Solenis - Cerramiento de Circuito de Aguas. Retención y Drenaje Oportunidad de Mejora. Parte 1 [PDF]

Zitiervorschau

SEMINARIO LA QUÍMICA EN LA INDUSTRIA DEL PAPEL Sustentabilidad y Cierre del Circuito

Jorge Vázquez Solenis Pulp & Paper – América Latina

SUSTENTABILIDAD Y EL AGUA El Informe Brundtland define a la Sustentabilidad como: “satisfacer las necesidades de la actual generación sin sacrificar la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus propias necesidades”. Agua en la Tierra  97% es agua salada en mares y océanos.  3% es agua dulce: • 79% en casquetes polares y glaciares. • 20% son aguas subterráneas. • 1% es agua de “fácil acceso”: lagos, humedales, vapor, ríos, seres vivos. 2  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO DE AGUAS EN MAQUINAS PAPELERAS

AGENDA 

Reducción del consumo de agua fresca



Circuito abierto y cerrado



Cierre del circuito y sus efectos sobre diferentes parámetros y tratamientos de la máquina papelera



Etapas para un exitoso cierre del circuito



Tratamientos externos



Conclusión

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REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE AGUA FRESCA Fuerzas impulsoras:  Costos:

captación de agua fresca y descarga del efluente.

 Disponibilidad

limitada de agua.

 Regulaciones

ambientales.

 Marketing

de las empresas: “imagen verde”.

Enfoques principales:  Acciones

internas.

 Tratamientos 5  Confidential and proprietary.

externos.

REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE AGUA FRESCA Principales beneficios:  Ahorros

$$$$.

 Disminución  Reducción

del uso de agua fresca.

de las pérdidas:

• Energía. • Fibras: 1.5-2.0% para fibra virgen y hasta 5% para fibra reciclada. • Aditivos y cargas minerales.  Reducción

del costo del tratamiento del efluente (aunque dependiente de cada caso en particular).

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REDUCCIÓN DEL CONSUMO DE AGUA FRESCA

HISTORIA DEL EFLUENTE EN FÁBRICAS DE ESTADOS UNIDOS Y ALEMANIA

m3/ton

“Environmental Footprint Comparison Tool”-National Council for Air and Stream Improvement

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H. Jung und Dr. J. Kappen, Papiertechnische Stiftung (PTS), München/Germany

ALGUNAS REFERENCIAS DEL CONSUMO DE AGUA FRESCA Consumos específicos típicos de modernas fábricas de papel. Tipo de Papel

Año 1971 (m3/ton)

Año 2000 (m3/ton)

Diario

85

5-15

Fino

180

5-10

Supercalandrado

120

10-15

Tissue

290

5-15

Liner

40-85

2-10

Cartón Multicapa

130

8-15

Paulapuro et at (2000)

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ALGUNAS REFERENCIAS DEL CIERRE DEL CIRCUITO Consumo de agua fresca: >10 m3/ton: relativamente abierto. 3-10 m3/ton: parcialmente cerrado. S=/H2S

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CIERRE DEL CIRCUITO Y CORROSIÓN El cierre del circuito puede aumentar el potencial de corrosión debido a:  Aumento

de sólidos disueltos y suspendidos: mayor formación de incrustaciones y de la actividad microbiológica debajo de ellas.

 Más

alta concentración del ión cloruro (Cl-): “pitting”.

 Aumento

de la temperatura: mayor velocidad de reacción.

 Incremento

de la actividad anaeróbica, bacterias reductoras de sulfato, con generación de H2S.

 Características

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de la metalurgia presente.

CIERRE DEL CIRCUITO Y ESPUMA La espuma puede agravarse en un circuito cerrado porque:  Hay

acumulación de compuestos que generan espuma:

• Agentes para rehumectación. • Aditivos para destintado. • Sólidos orgánicos disueltos.  Hay

acumulación de materiales que estabilizan la espuma:

• Aditivos. • Sólidos disueltos y suspendidos.  Hay

cambios de pH, temperatura y contenido de sales disueltas que pueden reducir la efectividad de un antiespumante.

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CIERRE DEL CIRCUITO Y CONTAMINANTES La acumulación de contaminantes puede causar problemas:  Reducción de la eficiencia de la máquina papelera: • Pérdida de tiempo por cortes de la hoja y por detenciones no programadas para limpiezas mecánicas y/o químicas. • Reducción de la velocidad por diminución de la capacidad de los fieltros para remover agua de la hoja.  Disminución de la calidad de la hoja: • Agujeros, manchas y defectos en general. • Pintas superficiales. • Mala formación. • Perfil de humedad no uniforme.  Aumento de costos. 27  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO Y RETENCIÓN & DRENAJE El cierre del circuito puede impactar negativamente la retención y el drenaje ya que:  Aumenta la conductividad, pudiendo interferir en la apertura de la cadena de los floculantes, perjudicando así su desempeño.  Incrementa la demanda iónica, pudiendo reducir la eficiencia y/o aumentar el consumo de los coagulantes y floculantes.

