Area 300 Completa

Diseño de la Caldera Recuperadora
La Caldera recuperadora tiene como objetivo entregar la mayor parte de la energía que requiere la planta. Esta usa como combustible primario Licor Negro, y secundariamente como apoyo y/o como partida gas natural o Diesel.

Figura 1: Balance de masa de una unidad recuperadora que quema 32kg/s de sólidos secos con un 70% de concentración de licor negro.-RECUPERACIÓN DE PRODUCTOS Y CALOR EN LA INDUSTRIA PAPELERA 1
El Licor Negro es una solución acuosa que contiene lignitos de la madera, materia orgánica (combustible), y compuestos inorgánicos oxidados en el proceso de cocción. Aproximadamente 2/3 de la materia sólida presente en el licor negro es materia orgánica y el resto son sales inorgánicas que están enlazadas a la materia orgánica.

Tabla 1:Análisis del licor negro 1
Las operaciones del licor negro son: Evaporación, combustión de materiales orgánicos, reducción de componentes inorgánicos agotados, formación de licor blanco. En la Caldera de Recuperación ocurre la segunda y la tercera operación.
El licor negro está constituido por componentes orgánicos e inorgánicos, que reaccionan con el O2 alimentado en el lecho del hogar de combustión,por un sistema de distribución de aire; sus principales componentes inorgánicos son:
Na2CO3, Na2SO4, Na2S, Na2S2O3
El hogar de la caldera recuperadora se diseña para la combustión del material orgánico del licor negro, mientras que el material inorgánico oxidado se reduce, en el lecho situado en el piso del hogar.



Flujos en el proceso Kraft de la caldera recuperadora
Las calderas recuperadorasen el proceso Kraft son similares a las calderas convencionales que queman combustibles fósiles, en las que:
- El licor negro concentrado (licor de pulpa molida) y el aire de combustión se introducen en el hogar
- Dentro del hogar, el agua residual se evapora y el material orgánico se quema
- La fracción inorgánica de los sólidos del licor negro se recupera como compuestos de Na
- La mayor partedel S se reduce para formar Na2S
- La mayor parte del Na residual está en forma de Na2CO3

Distribución y combustión del licor negro en el hogar.-
El licor negro entra en el hogar directamente desde el último concentrador de la planta de evaporación, atomizado a través de múltiples quemadores situados en las cuatro paredes de la caldera entre el aire secundario superior y el aire terciario. Losquemadores atomizan el licor negro en pequeñas gotas, del orden de 2 mm, con el objetivo de secarlas en su camino hacia el fondo del hogar. La combustión de las gotas ocurre en la proximidad del fondo del hogar, en el lecho de fundido. El licor atomizado en el hogar sufre diferentes fases durante el proceso de combustión, como:
- Secado de la corriente de licor: toda el agua contenida en la gota delicor se evapora
- Pirólisis: la llama aparece (ignición) y parte de la materia orgánica se desintegra (la gota se expande)
- Combustión del carbón: el residuo carbonoso (estructura de carbón porosa), que incluye sales inorgánicas en forma sólida y fundida, se quema. En la práctica estas dos últimas etapas están solapadas parcialmente.


Figura 2: Sistema de alimentación de aire- RECUPERACIÓN DEPRODUCTOS Y CALOR EN LA INDUSTRIA PAPELERA 1



Los humos generados por la combustión del licor negro salen hacia la parte superior del hogar y fluyen a través de las superficies termointercambiadoras del paso de convención.
La superficie del sobrecalentador está colocada a la entrada del paso de convección, seguida de la
superficie generadora de vapor y finalmente del economizador.
El agua dealimentación entra en la caldera recuperadora por la parte inferior del primer paso del
economizador. El agua caliente procedente del segundo paso del economizador se descarga en el domo de vapor y, posteriormente, el agua saturada se dirige por los tubos bajantes hacia los colectores de las paredes del cerramiento inferior del hogar y hacia el banco de caldera.
A partir de estos circuitos de...