al intercambiador de calor HE3 del tercer efecto o al tercer concentrador de sólidos de circulación forzada 36. Aquí también, el vapor en la línea 76 se utiliza para calentar y vaporizar el licor concentrado que pasa a través HE 3 y esto produce otra corriente de vapor que se recoge en VB 3. El vapor recogido en VB 3 se dirige a un enfriador o condensador 80 donde el vapor se condensa para formar un condensado que sale del enfriador a través de la línea 82 y forma parte del procedimiento de condensado.

Por tanto, se observa que la energía térmica asociada con la corriente de vapor contaminado que sale del extractor 50 de gases se utiliza para impulsar el tren de múltiple efecto de concentradores de sólidos de circulación forzada y para concentrar adicionalmente el licor preconcentrado producido por el sistema de preconcentración 16.

Para concentrar adicionalmente el licor en la línea 84, el licor se dirige a un par de depósitos de evaporación instantánea 86. Hay una energía térmica significativa asociada con el licor concentrado en la línea 84 y, por lo tanto, al alcanzar los depósitos de evaporación instantánea 86, parte del licor se evapora instantáneamente y entra en el vapor. El vapor en el primer depósito de evaporación instantánea se dirige a HE 2 y complementa la energía térmica suministrada por la corriente de vapor secundaria en la línea 74. El vapor en el segundo depósito de evaporación instantánea se dirige a HE 3 y complementa la energía térmica suministrada por la corriente de vapor secundaria en línea 76.

Desde los depósitos de evaporación instantánea 86, el licor concentrado se dirige al tercer o último efecto, el concentrador de sólidos de circulación forzada 36. El licor concentrado circula continuamente por la bomba 46 a través del intercambiador de calor HE 3 y el cuerpo de vapor VB 3. Porque el agua en el licor concentrado se vaporiza continuamente, se deduce que el licor concentrado se concentra aún más en este tercer efecto. Las

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porciones del licor concentrado se sangran del tercer efecto y se dirigen al segundo efecto o al segundo concentrador de sólidos de circulación forzada 34. Allí, la bomba 46 hace circular continuamente el licor concentrado a través de HE 2 a VB 2 y de vuelta a la bomba. Al igual que en el tercer efecto, el segundo efecto continúa concentrando el licor concentrado que circula por el segundo efecto. Una porción del licor concentrado se purga de la que circula en el segundo efecto 34 y se dirige al primer efecto 32. Allí, el licor concentrado es bombeado por la bomba 42 a través del intercambiador de calor HE 1 y a través de VB 1 y de vuelta a la bomba . Esta circulación del licor concentrado y su exposición a la energía térmica en el intercambiador de calor HE1 concentra además el licor concentrado que se hace circular a través del primer concentrador de sólidos de circulación forzada 32. El intercambiador de calor HE 1 incluye un respiradero de vapor para ventilar el vapor del mismo. Esta ventilación de vapor está conectada a la línea 91. Este vapor se concentra típicamente con metanol y otros compuestos volátiles y se puede dirigir a un condensador de compensación. El vapor del condensador de compensación se considera desprovisto de gas (SOG) y se envía fuera de los límites de la batería de la planta de celulosa. El intercambiador de calor HE 1 también incluye una salida de licor que está conectada a la línea 90. El licor que sale de HE 1 está altamente concentrado. Como se ha indicado anteriormente, en una realización, este licor tiene un contenido de sólidos secos del orden de 60-70 %. Este licor altamente concentrado está lo suficientemente concentrado como para que pueda ser eliminado de forma económica y práctica mediante incineración. En el caso de la realización ilustrada en este documento, el licor altamente concentrado en la línea 90 se dirige a un incinerador o caldera 22.