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CIERRE DEL CIRCUITO Y RETENCIÓN & DRENAJE En un sistema “100% cerrado”, el único medio por donde sale todo, excepto el agua evaporada, es con la hoja, o con los sólidos para descarte fuera de la planta. Por lo tanto, la retención de primer paso es muy importante. Y debe maximizarse. Una alta retención es la mejor manera para “purgar” el sistema de los materiales que se acumulan típicamente en un circuito cerrado.

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CIERRE DEL CIRCUITO Y CLARIFICACIÓN El cierre del circuito puede impactar a la clarificación. En un circuito cerrado, la clarificación está estrechamente vinculada con la retención y el drenaje de la máquina papelera, y viceversa. La eficiencia de la clarificación debe maximizarse ya que puede ser es el único medio para eliminar a los contaminantes del sistema. Idealmente, cada circuito de agua debe tener su propia clarificación, independiente de las otras. El agua clarificada proveniente de los sistemas de recuperación de fibra y agua, reemplazará al agua fresca. 30  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO Y ENCOLADO La retención es muy importante para un buen encolado. La elevada área superficial de los finos puede consumir una cantidad desproporcionada del encolante y, si la retención es baja, puede resultar en:  Menor

eficiencia de encolado.

 Hidrólisis

del agente de encolado, siendo ASA más sensible que AKD en las condiciones más adversas de un circuito cerrado.

 Formación

de depósitos, dependiendo de la temperatura, pH, velocidad de hidrólisis, entre otros factores.

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CIERRE DEL CIRCUITO Y ALGUNAS MEDIDAS DE CONTROL 

La conductividad es un parámetro relativamente “complejo” de ser controlado. Hay ciertos programas con biocidas en circuitos cerrados que pueden disminuirla en 20-30%. Una reducción más significativa puede lograrse tratando el agua mediante tecnologías tales como la ósmosis inversa.



Implementar un programa de control microbiológico para las nuevas condiciones del proceso, tratando las áreas clave: torres de almacenamiento de fibra a alta consistencia, recortes, aguas recirculadas, entre otros. Reducir el tiempo de residencia en grandes tanques, proveer una buena agitación y airear zonas estancadas.

 Minimizar la generación y maximizar la retención de finos. 32  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO Y ALGUNAS MEDIDAS DE CONTROL 

Maximizar el desempeño de cleaners y depuradores para eliminar contaminantes de diferente densidad y tamaño.



Mantener el sistema limpio evitando la formación de depósitos orgánicos, microbiológicos e incrustaciones inorgánicas.



Determinar la tasa de corrosión y efectuar análisis de fluidos para verificar los cambios que pudiera haber.



Reducir el aire ocluído y la inducción de espuma. Minimizar las cascadas, controlar la agitación y mantener las bombas. Utilizar desaireadores, regaderas “knock down” y antiespumantes base agua.



Utilizar regaderas efectivas para el acondicionamiento mecánico y/o químico de telas y fieltros.

33  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO Y ALGUNAS MEDIDAS DE CONTROL 

Ajustar/rediseñar el programa de retención y drenaje para las nuevas condiciones operativas. Maximizar la retención de primer paso, monitoreando y controlando la carga del sistema.



Ajustar/rediseñar el programa de clarificación para las nuevas condiciones operativas. Maximizar la eficiencia de la clarificación, enviando las corrientes de desechos fuera de la planta.



Utilizar coagulantes sintéticos de alta densidad de carga para minimizar la demanda y floculantes en polvo para eliminar la acumulación de aceites y surfactantes.

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CIERRE DEL CIRCUITO Y ALGUNAS MEDIDAS DE CONTROL 

Maximizar la retención del encolante, reduciendo la posibilidad de su acumulación, hidrólisis y deposición. Seleccionar el agente de encolado menos dependiente de fuentes de Al+3 y con mayor tolerancia a más altas temperaturas, elevada conductividad y presencia de finos.



Considerar como alternativa la aplicación de aditivos en superficie, sin dependencia de las condiciones del extremo húmedo.

35  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO El proceso de producción de papel puede ser impactado por el cierre del circuito, pero dependerá de:  Tipo

de fibra utilizada, aditivos y papel fabricado.

 Grado

de cierre, metas y objetivos.

 Estrategia

utilizada y nivel de compromiso con ella.

