Kağıt üretiminin siyah likörü için yastık plakası paslanmaz çelik buharlaştırma

Kağıt üretiminin siyah likörü için yastık plakası paslanmaz çelik buharlaştırma

GİRİŞ

Kahverengi stok yıkayıcılardan gelen Zayıf Siyah Likör (WBL) tipik olarak %13-18 TS'dir.Bu su içeriğinin çoğu, tipik olarak %65 ile %80 TS arasında, geri kazanım kazanında etkin yanmayı desteklemek için yeterince yüksek katılara sahip bir malzeme üretmek için buharlaştırılmalıdır.

Katıların bu seviyesine kadar buharlaşma sırasında, sıvıdan çeşitli uçucu bileşenler (kükürt bileşikleri, metanol, vb.) salınır ve elyaf hattında yeniden kullanıma ve yeniden kostikleştirmeye izin vermek için kondensattan ayrılmalıdır.Bu açıdan buharlaştırma tesisi aslında değirmen içinde bir "su fabrikası" olarak hizmet vermektedir.Siyah likör ayrıca, buharlaştırma işlemi sırasında çözünürlük limitlerine ulaşan ve buharlaştırma tesisinin ve tüm geri kazanım adasının çalışma kapasitesini büyük ölçüde sınırlayan buharlaştırıcı ısı transfer yüzeylerinde kireç olarak birikebilen inorganik bileşiklerin önemli bir kısmını içerir.

Siyah likörün doğal karmaşık bileşimi, buharlaştırıcılar için birbirine bağlı birkaç tasarım gereksinimine dönüşür:

Buharlaştırma tesisi, siyah likörün buharlaşması için ısıyı verimli bir şekilde aktarmalıdır.

Bunu, ısı transfer yüzeylerinde kireç oluşumundan kaçınarak yapmalıdır.

Buharlaştırma tesisi ayrıca, hamur değirmeni ve yeniden kostikleştirme alanının ihtiyaçlarını karşılamak için yeterince temiz kondensat fraksiyonları üretmeli, böylece değirmenin tatlı su alımını büyük ölçüde azaltmalıdır.

Uçucu bileşenler ve NCG'ler uzaklaştırılmalı ve yakma yoluyla güvenli bertaraf için şartlandırılmalıdır.

EVAPORATÖR EKİPMANLARI

Siyah likör buharlaşması için bugün hizmette olan iki temel evaporatör ekipmanı türü vardır:

Yükselen Film Evaporatörler

Uzun Tüplü Dikey (LTV) evaporatör olarak da adlandırılan bu tasarım, Endüstriye on yıllardır hakimdir ve eski değirmen operasyonlarında yaygın bir görüş olmaya devam etmektedir.

Düşen Film (FF) Evaporatörler
Bu evaporatör tasarımı, ısı transfer yüzeyleri olarak ya tüplere ya da plakalara dayanır.Likör, boru şeklindeki ünitelerin içinde, ancak plaka tasarımlarında ısı transfer yüzeyinin dışında işlenir.

FF evaporatörleri, belirli bir hacimdeki sıvının sürekli olarak ısıtma elemanının tepesine devridaim edildiği bir sıvı haznesinden oluşur.
Bir dağıtım cihazı, tipik olarak bazı tasarımlarda bir tepsi veya bir püskürtme memesi, daha sonra likör akışını tüm ısıtma yüzeyi üzerine dağıtır.Boru şeklindeki ünitelerdeki delikler veya plaka üniteleri için yuvalar, sıvının boru levhası veya levhalar üzerine düşmesine izin verecek şekilde konumlandırılmıştır. Bu tür tasarımlar için likörün eşit dağılımı kritik bir husustur ve hem tepsi hem de boru levhası (veya levha elemanı) tüm seviyeli ol.
Dağıtım cihazını takiben, ısıtma yüzeyleri üzerinde ince bir likör filmi oluşturulur ve kısmen buharlaştırılırken aşağı doğru likör karterine geri akar.Yükselen film tasarımları yerine düşen film tasarımları kullanıldığında, sıvı ısıtma yüzeyinin üzerine türbülanslı bir şekilde düştüğünden, ısı transfer oranları, özellikle daha yüksek konsantrasyonlarda önemli ölçüde daha iyidir.Düşen film tasarımında herhangi bir likör ön ısıtma gereksinimi de verimli bir şekilde gerçekleştirilir.

yoğunlaştırıcılar

Bu terminoloji, siyah likörün yüksek konsantrasyonlarda işlenmesiyle ilgili iki konuyu ele almak için özel olarak tasarlanmış bir evaporatör tasarımları sınıfını ifade eder:

1. Sıvıdan aşırı doymuş bileşenlerin çökeltilmesi

Bir noktada, tipik olarak %50-55 TS civarında, suda çözünür sülfat ve karbonat sodyum tuzları, çözünürlük sınırlarını aşar ve buharlaştırılan siyah sıvıdan çökelmeye başlar.Çift tuz burkeit, konsantrasyon işleminde ilk önce çökelirken, başka bir sodyum çift tuzu olan dikarbonat, daha sonra, yaklaşık %60 TS çözünürlük sınırına ulaşır. Bu çökeltme işleminin kontrolü bir kristalizasyon sorunudur ve daha yüksek konsantrasyonlara ulaşmak, buharlaşmayı gerektirir. ekipman, bu tuzların ısı transfer yüzeylerinde kireç olarak değil, likörün kütlesinde oluşmasına izin verecek şekilde kristalleştiriciler olarak tasarlanmalıdır.

2. Yüksek likör viskozitesi

Konsantrasyonu arttıkça, siyah sıvının reolojik davranışı Newton tipi bir sıvıdan aşırı derecede viskoz bir sahte plastik sıvıya dönüşür.Bu tür yüksek viskoziteler, yoğunlaştırıcılarda zayıf ısı transferine dönüşür (düşük Reynolds sayısı dolayısıyla düşük türbülans) ama aynı zamanda likör kütlesi içinde kristal büyümesine bir engel teşkil eder.Ek olarak, konsantre sıvının depolanması, özellikle %75 TS'nin çok üzerindeyse, sıvıyı kazana pompalama kabiliyetini ve ayrıca uygun püskürtme modellerini sürdürmek için basınçlı bir tankta olması gerekebilir.Bu viskozite sorunlarını ele almak için, siyah likör yoğunlaştırıcılar tipik olarak büyük ölçüde yüksek sıcaklıklarda çalıştırılır ve likör sıcaklığındaki yalnızca 20 °F'lik bir artış viskozite azalmasına dönüşebileceğinden, değişen çalışma koşulları altında likör sıcaklığının uygun kontrolü tasarımın kritik bir parametresi haline gelir. bazı durumlarda %50.

Yüksek sıcaklıklarda çalıştırma, likörde bulunan kalsiyum-organik komplekslerin parçalanmasını arttırır ve sonuç olarak, ısı transfer yüzeylerinde kalsiyum karbonatın çökelme riski büyük ölçüde artar.Sıvıda varsa silika ve oksalat tuzları gibi suda çözünmeyen diğer bileşiklerin çökelmesi de bu yüksek sıcaklıklarda meydana gelebilir ve bu da yoğunlaştırıcı ünitelerin ölçeklenmesi riskini artırır.

Yoğunlaştırıcıdan önce sıvının ısıl işlemi, uzun ligninin ve sıvı viskozitesinden sorumlu diğer organik bileşiklerin termal olarak parçalanması yoluyla sıvı viskozitesini kalıcı olarak azaltabilir.Bu tür bir işlem tipik olarak yüksek basınç ve sıcaklıkta (350°F'nin üzerinde) çalıştırılan sürekli bir reaktörde gerçekleşir.Maksimum viskozite azalmasını sağlamak için reaktörde 30 dakikadan fazla kalma süresi sağlanmalıdır.

Düşen Film Yoğunlaştırıcılargerçekten yukarıda tartışılan FF evaporatör tasarımının yüksek katı madde servisi için bir uyarlamadır.Doğası gereği, buharlaşmanın ısıtma elemanı içindeki bir likör filminden gerçekleştiği FF yoğunlaştırıcılar, likör içinde yüksek aşırı doyma seviyelerinin gelişmesine neden olur.Bu, nazik kristal büyümesinden ziyade aşırı kristal çekirdeklenmesi nedeniyle kontrolsüz ölçek oluşumuna neden olabilir.

Bazı FF yoğunlaştırıcı tasarımları aslında ısıtma yüzeylerinde kireç oluşumunu kontrol etmeye bile çalışmaz, bunun yerine bu tür kireçlerin oluştuğundan daha hızlı ve kapasiteyi olumsuz etkilemeden veya tıkanmaya yol açmadan önce ortadan kaldırmak için bir yol sağlar.Plaka ve boru elemanlı ünitelerle yaygın olarak kullanılan hızlı geçiş tasarımları, ürün likörü ve yıkama pozisyonları arasında birden fazla yoğunlaştırıcı gövdesini (veya aynı gövde içindeki hazneleri) sürekli olarak hareket ettirerek bu stratejiye dayanır.

Mekanik Buhar Yeniden Sıkıştırma MVR Evaporatör tüketimi, 1T suyun buharlaştırılmasıyla hesaplanan geleneksel buharlaştırma ekipmanıyla karşılaştırıldığında

Ayrıntılı Görüntü

Tesis Resmi