Las Figuras 2A y 2B muestran otra realización del procedimiento de reducción a pasta la madera. Este procedimiento es similar en muchos aspectos al procedimiento que se muestra en la Figura 1, pero difiere en algunos detalles. Volviendo a la Figura 2a, la unidad de reducción a pasta la madera 10 produce un licor que se dirige a un depósito de alimentación 100. Desde el depósito de alimentación 100, el licor se dirige a través de la línea 13 a través del precalentador 14 y a través de la línea 15 que se extiende desde calentador a la unidad de preconcentración 16. En esta realización, la unidad de preconcentración 16 incluye dos evaporadores MVR 16A y 16B. El licor en la línea 15 se dirige primero a una línea de recirculación asociada con el primer evaporador 16B. Los evaporadores 16A y 16B, en esta realización, son evaporadores de película descendente. El licor concentrado en el sumidero del evaporador 16B se recircula a través de una porción superior del evaporador donde el licor se descarga en tubos de transferencia de calor. El licor forma una película delgada en el interior de los tubos de transferencia de calor y cae al sumidero. En este procedimiento, se suministra vapor al lado de la carcasa del evaporador, lo que provoca que porciones de la película delgada de licor se evaporen y, por lo tanto, se concentren. Esto produce un vapor que se dirige a un compresor que comprime el mismo e inyecta el vapor comprimido o vapor en el lado de la carcasa del evaporador. El licor dirigido al primer evaporador 16B se recircula continuamente a través del evaporador para concentrar el mismo. El licor en el primer evaporador 16B se dirige a través de la línea 17 al segundo evaporador 16A. Incluye un circuito de recirculación dual. Aquí, el licor se bombea desde el sumidero del evaporador 16A, a través de los dos bucles de recirculación a la parte superior del evaporador donde el licor se descarga a los tubos de transferencia de calor de una manera similar a la descrita con respecto al evaporador 16B. El licor se recircula continuamente a través del evaporador 16A hasta que se concentra en un grado seleccionado. En el caso de una realización, el licor en la línea 15 dirigido a la unidad de preconcentración 16 tiene un contenido de sólidos secos de aproximadamente 1,5 %. En esta realización, el licor concentrado que sale del evaporador 16A y que pasa a través de la línea 84 al depósito 102 tiene un contenido de sólidos secos de aproximadamente 15-20 %.

Como se ha tratado con la realización mostrada en la figura 1, los evaporadores 16A y 16B están diseñados de manera que cada uno de ellos produzca un condensado sucio o contaminado y un condensado limpio o no contaminado. Primero, como se ve en la Figura 2A, el evaporador 16A produce un condensado no contaminado que se dirige a través de la línea 110 a un depósito de condensado 112. El evaporador 16B produce una corriente de condensado no contaminada que se dirige a través de la línea 114 al depósito de condensado 112. el depósito de condensado 112, el condensado se bombea a través del precalentador 14 al depósito de condensado 104. Una pequeña fracción del condensado líquido se dirige a través de la línea 116 al circuito de vapor de cada evaporador para usarse como medio de des-supercalentamiento en evaporadores 16A y 16B. Efectivamente, el condensado entra rápidamente en las líneas de vapor, enfriando el vapor sobrecalentado producido por los compresores a una temperatura cercana a la de saturación.

Como se ve en la Figura 2A, el condensado sucio o contaminado fluye por el lado derecho de los evaporadores 16A y 16B. Las líneas 118 y 120 dirigen el condensado contaminado a un depósito de condensado 122. Desde el depósito de condensado 122, el condensado contaminado fluye a través del conducto 124 al depósito de condensado sucio o contaminado 106. Los evaporadores 16A y 16B también producen un vapor contaminado que se dirige hacia la línea 126 hacia un condensador 128 que condensa el vapor y forma un condensado contaminado que se dirige a través de la línea 132 al depósito de condensado 122.

