Evaporador de chapéu de almofada de aço inoxidável na produção de papel para licor preto

Evaoperador de chapéu de almofada de aço inoxidável na produção de papel para licor preto

Informações básicas

O licor negro contém um grande número de compostos inorgânicos.Estes compostos inorgânicos atingem o limite de solubilidade e a escala de depósito na superfície de transferência de calor do evaporador., o que limita consideravelmente a capacidade do dispositivo de evaporação e de toda a estação de recuperação.

O líquido negro da bomba de papel é geralmente de 13-18% ts. A maior parte da água tem de ser evaporada para produzir sólidos de altura suficiente para suportar uma combustão eficiente na caldeira de recuperação,Normalmente entre 65% e 80%.

No processo de evaporação para obter este nível sólido, os compostos de enxofre, o metanol e outros componentes voláteis são liberados do líquido,e devem ser separados do condensado para reutilização e reabastecimento na linha de fibraA partir deste ponto de vista, o dispositivo de evaporação é na verdade a "fábrica de água" no moinho.

A evaporação multi-efeito é amplamente utilizada na evaporação de líquidos negros.Mas também aumenta o custo do investimentoDe acordo com os diferentes requisitos de evaporação, 5-7 sistema de evaporação de efeito é amplamente utilizado no presente, que tem boa economia

Dois equipamentos de evaporação

Dois tipos básicos de equipamento de evaporação em serviço hoje para a evaporação de líquido negro

Evaporadores de filme em ascensão

Referido como um evaporador vertical de tubo longo, este projeto dominou a indústria por décadas e continua a ser uma visão comum nas operações de usinas mais antigas.

Evaporadores de película de queda (FF)
Este projeto de evaporador depende de placas e tubos como superfícies de transferência de calor.O líquido é processado no interior das unidades intubulares s mas no exterior da superfície de transferência de calor em desenhos de placas.

Os evaporadores consistem num reservatório de líquido a partir do qual um volume definido de líquido é continuamente recirculado para a parte superior do elemento de aquecimento
Um dispositivo de distribuição, tipicamente uma bandeja ou um bocal de pulverização em alguns modelos, distribui então o fluxo de líquido sobre toda a superfície de aquecimento.Os furos nas unidades tubulares ou slots para as unidades de placa são posicionados para permitir que o líquido caia sobre a folha do tubo ou placasPara este tipo de desenhos, a distribuição do licor é uma consideração fundamental e tanto o tabuleiro como a folha de tubo (ou elemento da placa) devem ser todos níveis.
Após o dispositivo de distribuição, uma película fina de líquido é estabelecida nas superfícies de aquecimento e flui para baixo de volta ao reservatório de líquido, sendo parcialmente evaporada.As taxas de transferência de calor são consideravelmente melhoresEm concentrações mais elevadas, quando se utilizam desenhos de filme em queda em vez de desenhos de filme em subida, uma vez que o líquido cai turbulentemente sobre a superfície de aquecimento.Qualquer requisito de pré-aquecimento de líquido também é efetivamente realizado no projeto de filme de queda.

A planta deve efetivamente transferir calor para a evaopração de líquido negro.

A composição complexa inerente do líquido negro traduz-se em vários requisitos de projeto interdependentes para os evaporadores:

Deve fazê-lo evitando a formação de escamas nas superfícies de transferência de calor.

A instalação de evaporação deve igualmente produzir frações de condensado suficientemente limpas para satisfazer as necessidades da fábrica de celulose e da área de recustificação, reduzindo assim consideravelmente a ingestão de água doce da fábrica.

Os componentes voláteis e os GNC devem ser removidos e condicionados para eliminação segura através da incineração.

Consumo do evaporador MVR em comparação com o equipamento de evaporação tradicional calculado por evaporação de 1 T de água

Sobre os concentradores

Esta categoria refere-se a uma classe de projetos de evaporadores especificamente concebidos para resolver as duas questões associadas ao processamento de líquido negro em altas concentrações:

1- Precipitação de componentes supersaturados do líquido

Geralmente, 50-55% de TS, sulfato solúvel em água e sais de sódio carbonato exceder os seus limites de solubilidade e começar a precipitar a partir do líquido negro que está a evaporar.O duplo sal burkeite é o primeiro a precipitar no processo de concentração, enquanto o dicarbonato, outro duplo sal sódico, atinge o limite de solubilidade mais tarde, cerca de 60%TS. O controlo deste processo de precipitação é um problema de cristalização,e alcançar concentrações mais elevadas requer que o equipamento de evaporação seja projetado como cristalizadores para permitir que esses sais se formem na maior parte do líquido, e não como escala nas superfícies de transferência de calor.

2Viscosidade elevada do líquido

Quando a concentração aumenta, o comportamento reológico do líquido negro muda de um fluido newtoniano para um fluido pseudo-plástico extremamente viscoso.Tais viscosidades elevadas traduzem-se em má transferência de calor nos concentradores (número de Reynolds baixo, portanto, baixa turbulência), mas também representam um impedimento para o crescimento do cristal dentro da massa do líquidoAlém disso, o armazenamento do licor concentrado, especialmente se for superior a 75% do volume total,pode ter que estar em um tanque pressurizado, a fim de manter a capacidade de bombear o líquido para a caldeira, bem como padrões de pulverização adequadosPara resolver estes problemas de viscosidade, black liquor concentrators are typically operated at substantially elevated temperatures and proper control of the liquor temperature under varying operating conditions becomes a critical parameter of the design as a mere 20 °F increase in liquor temperature can translate into a viscosity reduction of 50% in some cases.

A operação a temperaturas elevadas aumenta a degradação dos complexos orgânicos de cálcio presentes no líquido e, como resultado,O risco de precipitação de carbonato de cálcio nas superfícies de transferência de calor é substancialmente aumentado.A precipitação de outros compostos insolúveis em água, tais como sais de sílica e oxalato, se estiverem presentes no líquido, também pode ocorrer a estas temperaturas mais elevadas.Aumentar o risco de dimensionamento das unidades de concentração.

Heat treatment of the liquor prior to the concentrator can permanently reduce the liquor viscosity by thermal- cracking of the long lignin and other organic compounds responsible for the liquor viscosityEste tratamento ocorre normalmente num reator contínuo operado a alta pressão e temperatura (acima de 350°F).Para obter uma redução máxima da viscosidade, deve ser assegurado um tempo de permanência no reator superior a 30 min..

Os concentradores FF, em que a evaporação ocorre a partir de uma película de líquido no interior do elemento de aquecimento, resultam, por natureza, no desenvolvimento de níveis elevados de supersaturação no interior do líquido.Os concentradores de película em queda são realmente uma adaptação para o serviço de sólidos elevados do projeto do evaporador FF discutido acima.Isso pode resultar em formação descontrolada de escamas devido à nucleação excessiva de cristais em vez de um crescimento suave de cristais.

Alguns projetos de concentradores FF nem sequer tentam controlar a formação de escamas nas superfícies de aquecimento.Mas, em vez disso, fornecer um meio para remover tal escala mais rápido do que se forma e antes que possa afetar negativamente a capacidade ou levar ao plugging- Desenhos de comutação rápida, comumente utilizados com unidades de placas e tubos,Basear-se nesta estratégia movendo continuamente vários corpos de concentrador (ou câmaras dentro do mesmo corpo) entre as posições de liquidez do produto e de lavagem.

Imagem detalhada

Imagem da instalação