Wyrzeźwiacz płytki poduszkowej z stali nierdzewnej w produkcji papieru do czarnego likieru

        Płyta poduszkowa ze stali nierdzewnej, parownik do produkcji papieru dla czarnego ługi

Podstawowe informacje

Czarny ług zawiera dużą liczbę związków nieorganicznych. W procesie odparowywania związki te osiągają swój limit rozpuszczalności i osadzają się na powierzchni wymiany ciepła parownika, co znacznie ogranicza wydajność urządzenia odparowującego i całej stacji regeneracji.

Czarny ług z pompy papierniczej ma zwykle 13-18% ts. Większość wody musi zostać odparowana, aby wytworzyć ciała stałe o wystarczającej wysokości, aby wspomóc wydajne spalanie w kotle regeneracyjnym, zwykle między 65% a 80% ts.

W procesie odparowywania w celu uzyskania tego poziomu ciał stałych, związki siarki, metanol i inne lotne składniki są uwalniane z cieczy i muszą być oddzielone od kondensatu w celu ponownego użycia i ponownego odrdzewiania w linii włókien. Z tego punktu widzenia urządzenie odparowujące jest w rzeczywistości "zakładem wodnym" w młynie.

Wielostopniowe odparowywanie jest szeroko stosowane w odparowywaniu czarnego ługi. W wielostopniowym systemie odparowywania, im wyższa wydajność parownika, tym lepsza ekonomia, ale zwiększa to również koszty inwestycji. Zgodnie z różnymi wymaganiami odparowywania, obecnie szeroko stosowany jest 5-7 stopniowy system odparowywania, który ma dobrą ekonomię

DWA URZĄDZENIA DO ODPAROWYWANIA

Dwa podstawowe typy urządzeń odparowujących w eksploatacji obecnie do odparowywania czarnego ługi

Parowniki z rosnącym filmem

Nazywane parownikiem pionowym z długą rurą, konstrukcja ta zdominowała branżę od dziesięcioleci i pozostaje powszechnym widokiem w starszych operacjach młynów.

Parowniki z opadającym filmem (FF)
Ta konstrukcja parownika opiera się na płytach i rurach jako powierzchniach wymiany ciepła. Ług jest przetwarzany po wewnętrznej stronie jednostek rurowych, ale po zewnętrznej stronie powierzchni wymiany ciepła w konstrukcjach płytowych.

Parowniki składają się ze zbiornika na ług, z którego zdefiniowana objętość ługi jest w sposób ciągły zawracana na górę elementu grzejnego
Urządzenie dystrybucyjne, zwykle taca lub dysza natryskowa w niektórych konstrukcjach, następnie rozprowadza przepływ ługi na całej powierzchni grzewczej. Otwory w jednostkach rurowych lub szczeliny dla jednostek płytowych są ustawione tak, aby umożliwić spływanie ługi na rurę lub płyty. Równomierne rozprowadzanie ługi jest krytycznym czynnikiem dla tego typu konstrukcji, a zarówno taca, jak i rura (lub element płytowy) muszą być wypoziomowane.
Po urządzeniu dystrybucyjnym na powierzchniach grzewczych tworzy się cienka warstwa ługi, która spływa w dół z powrotem do zbiornika na ług, będąc częściowo odparowaną. Szybkość wymiany ciepła jest znacznie lepsza, zwłaszcza przy wyższych stężeniach, przy użyciu konstrukcji z opadającym filmem w porównaniu z konstrukcjami z rosnącym filmem, ponieważ ług spływa turbulentnie po powierzchni grzewczej. Wszelkie wymagania dotyczące podgrzewania ługi są również skutecznie spełniane w konstrukcji z opadającym filmem.

Zakład musi skutecznie przenosić ciepło dla  odparowywania czarnego ługi.

Złożony skład czarnego ługi przekłada się na kilka współzależnych wymagań projektowych dla parowników:

Musi to robić, unikając tworzenia się osadów na powierzchniach wymiany ciepła.

Zakład odparowywania musi również wytwarzać wystarczająco czyste frakcje kondensatu, aby zaspokoić potrzeby młyna celulozowego i obszaru rekrystalizacji, zmniejszając w ten sposób znacznie pobór świeżej wody w młynie.

Lotne składniki i NCG muszą być usunięte i przygotowane do bezpiecznej utylizacji poprzez spalanie.

