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El agua es una de las materias primas más utilizadas en las fábricas de papel. Sin embargo, contiene diversos sólidos en suspensión, coloides, microorganismos, gases e iones disueltos, lo que a menudo genera problemas de producción, entre los cuales la formación de incrustaciones es uno de los más frecuentes y problemáticos.
1. Tipos comunes de escala en los sistemas de fabricación de papel
En los procesos de fabricación de papel, las incrustaciones generalmente se pueden clasificar en incrustaciones blandas y incrustaciones duras.
- La incrustación blanda es un depósito suelto compuesto de materia orgánica, partículas inorgánicas y microorganismos. Se forma típicamente en zonas con flujo de agua lento, como las entradas de intercambiadores de calor o sistemas de refrigeración.
- Las incrustaciones duras se forman cuando la concentración de sales inorgánicas en el agua excede su solubilidad, lo que provoca su cristalización y deposición en las superficies del equipo.
Con el tiempo, las incrustaciones blandas con un alto contenido inorgánico pueden endurecerse y convertirse en incrustaciones duras, lo que aumenta la dificultad de su eliminación.
2. Componentes principales de los depósitos de cascarilla de fábrica de papel
Los componentes típicos incluyen:
- Carbonato de calcio (CaCO₃): el más común
- Oxalato de calcio
- Sulfato de calcio
- Fosfato de calcio
- Sílice (SiO₂)
- Silicato de magnesio
- Hidróxido de aluminio
- Óxidos de hierro
Estos a menudo se mezclan en proporciones variables, pero cuando un compuesto es dominante, se hace referencia a la escala por su componente principal (por ejemplo, “escala de carbonato de calcio”).
3. Métodos de identificación de depósitos de incrustaciones
Identificar el tipo de incrustación es crucial para seleccionar la estrategia correcta de eliminación y limpieza. El método más preciso es el análisis de laboratorio, pero las pruebas preliminares también pueden ofrecer información útil:
| Tipo de escala | Color | Método de identificación |
|---|---|---|
| Carbonato de calcio / Oxalato de calcio | Blanco o blanco grisáceo | Añadir 5% de HCl: efervescencia = CaCO₃; efervescencia nula o baja = oxalato |
| Sulfato de calcio | Blanco amarillento o blanco | Añadir 5% de HCl: poca o ninguna efervescencia. Añadir BaCl₂: precipitado blanco = CaSO₄. |
| Escala de silicato | Gris blanco | Insoluble en HCl, se disuelve parcialmente cuando se calienta, se disuelve completamente en HF |
| Oxido de hierro | Pardusco | Se disuelve lentamente en HCl, más rápido en HNO₃; la solución resultante aparece de color amarillo/verde. |
4. Métodos de eliminación de incrustaciones en la fabricación de papel
Después de confirmar el tipo de sarro, normalmente se realiza una limpieza antes de implementar medidas antical a largo plazo.
La limpieza química y la limpieza física son los dos métodos principales utilizados en el tratamiento de las incrustaciones en las fábricas de papel:
- Limpieza química: implica el uso de ácidos o álcalis para disolver las incrustaciones.
- Limpieza física: utiliza fuerza mecánica para romper y eliminar los depósitos.
Limpiadores químicos comunes:
- Ácidos orgánicos: ácido sulfámico, ácido acético, ácido cítrico, EDTA
- Ácidos inorgánicos: HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, HF
La limpieza ácida se basa principalmente en iones H⁺, pero el anión ácido (por ejemplo, F⁻ en HF) también puede desempeñar un papel clave; por ejemplo, el HF es eficaz para disolver las incrustaciones de sílice, que otros ácidos no pueden eliminar.
Consideraciones importantes:
- Siempre agregue inhibidores de corrosión antes de los ácidos.
- Evaluar la compatibilidad con los materiales del equipo
- Considere agregar surfactantes y agentes humectantes (por ejemplo, alquilbencenosulfonato de sodio) para mejorar la penetración.
Ejemplo de recomendaciones de limpieza:
- Para incrustaciones de oxalato de calcio o fosfato: utilice HCl entre 1.0 y 3.5 % a temperatura ambiente.
- Para equipos de acero inoxidable o aluminio: utilizar solución alcalina de EDTA, pH >10, temperatura >60°C
5. Pruebas de solubilidad y evaluación de la eficacia de la limpieza
Antes de la primera limpieza, se recomienda realizar una prueba de solubilidad de la escala para confirmar la selección del producto químico. Durante la limpieza:
- Monitorizar las concentraciones químicas
- Asegúrese de que haya una cobertura de flujo total
- Utilice cupones de corrosión para monitorear la seguridad
Las evaluaciones posteriores a la limpieza se centran en:
- Eficacia de la eliminación de incrustaciones
- Control de la corrosión durante la limpieza
- Calidad y durabilidad de la película de pasivación.
