Trocador de calor de placas almofadadas no processo de licor negro durante a produção de papel
Licor preto
O licor negro é o licor residual do processo de polpação kraft após a conclusão da polpação.Ele contém a maioria dos elementos inorgânicos de cozimento originais e a substância de madeira degradada e dissolvida.Este último inclui ácido acético, ácido fórmico, ácidos sacarínicos, vários outros ácidos carboxílicos (todos como sais de sódio), hemiceluloses dissolvidas (especialmente xilanos), metanol e centenas de outros componentes.É uma mistura extremamente complexa.Cerca de 7 toneladas de licor negro com 15% de sólidos (cerca de 10% de produtos químicos orgânicos e 5% de produtos químicos inorgânicos com um total de sólidos são produzidos por tonelada de celulose. O licor negro deve ser concentrado até o maior teor de sólidos possível antes de ser queimado em a caldeira de recuperação para maximizar a recuperação de calor.A viscosidade aumenta rapidamente com concentração acima de 50%, com licores negros de madeira macia sendo mais viscosos do que licores negros de madeira dura.O licor negro é geralmente queimado com teor de sólidos de 65%–70%.
Requisitos básicos do processo
Uso eficiente de energia
Separação eficiente de vapor de água do licor negro
Separação adequada de metanol, sabão de tall oil
Concentração de licor negro para 75-85% de sólidos secos
Tecnologia
A composição complexa inerente do licor negro se traduz em vários requisitos de projeto interdependentes para os evaporadores:
A planta de evaporação deve transferir eficientemente o calor para a evaporação do licor negro.
Deve fazê-lo evitando a formação de incrustações nas superfícies de transferência de calor.
A planta de evaporação também deve produzir frações de condensado suficientemente limpas para satisfazer as necessidades da fábrica de celulose e da área de recaustificação, reduzindo bastante a entrada de água doce da fábrica.
Componentes voláteis e NCGs devem ser removidos e condicionados para descarte seguro via incineração.
EQUIPAMENTO DE EVAPORADOR
Existem dois tipos básicos de equipamentos evaporadores em serviço hoje para evaporação de licor negro:
Evaporadores de filme ascendente
Também conhecido como evaporador de tubo longo vertical (LTV), esse projeto dominou a indústria por décadas e continua sendo uma visão comum em operações de moinhos mais antigos.
Evaporadores de filme descendente (FF)
Este projeto de evaporador depende de tubos ou placas como superfícies de transferência de calor.O licor é processado no interior das unidades tubulares, mas do lado de fora da superfície de transferência de calor em projetos de placas.
Evaporadores de filme descendente consistem em um reservatório de licor a partir do qual um volume definido de licor é continuamente recirculado para o topo do elemento de aquecimento
Um dispositivo de distribuição, normalmente uma bandeja ou um bico de pulverização em alguns projetos, distribui o fluxo de licor por toda a superfície de aquecimento.Furos em unidades tubulares ou ranhuras para unidades de placas são posicionados para permitir que o licor caia sobre o tubo ou as placas. seja nivelado.
Seguindo o dispositivo de distribuição, um filme fino de licor é estabelecido nas superfícies de aquecimento e flui de volta para o reservatório de licor enquanto é parcialmente evaporado.As taxas de transferência de calor são consideravelmente melhores, especialmente em concentrações mais altas, ao usar desenhos de filme descendente sobre desenhos de filme ascendente, uma vez que o licor cai turbulentamente sobre a superfície de aquecimento.Qualquer requisito de pré-aquecimento do licor também é eficientemente realizado no projeto de filme descendente.
Concentradores de filme descendentesão realmente uma adaptação para serviço de alto teor de sólidos do projeto do evaporador FF discutido acima.Por natureza, os concentradores FF, onde a evaporação ocorre a partir de um filme de licor dentro do elemento de aquecimento, resultam em altos níveis de supersaturação sendo desenvolvidos dentro do licor.Isso pode resultar na formação de incrustação descontrolada devido à nucleação excessiva de cristal, em vez de crescimento suave do cristal.
Alguns projetos de concentrador FF na verdade nem tentam controlar a formação de incrustações nas superfícies de aquecimento, mas fornecem um meio para remover tal incrustação mais rapidamente do que ela se forma e antes que ela possa impactar negativamente a capacidade ou levar ao entupimento.Projetos de troca rápida, comumente usados com unidades de placas e elementos tubulares, contam com essa estratégia movendo continuamente vários corpos de concentradores (ou câmaras dentro do mesmo corpo) entre o licor do produto e as posições de lavagem.
Outra abordagem de projeto envolve a operação do concentrador FF em baixo fluxo de calor para reduzir a quantidade de supersaturação desenvolvida no licor durante a transferência de calor.Uma quantidade substancial de área de transferência de calor deve ser fornecida neste caso, bem como uma taxa de recirculação proporcional, para reduzir tanto a AT operacional quanto a evaporação específica por unidade de área de transferência de calor.
Consumo do Evaporador MVR de Recompressão Mecânica de Vapor em comparação com o equipamento de evaporação tradicional calculado pela evaporação de 1T de água
| Nome | Vapor | Energia elétrica | Custo Total (RMB) | ||
| Capacidade de evaporação (kg/h) | Consumo (T) | Custo (RMB) | Consumo (kw) | Custo (RMB) | |
| Evaporador de efeito único | 1.1 | 220 | 3 | 2.1 | 222,1 |
| Evaporador de duplo efeito | 0,55 | 110 | 3 | 2.1 | 112.1 |
| Evaporador de três efeitos | 0,4 | 88 | 3 | 2.1 | 90,1 |
| Evaporador MVR | 0,02 | 4.4 | 30 | 21 | 25,4 |
Método para obter 80-85% de sólidos secos?
Material de construção duplex
alto teor alcalino pode causar Stress Corrosion Cracking (SCC)
Tempo de retenção de licor
evaporador atua também como um reator LHT
Devido à alta viscosidade
MP-vapor como meio de aquecimento
temperatura do licor 175 ℃ no concentrador final
Evaporador e concentrador de efeito múltiplo
As plantas de evaporação são comprovadas em instalações em todo o mundo.
Há uma variedade de configurações e modelos disponíveis – de pré-evaporadores a trens de evaporação de múltiplos efeitos – para acomodar até mesmo as mais desafiadoras necessidades de evaporação de fábricas de celulose ou efluentes.
A principal vantagem dos evaporadores de efeito múltiplo é a utilização de superfícies de aquecimento de lamelas comprovadas para alta eficiência e confiabilidade.
PP-planta de evaporação-lamela
Lamelar da planta de evaporação
superfície de aquecimento de lamelas
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