Continuando con la referencia a la Figura 2A, el vapor de una fuente de corriente 60 se dirige a un recalentador 66. Parte del vapor de la fuente de vapor 60 se usa como vapor de preparación para los evaporadores 16A y 16B. El condensado en el extractor de vapor 50 se hace circular a través de la caldera 66 y se convierte en vapor que se introduce en la parte inferior del extractor de vapor. El vapor de la fuente de vapor 60 se condensa y se dirige desde la caldera de vapor a condensado. El condensado contaminado en el depósito 106 se bombea a través de la línea 52 a una parte superior del extractor de vapor 50. Este condensado contaminado desciende luego hacia abajo a través del extractor de vapor 50 mientras el vapor en el mismo se mueve hacia arriba. El vapor elimina gases, como

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metanol y compuestos orgánicos volátiles, del condensado contaminado. El vapor sale de un orificio de ventilación en la parte superior del separador de vapor 50 como una corriente de vapor contaminada. Está contaminado en el sentido de que incluye gases extraídos del condensado contaminado. Como se discutió anteriormente, esta corriente de vapor contaminado incluye energía térmica sustancial que puede utilizarse para alimentar el segundo sistema de concentración 30 que se muestra en la Figura 2B. Más particularmente, la corriente de vapor contaminada se dirige desde el separador de vapor 50 por la tubería 70 al intercambiador de calor HE1 del primer concentrador de sólidos de circulación forzada 32. La corriente de vapor contaminada que pasa a través del intercambiador de calor HE1 calienta el licor concentrado que pasa a su través y al mismo tiempo, provoca que se recoja una corriente de vapor secundaria en VB 1, que se dirige a través de la línea 74 al intercambiador de calor HE 2 en el segundo efecto 34. La corriente de vapor contaminada que entra en HE 1 se condensa y forma un condensado que nuevamente puede incluir algunos gases contaminantes Este condensado contaminado se dirige desde HE1 a través de la línea 72 hacia el extractor 50 de gases para el tratamiento. Véanse las Figuras 2A y 2B. Este procedimiento continúa como se ha descrito anteriormente. La energía térmica asociada con la corriente de vapor secundaria dirigida al segundo efecto se usa para formar otra corriente de vapor secundaria que se dirige desde el VB 2 a través de la línea 76 al intercambiador de calor HE 3.

Continuando haciendo referencia a las Figuras 2A y 2B, el licor concentrado en el depósito intermedio 102 se dirige a través de la línea 84 a los depósitos de evaporación instantánea 86. Como se discutió anteriormente, los depósitos de evaporación instantánea 86 producen vapor que se dirige a intercambiadores de calor HE 2 y HE 3. Esto complementa energía térmica dirigida a estos dos intercambiadores de calor por las corrientes de vapor secundarias en las líneas 74 y 76. Desde los depósitos de evaporación instantánea 86, el licor concentrado se alimenta, en serie, a los concentradores de sólidos de circulación forzada 32, 34 y 36. La alimentación del licor concentrado es desde el tercer concentrador 36 hasta el primer concentrador 32. Nuevamente, en cada caso, el licor concentrado se hace circular por una bomba respectiva a través de un intercambiador de calor y a través de un cuerpo de vapor asociado y de vuelta a la bomba. En el procedimiento, el licor concentrado se concentra progresivamente a medida que se concentra en cada uno de los concentradores y se mueve desde el tercer concentrador 36 al primer concentrador 32. El licor concentrado que abandona el primer concentrador de sólidos de circulación forzada 32 se dirige a través de la línea 142 a el depósito de concentrado 140. El licor concentrado recibido por el depósito de concentrado 140 se concentra sustancialmente en comparación con el licor que entra en el segundo sistema de concentración 30. En una realización, el contenido de sólidos secos del licor concentrado en la línea 142 es aproximadamente 60-70 % de sólidos secos. Como se discutió anteriormente, el licor concentrado en el depósito de concentrado 140 se dirige a través de la línea 90 a un incinerador 22 u otro aparato, tal como una caldera, para quemar el licor altamente concentrado.