Zużycie parownika MVR z mechaniczną kompresją par w porównaniu z tradycyjnym sprzętem do odparowywania obliczone przez odparowanie 1T wody

O zagęszczarkach

Odpowiada to klasie konstrukcji parowników specjalnie zaprojektowanych w celu rozwiązania dwóch problemów związanych z przetwarzaniem czarnego ługi przy wysokich stężeniach:

1. Wytrącanie się składników przesycenia z ługi

Ogólnie rzecz biorąc, 50-55% TS, rozpuszczalne w wodzie siarczany i węglany soli sodu przekraczają swoje limity rozpuszczalności i zaczynają wytrącać się z odparowywanej czarnej ługi. Podwójna sól burkeite jest pierwsza, która wytrąca się w procesie zagęszczania, podczas gdy dwuwęglan, kolejna podwójna sól sodu, osiąga swój limit rozpuszczalności później, około 60% TS. Kontrola tego procesu wytrącania jest problemem krystalizacji, a osiągnięcie wyższych stężeń wymaga, aby urządzenia odparowujące były zaprojektowane jako krystalizatory, aby umożliwić tworzenie się tych soli w masie ługi, a nie jako osad na powierzchniach wymiany ciepła.

2. Wysoka lepkość ługi

Wraz ze wzrostem stężenia, zachowanie reologiczne czarnego ługi zmienia się z płynu newtonowskiego w płyn pseudoplastyczny o ekstremalnej lepkości. Takie wysokie lepkości przekładają się na słabą wymianę ciepła w zagęszczarkach (niska liczba Reynoldsa, a zatem niska turbulencja), ale stanowią również przeszkodę dla wzrostu kryształów w masie ługi. Ponadto, przechowywanie zagęszczonej ługi, zwłaszcza jeśli znacznie przekracza 75% TS, może wymagać przechowywania w zbiorniku ciśnieniowym w celu utrzymania zdolności do pompowania ługi do kotła, a także odpowiednich wzorów natrysku. Aby rozwiązać te problemy z lepkością, zagęszczarki czarnego ługi są zwykle eksploatowane w znacznie podwyższonych temperaturach, a odpowiednia kontrola temperatury ługi w zmiennych warunkach pracy staje się krytycznym parametrem projektu, ponieważ zaledwie 20 °F wzrost temperatury ługi może przełożyć się na redukcję lepkości o 50% w niektórych przypadkach.

Praca w podwyższonych temperaturach zwiększa rozkład kompleksów wapniowo-organicznych obecnych w ługi i w rezultacie ryzyko wytrącania się węglanu wapnia na powierzchniach wymiany ciepła jest znacznie zwiększone. Wytrącanie się innych nierozpuszczalnych w wodzie związków, takich jak krzemionka i sole szczawianowe, jeśli są obecne w ługi, może również wystąpić w tych wyższych temperaturach, zwiększając ryzyko osadzania się w jednostkach zagęszczających.

Obróbka cieplna ługi przed zagęszczarką może trwale zmniejszyć lepkość ługi poprzez termiczne pękanie długich lignin i innych związków organicznych odpowiedzialnych za lepkość ługi. Taka obróbka zwykle odbywa się w reaktorze ciągłym, eksploatowanym pod wysokim ciśnieniem i temperaturą (powyżej 350°F). Należy zapewnić ponad 30 minut czasu przebywania w reaktorze, aby osiągnąć maksymalną redukcję lepkości.

Z natury, zagęszczarki FF, w których odparowywanie odbywa się z warstwy ługi w elemencie grzejnym, powodują rozwój wysokich poziomów przesycenia w ługi.Zagęszczarki z opadającym filmem są naprawdę adaptacją do pracy z wysokimi ciałami stałymi konstrukcji parownika FF omówionej powyżej. Może to prowadzić do niekontrolowanego tworzenia się osadów z powodu nadmiernej nukleacji kryształów, a nie łagodnego wzrostu kryształów.

Niektóre konstrukcje zagęszczarek FF w rzeczywistości nawet nie próbują kontrolować tworzenia się osadów na powierzchniach grzewczych, ale raczej zapewniają sposób na szybsze usuwanie takich osadów niż się tworzą i zanim mogą negatywnie wpłynąć na wydajność lub doprowadzić do zatykania. Konstrukcje szybkiego przełączania, powszechnie stosowane z jednostkami płytowymi i rurowymi, opierają się na tej strategii, ciągle przesuwając wiele korpusów zagęszczarki (lub komór w tym samym korpusie) między ługą produktu a pozycjami mycia.

Szczegółowy obraz

Zdjęcie obiektu