การระเหยสุราดำ : การออกแบบและการใช้งาน
ความต้องการ
องค์ประกอบที่ซับซ้อนโดยธรรมชาติของสุราดำแปลเป็นข้อกำหนดการออกแบบที่พึ่งพาอาศัยกันหลายประการสำหรับเครื่องระเหย:
โรงงานระเหยต้องถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการระเหยสุราดำ
ต้องทำในขณะที่หลีกเลี่ยงการก่อตัวของตะกรันบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน
โรงงานระเหยยังต้องผลิตเศษส่วนคอนเดนเสทที่สะอาดเพียงพอ เพื่อตอบสนองความต้องการของโรงงานเยื่อกระดาษและพื้นที่ปรับสภาพใหม่ ซึ่งจะช่วยลดปริมาณการใช้น้ำจืดของโรงสีได้อย่างมาก
ส่วนประกอบที่ระเหยได้และ NCGs ต้องถูกกำจัดและปรับสภาพเพื่อการกำจัดอย่างปลอดภัยผ่านการเผา
Concentrators
การออกแบบเครื่องระเหยแบบพิเศษที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาสองประการที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตสุราดำที่ความเข้มข้นสูง:
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
ปัจจุบันมีการใช้เครื่องผลิตสุราดำสองประเภทและสามารถจำแนกประเภทกว้าง ๆ ได้เป็นการออกแบบ Falling Film (FF) และ Forced Circulation (FC)
การใช้เครื่องระเหยแบบบีบอัดด้วยไอน้ำเชิงกล MVR เมื่อเทียบกับอุปกรณ์การระเหยแบบเดิมที่คำนวณโดยการระเหยน้ำ 1T
| ชื่อ | ไอน้ำ | พลังงานไฟฟ้า | ต้นทุนรวม (RMB) | ||
| ความสามารถในการระเหย (กก./ชม.) | การบริโภค (T) | ค่าใช้จ่าย (หยวน) | การบริโภค (กิโลวัตต์) | ค่าใช้จ่าย (หยวน) | |
| เครื่องระเหยผลเดี่ยว | 1.1 | 220 | 3 | 2.1 | 222.1 |
| เครื่องระเหยแบบดับเบิ้ลเอฟเฟค | 0.55 | 110 | 3 | 2.1 | 112.1 |
| เครื่องระเหยสามผล | 0.4 | 88 | 3 | 2.1 | 90.1 |
| เครื่องระเหย MVR | 0.02 | 4.4 | 30 | 21 | 25.4 |
Concentrator ฟิล์มตก
Falling Film Concentrators เป็นการดัดแปลงสำหรับการบริการที่มีปริมาณของแข็งสูงของการออกแบบเครื่องระเหย FF ที่กล่าวถึงข้างต้นโดยธรรมชาติแล้ว FF concentrators ที่ซึ่งการระเหยเกิดขึ้นจากฟิล์มสุราภายในองค์ประกอบความร้อนส่งผลให้ระดับความอิ่มตัวยิ่งยวดสูงได้รับการพัฒนาภายในสุราซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเกิดตะกรันที่ไม่สามารถควบคุมได้เนื่องจากนิวเคลียสของผลึกที่มากเกินไป มากกว่าการเติบโตของผลึกที่อ่อนโยน
บังคับหมุนเวียน concentrator
Forced Circulation concentrator มีมาตั้งแต่ปี 1950 และได้รับการพิสูจน์อย่างดีในด้านการบริการสุราดำการออกแบบประกอบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและห้องแฟลชไอ/ของเหลวที่เชื่อมต่อกันผ่านวงจรหมุนเวียน