En una realización, los concentradores de sólidos de circulación forzada 32, 34 y 36 están diseñados para mejorar la transferencia de calor al licor que pasa a través de los tubos de los intercambiadores de calor HE1, HE2 y HE3. Esto se logra insertando lo que se denominan potenciadores en los tubos del intercambiador de calor. En una realización, se inserta un elemento en forma de espiral en cada tubo intercambiador de calor con el fin de inducir una trayectoria de flujo en espiral dentro del tubo. Por lo tanto, el licor que entra en los respectivos tubos del intercambiador de calor se mueve a través de los tubos en una trayectoria generalmente espiral. En general, se acepta que las corrientes que tienen características de flujo laminar pueden tener tasas de calentamiento menores que las corrientes que tienen características de flujo turbulento debido a una diferencia en el gradiente de temperatura. Por lo tanto, se postula que puede lograrse una transferencia de calor más eficiente al inducir el licor para que fluya en una trayectoria en espiral a medida que el licor se mueve a través de los tubos respectivos de los intercambiadores de calor HE1, HE2 y HE3.

Debe observarse que el procedimiento de extracción de vapor y la corriente de vapor resultante forman efectivamente una cuarta etapa térmica con las otras tres etapas térmicas formadas por los concentradores de sólidos de circulación forzada 32, 34 y 36. Aquí, el sistema de separación se puede ver como el primero etapa térmica con los concentradores de sólidos de circulación forzada 32, 34 y 36 vistos como la segunda, tercera y cuarta etapas térmicas.

El sistema y el procedimiento generales de la presente invención se realizan de una manera que está diseñada para evitar o al menos reducir altas temperaturas que aumentan el potencial de formación de escamas debido en parte sustancial a la solubilidad inversa de las sales. Otra consideración en el diseño de un procedimiento de reducción a pasta la madera tal como se describe en la presente memoria se refiere a los sólidos suspendidos en la alimentación de licor. Por ejemplo, en comparación con un licor de Kraft convencional, el factor de concentración para el efluente de pulpa mecánica, por ejemplo, es mucho mayor. En un licor de Kraft, el factor de concentración puede ser del orden de aproximadamente 4,5, donde en procedimientos similares a los descritos aquí, el factor de concentración podría ser 40 o más. Esto significa que para un contenido de sólidos en suspensión similar en el licor de alimentación, a medida que el licor se concentra, la concentración de sólidos en suspensión aumentará mucho más en un procedimiento tal como se describe aquí que en un procedimiento Kraft convencional. Por lo tanto, en una realización de la presente invención, el objetivo es usar una tecnología de evaporación para concentrar el licor hasta aproximadamente un 15 % hasta aproximadamente un 20 % de DS y luego cambiar el procedimiento a una tecnología de circulación forzada incorporada en un tren de múltiple efecto.

La presente invención puede, por supuesto, llevarse a cabo de otras maneras distintas a las expuestas específicamente en este documento sin apartarse de las características esenciales de la invención. Las presentes realizaciones se deben considerar en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, y se pretende que todos los cambios que entren dentro del significado y el intervalo de equivalencia de las reivindicaciones adjuntas se 5 incluyan en el mismo.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un procedimiento de reducción a pasta la madera que comprende:

   reducir a pasta la madera y producir un licor;

   preconcentrar el licor en uno o más evaporadores para producir un licor concentrado, un condensado contaminado y un condensado no contaminado;

   dirigir el licor concentrado a un tren de múltiple efecto que incluya una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada que concentran adicionalmente el licor concentrado para formar un licor altamente concentrado;

   dirigir el condensado contaminado a una unidad de extracción de gas;

   tratar con vapor el condensado contaminado en la unidad de extracción con gas y producir una corriente de vapor que tiene contaminantes extraídos del condensado contaminado;

