หมอนแผ่นสแตนเลสระเหยสำหรับสุราดำของการผลิตกระดาษ

หมอนแผ่นสแตนเลสระเหยสำหรับสุราดำของการผลิตกระดาษ

การแนะนำ

Weak Black Liquor (WBL) จากเครื่องล้างสต็อกสีน้ำตาลมักจะอยู่ที่ 13-18% TSปริมาณน้ำส่วนใหญ่นี้จะต้องระเหยไปเพื่อผลิตวัสดุที่มีของแข็งสูงพอที่จะรองรับการเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพในหม้อไอน้ำสำหรับการกู้คืน ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 65% ถึง 80% TS

ในระหว่างการระเหยจนถึงระดับของของแข็งนี้ ส่วนประกอบระเหยต่างๆ (สารประกอบกำมะถัน เมทานอล ฯลฯ) จะถูกปลดปล่อยออกจากสุราและต้องแยกออกจากคอนเดนเสทเพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในไฟเบอร์ไลน์และการนำกลับมาใช้ใหม่จากมุมมองนี้ โรงงานระเหยทำหน้าที่เป็น "โรงงานน้ำ" ภายในโรงสีสุราดำยังมีสารประกอบอนินทรีย์อยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งในระหว่างกระบวนการระเหย จะถึงขีดจำกัดความสามารถในการละลายของพวกมัน และสามารถสะสมเป็นสะเก็ดบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของเครื่องระเหย ซึ่งจะจำกัดความสามารถในการทำงานของโรงงานระเหยและของเกาะกู้คืนทั้งหมดอย่างมาก

องค์ประกอบที่ซับซ้อนโดยธรรมชาติของสุราดำแปลเป็นข้อกำหนดการออกแบบที่พึ่งพาอาศัยกันหลายประการสำหรับเครื่องระเหย:

โรงงานระเหยต้องถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการระเหยสุราดำ

ต้องทำในขณะที่หลีกเลี่ยงการก่อตัวของตะกรันบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน

โรงงานระเหยยังต้องผลิตเศษส่วนคอนเดนเสทที่สะอาดเพียงพอ เพื่อตอบสนองความต้องการของโรงงานเยื่อกระดาษและพื้นที่ปรับสภาพใหม่ ซึ่งจะช่วยลดปริมาณการใช้น้ำจืดของโรงสีได้อย่างมาก

ส่วนประกอบที่ระเหยได้และ NCGs ต้องถูกกำจัดและปรับสภาพเพื่อการกำจัดอย่างปลอดภัยผ่านการเผา

อุปกรณ์ระเหย

อุปกรณ์ระเหยสารพื้นฐานสองประเภทที่ให้บริการในปัจจุบันสำหรับการระเหยสุราดำ:

เครื่องระเหยฟิล์มที่เพิ่มขึ้น

หรือที่เรียกว่าเครื่องระเหยแบบ Long Tube Vertical (LTV) การออกแบบนี้ครองอุตสาหกรรมมานานหลายทศวรรษและยังคงเป็นภาพที่เห็นได้ทั่วไปในการดำเนินงานของโรงสีรุ่นเก่า

เครื่องระเหยฟิล์มตก (FF)
การออกแบบเครื่องระเหยนี้อาศัยหลอดหรือแผ่นเป็นพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนสุราถูกแปรรูปที่ด้านในของท่อร่วม แต่ด้านนอกของพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนในรูปแบบจาน

เครื่องระเหย FF ประกอบด้วยบ่อสุราซึ่งปริมาตรที่กำหนดของสุราจะถูกหมุนเวียนซ้ำไปยังด้านบนขององค์ประกอบความร้อนอย่างต่อเนื่อง
อุปกรณ์จ่ายน้ำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นถาดหรือหัวฉีดพ่นในบางแบบ จากนั้นจะกระจายการไหลของสุราไปทั่วพื้นผิวที่ให้ความร้อนทั้งหมดรูในหน่วยท่อหรือช่องสำหรับชุดจานอยู่ในตำแหน่งเพื่อให้เหล้าตกลงบนแผ่นท่อหรือแผ่น แม้แต่การกระจายสุราก็ถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับการออกแบบประเภทนี้ และทั้งถาดและแผ่นท่อ (หรือองค์ประกอบของแผ่น) ต้องมีทั้งหมด อยู่ในระดับ
ตามอุปกรณ์กระจาย ฟิล์มบาง ๆ ของสุราจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวที่ให้ความร้อนและไหลลงสู่บ่อสุราในขณะที่ระเหยไปบางส่วนอัตราการถ่ายเทความร้อนจะดีกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นที่สูงขึ้น เมื่อใช้การออกแบบฟิล์มที่ตกลงมาเหนือการออกแบบฟิล์มที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากสุราตกลงอย่างปั่นป่วนเหนือพื้นผิวที่ให้ความร้อนข้อกำหนดในการอุ่นสุราใด ๆ ก็สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกันในการออกแบบฟิล์มตก

Concentrators

คำศัพท์นี้หมายถึงคลาสของการออกแบบเครื่องระเหยที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาสองประการที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตสุราดำที่ความเข้มข้นสูง:

1.การตกตะกอนของส่วนประกอบที่อิ่มตัวยิ่งยวดจากสุรา

ในบางจุด โดยปกติประมาณ 50-55%TS ซัลเฟตที่ละลายน้ำได้และเกลือโซเดียมคาร์บอเนตจะเกินขีดจำกัดความสามารถในการละลายของพวกมัน และเริ่มตกตะกอนจากสุราดำที่ระเหยกลายเป็นไอเกลือเบอร์คีท์เป็นเกลือชนิดแรกที่ตกตะกอนในกระบวนการสร้างความเข้มข้น ในขณะที่ไดคาร์บอเนตซึ่งเป็นเกลือโซเดียมคู่อีกตัวหนึ่ง จะถึงขีดจำกัดความสามารถในการละลายได้ในภายหลัง ประมาณ 60%TS การควบคุมกระบวนการตกตะกอนนี้เป็นปัญหาการตกผลึก และการบรรลุความเข้มข้นที่สูงขึ้นนั้นจำเป็นต้องอาศัยการระเหยนั้น อุปกรณ์ได้รับการออกแบบให้เป็นเครื่องตกผลึกเพื่อให้เกลือเหล่านี้ก่อตัวเป็นกลุ่มของสุรา และไม่เป็นเกล็ดบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน

2. ความหนืดสูงของสุรา

เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น พฤติกรรมการไหลของสุราดำจะเปลี่ยนจากของไหลของนิวตันเป็นของเหลวเทียมที่มีความหนืดสูงความหนืดสูงดังกล่าวแปลเป็นการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดีในหัวผสม (จำนวน Reynolds ต่ำจึงทำให้เกิดความปั่นป่วนต่ำ) แต่ยังเป็นตัวแทนของอุปสรรคต่อการเติบโตของผลึกภายในกลุ่มของสุรานอกจากนี้ การจัดเก็บสุราเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามากกว่า 75% TS อาจต้องอยู่ในถังแรงดันเพื่อรักษาความสามารถในการสูบน้ำสุราไปยังหม้อไอน้ำตลอดจนรูปแบบการฉีดพ่นที่เหมาะสมเพื่อแก้ไขปัญหาความหนืดเหล่านี้ โดยทั่วไปแล้วเครื่องผลิตสุราดำจะทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างมาก และการควบคุมอุณหภูมิสุราอย่างเหมาะสมภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันจะกลายเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของการออกแบบ เนื่องจากอุณหภูมิสุราที่เพิ่มขึ้นเพียง 20 °F สามารถแปลเป็นการลดความหนืดได้ 50% ในบางกรณี

การทำงานที่อุณหภูมิสูงช่วยเพิ่มการสลายตัวของสารเชิงซ้อนแคลเซียมอินทรีย์ที่มีอยู่ในสุรา และด้วยเหตุนี้ ความเสี่ยงของการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากการตกตะกอนของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำอื่นๆ เช่น เกลือซิลิกาและเกลือออกซาเลต หากมีอยู่ในสุรา สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้นเหล่านี้ ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการปรับขนาดของหน่วยผลิตความเข้มข้น

การบำบัดด้วยความร้อนของสุราก่อนการกลั่นสามารถลดความหนืดของสุราได้อย่างถาวรโดยการแตกร้าวด้วยความร้อนของลิกนินที่มีความยาวและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่รับผิดชอบต่อความหนืดของสุราการบำบัดดังกล่าวมักเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องที่ทำงานที่ความดันและอุณหภูมิสูง (สูงกว่า 350 องศาฟาเรนไฮต์)ต้องจัดให้มีเวลาพักในเครื่องปฏิกรณ์นานกว่า 30 นาที เพื่อให้ได้การลดความหนืดสูงสุด

Concentrators ฟิล์มตกเป็นการดัดแปลงสำหรับบริการของแข็งสูงของการออกแบบเครื่องระเหย FF ที่กล่าวถึงข้างต้นโดยธรรมชาติแล้ว FF concentrators ที่ซึ่งการระเหยเกิดขึ้นจากฟิล์มสุราภายในองค์ประกอบความร้อนส่งผลให้ระดับความอิ่มตัวยิ่งยวดสูงได้รับการพัฒนาภายในสุราซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเกิดตะกรันที่ไม่สามารถควบคุมได้เนื่องจากนิวเคลียสของผลึกที่มากเกินไป มากกว่าการเติบโตของผลึกที่อ่อนโยน

ที่จริงแล้วการออกแบบหัว FF บางแบบไม่ได้พยายามควบคุมการเกิดตะกรันบนพื้นผิวที่ให้ความร้อน แต่ให้วิธีการขจัดตะกรันดังกล่าวเร็วกว่าที่ก่อตัว และก่อนที่มันจะส่งผลกระทบในทางลบต่อความจุหรือนำไปสู่การเสียบปลั๊กการออกแบบการสลับอย่างรวดเร็ว ซึ่งมักใช้กับชุดจานและส่วนประกอบแบบท่อ อาศัยกลยุทธ์นี้โดยการย้ายหัวต่อหลายตัวอย่างต่อเนื่อง (หรือช่องภายในตัวเครื่องเดียวกัน) ระหว่างสุราของผลิตภัณฑ์กับตำแหน่งการซัก

การใช้เครื่องระเหยแบบบีบอัดด้วยไอน้ำเชิงกล MVR เมื่อเทียบกับอุปกรณ์การระเหยแบบเดิมที่คำนวณโดยการระเหยน้ำ 1T

ภาพรายละเอียด

ภาพสถานที่