El éxito será alcanzado y maximizado si:  Se

conocen todos los circuitos.

 Se

efectúa un control previo completo.

 Se

establece un plan, las metas y objetivos correspondientes.

 Se

anticipa a lo que pueda ocurrir.

36  Confidential and proprietary.

ANTES DEL CIERRE DEL CIRCUITO Conocer los límites de la capacidad de todos los circuitos. Construir una estadística completa relativa a:  Eficiencia  Calidad

de la máquina papelera.

del papel.

Si hay un problema, determinar su causa raíz y solucionarlo antes de iniciar el cierre del circuito. Maximizar la retención de:  Fibras.  Finos.  Aditivos.

Maximizar la eficiencia de la clarificación. 37  Confidential and proprietary.

ANTES DEL CIERRE DEL CIRCUITO Establecer una línea base de algunos parámetros:  Temperatura.  pH.  Conductividad.  ORP.  Oxígeno disuelto.  Sólidos totales disueltos y suspendidos.  Actividad microbiológica.  Consumo de aditivos.  Comportamiento de telas y fieltros.  Aire ocluído.  Niveles de retención y eficiencia de clarificación.  Tasas de corrosión y deposición. 38  Confidential and proprietary.

DURANTE EL CIERRE DEL CIRCUITO Utilizar aditivos de máxima efectividad para reducir la cantidad incorporada al sistema. Reducir el uso de aditivos que contengan ingredientes no activos. Controlar la operación de los clarificadores y recuperadores de fibra y agua, maximizando su eficiencia. Estar preparado para reemplazar cualquier aditivo en el caso de que su desempeño sea peor para las nuevas condiciones operativas.

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DURANTE EL CIERRE DEL CIRCUITO Evaluar los nuevos niveles de:  Eficiencia  Calidad

de la máquina papelera.

del papel.

Seguir construyendo la línea base de datos. Verificar los resultados económicos de las diferentes etapas del cierre.

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ETAPAS PARA EL CIERRE DEL CIRCUITO 1. Organizar el equipo de trabajo. 2. Definir la situación actual. 3. Decidir la estrategia. 4. Establecer el plan de acción (y un plan B). 5. Comprometerse con el plan. 6. Implementar el plan. 7. Evaluar los resultados. 8. Determinar las limitaciones operacionales y los problemas ocurridos. Volver a las etapas anteriores según se necesite. 41  Confidential and proprietary.

TRATAMIENTOS EXTERNOS DEL EFLUENTE

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TRATAMIENTOS EXTERNOS PRIMARIOS

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TRATAMIENTOS EXTERNOS PRIMARIOS Remoción de sólidos: por sedimentación o flotación.

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TRATAMIENTOS EXTERNOS SECUNDARIOS

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TRATAMIENTOS EXTERNOS SECUNDARIOS Proceso de depuración biológico: aeróbio.

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TRATAMIENTOS EXTERNOS SECUNDARIOS Proceso de depuración biológico: aeróbio, tanques de aireación.

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TRATAMIENTOS EXTERNOS SECUNDARIOS Proceso de depuración biológico: anaeróbio. materia orgánica ---> CH4 + CO2 + nuevas células

Imagen de monografias.com

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TRATAMIENTOS EXTERNOS TERCIARIOS El objetivo principal es la eliminación de la carga orgánica residual y otros contaminantes que no fueron removidos en los tratamientos secundarios, por ejemplo nutrientes, fósforo y nitrógeno. Existen diversos tratamientos terciarios:  Fisico-químicos: coagulación-floculación-decantación.  Resinas de intercambio iónico.  Carbón activado.  Micro, ultra y nanofiltración.  Ósmosis inversa.  Desinfección.  Otros. 49  Confidential and proprietary.

CIERRE DEL CIRCUITO - CONCLUSIÓN El éxito depende de, entre otras cosas:  Estrategia  Enfoque

adoptada.

del grupo de trabajo.

 Compromiso

y ejecución del plan de acción.

Es importante considerar que:  Diferentes

áreas del extremo húmedo de la máquina papelera pueden ser impactadas, pero hay soluciones disponibles, mecánicas y químicas, para todos los problemas encontrados.

 Hay

que tener un plan, anticipar el impacto y controlar el proceso para lograr el mayor éxito posible.

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CIERRE DEL CIRCUITO - CONCLUSIÓN El cierre de circuito puede significar:  Tomar

la decisión lógica desde varios puntos de vista: económico, financiero, ambiental.

 Obtener

un mayor lucro para la planta.

 Mejorar

la sustentabilidad de la operación.

La única alternativa para no cerrar la fábrica!

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Preguntas?

Muchas Gracias! 52  Confidential and proprietary.

Muchas Gracias

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