   dirigir la corriente de vapor desde la unidad de extracción con gas a uno de los efectos del tren de múltiple efecto y calentar el licor concentrado que pasa por el efecto transfiriendo calor de la corriente de vapor al licor concentrado y empleando la energía térmica asociada con una corriente de vapor para alimentar uno o más de los otros efectos del tren de múltiple efecto y calentar el licor concentrado que pasa a su través; y quemar el licor altamente concentrado producido por el tren de múltiple efecto en un incinerador o caldera.
2. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el licor se concentra previamente mediante uno o más evaporadores hasta aproximadamente 15 % de DS hasta aproximadamente 20 % de DS; y en el que el licor concentrado se concentra mediante el tren de múltiple efecto hasta aproximadamente 60 % de DS hasta aproximadamente 70 % de DS.
3. 3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que al menos un efecto del tren de múltiple efecto produce un segundo condensado contaminado y el procedimiento incluye dirigir el segundo condensado contaminado del tren de múltiple efecto a la unidad de extracción y tratar con vapor el segundo condensado contaminado en la unidad de extracción.
4. 4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tren de múltiple efecto incluye un efecto inicial y un último efecto y el procedimiento incluye dirigir el licor concentrado al último efecto y desde el último efecto al efecto inicial y a través de cualquier efecto intermedio y en el procedimiento, concentrar el licor concentrado para formar el licor altamente concentrado; y calentar el licor concentrado pasando del último efecto al efecto inicial dirigiendo la corriente de vapor desde la unidad de extracción hasta el efecto inicial y transfiriendo calor de la corriente de vapor al licor concentrado pasando por el efecto inicial y produciendo un primer vapor de efecto que se utiliza para calentar, directa o indirectamente, el licor concentrado que pasa por uno o más de los otros efectos.
5. 5. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye evaporación instantánea del licor concentrado y la generación de vapor a partir del mismo y dirigir el vapor generado a uno o más de los efectos múltiples.
6. 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que cada efecto incluye un cuerpo de vapor, una bomba de recirculación y un intercambiador de calor que tiene una pluralidad de tubos para recibir el licor concentrado y en el que el procedimiento incluye hacer circular el licor concentrado a través del cuerpo de vapor y calentar los tubos en el intercambiador de calor y dirigir el licor concentrado a través de los tubos e inducir que el licor concentrado se mueva en una trayectoria en espiral a través de los tubos para mejorar la transferencia de calor al licor concentrado.
7. 7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el tren de múltiple efecto incluye un primer efecto, un último efecto y, opcionalmente, uno o más efectos intermedios, y el procedimiento incluye:

   dirigir la corriente de vapor desde la unidad de extracción al intercambiador de calor del primer efecto y calentar el licor concentrado que pasa a través del intercambiador de calor del primer efecto y producir un vapor de primer efecto que se utiliza para calentar el licor concentrado que pasa a través de los intercambiadores de calor uno o más de otros efectos.
8. 8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la corriente de vapor emitida desde la unidad de extracción produce, directa o indirectamente, una o más corrientes de vapor secundarias que se usan para calentar el licor concentrado que fluye a través de los múltiples efectos.
9. 9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tren de múltiple efecto incluye un primer concentrador de sólidos de circulación forzada, un segundo concentrador de sólidos de circulación forzada y un tercer concentrador de sólidos de circulación forzada; incluyendo cada concentrador de sólidos de circulación forzada un cuerpo de vapor, un intercambiador de calor y una bomba de recirculación; y el procedimiento incluye dirigir el licor concentrado a través de una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada y calentar el licor concentrado que pasa a su través dirigiendo la corriente de vapor desde la unidad de extracción de vapor al intercambiador de calor del primer concentrador de sólidos de circulación forzada y produciendo una corriente de vapor secundaria; y dirigir la corriente de vapor secundaria al intercambiador de calor del segundo concentrador de sólidos de circulación forzada y producir una segunda corriente de vapor secundaria; y dirigir la segunda corriente de vapor secundaria a un intercambiador de calor asociado con el tercer concentrador de sólidos de circulación forzada; y en el que la energía térmica asociada con la corriente de vapor emitida por la unidad de extracción de vapor se

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   utiliza para concentrar adicionalmente el licor concentrado y formar el licor altamente concentrado que se emite desde los concentradores de sólidos de circulación forzada.
10. 10. Un sistema de reducción a pasta la madera que comprende:

    (a) una unidad de reducción a pasta para reducir a pasta la madera o astillas de madera y que produce un licor;

    (b) una unidad de preconcentración para recibir el licor de la unidad de reducción a pasta y concentrar la misma, comprendiendo la unidad de preconcentración al menos dos evaporadores para recibir el licor y producir:

    (i) un licor concentrado;

    (ii) un condensado contaminado;

    (iii) un condensado no contaminado;

    (c) un tren de múltiple efecto que incluye una serie de concentradores de sólidos de circulación forzada para recibir el licor concentrado y concentrar adicionalmente el licor concentrado para formar un licor altamente concentrado;

    (d) incluyendo cada concentrador de sólidos de circulación forzada:

    (i) un intercambiador de calor;

    (ii) una bomba de recirculación;

    (iii) una salida de vapor;

    (iv) y en el que la bomba de recirculación es operativa para hacer circular el licor concentrado a través del concentrador de sólidos de circulación forzada y el intercambiador de calor del mismo;

    (e) una unidad de extracción de vapor que tiene una entrada para recibir el condensado contaminado producido por dichos evaporadores y que tiene una entrada de vapor para recibir vapor de una fuente de vapor;

    (f) la unidad de extracción de vapor es operativa para extraer contaminantes del condensado contaminado y producir una corriente de vapor contaminada;

    (g) un primer conducto interconectado operativamente entre la unidad de extracción de vapor y al menos un efecto del tren de múltiple efecto para dirigir la corriente de vapor contaminada desde la unidad de extracción de vapor al efecto único y calentar el licor concentrado que pasa a través de un efecto y producir una corriente de vapor secundaria, que da como resultado que el licor concentrado se concentre adicionalmente en el efecto;

    (h) uno o más conductos de vapor adicionales conectados operativamente entre uno o más de los múltiples efectos para dirigir la corriente de vapor secundaria u otras corrientes de vapor producidas directa o indirectamente de ese modo, de un efecto a otro efecto; y

    (i) un incinerador o caldera para recibir al menos una porción del licor altamente concentrado y quemar el mismo.
11. 11. El sistema de la reivindicación 10, en el que el tren de múltiple efecto incluye un primer concentrador de sólidos de circulación forzada y un último concentrador de sólidos de circulación forzada y en el que el primer conducto está conectado operativamente entre la unidad de extracción de vapor y el intercambiador de calor del primer concentrador de sólidos de circulación forzada para dirigir la corriente de vapor contaminada desde la unidad de extracción de vapor hacia, y a través de, el intercambiador de calor del primer concentrador de sólidos de circulación forzada.
12. 12. El sistema de la reivindicación 10 que incluye una línea de alimentación de licor concentrado que está operativamente conectada a uno o más depósitos de evaporación instantánea y en el que el uno o más depósitos de evaporación instantánea están conectados operativamente a uno o más intercambiadores de calor de los concentradores de sólidos de circulación forzada para dirigir vapor instantáneo en el uno o más intercambiadores de calor.
13. 13. El sistema de la reivindicación 11 que incluye una línea de condensado que se extiende desde el intercambiador de calor asociado al primer concentrador de sólidos de circulación forzada hasta la unidad de extracción de vapor para dirigir el condensado del intercambiador de calor asociado al primer concentrador de sólidos de circulación forzada a la unidad de extracción de vapor en la que se extraen los gases contaminantes los gases del condensado.
14. 14. El sistema de la reivindicación 10, en el que la unidad de extracción de vapor incluye una segunda entrada de condensado y en el que se proporciona una línea de condensado conectada operativamente entre la segunda entrada de condensado y dicho efecto, de forma tal que el condensado producido por dicho efecto se dirige a la unidad de extracción de vapor para tratamiento.
15. 15. El sistema de la reivindicación 10, que incluye una línea de alimentación conectada en serie entre los dos evaporadores, de manera que el licor se alimenta primero a un primer evaporador y luego a un segundo evaporador; y en el que el segundo evaporador está provisto de un par de bucles de recirculación separados para circular licor a través del segundo evaporador.