Évaporation de lessive noire : Conception et opération
Condition
La composition complexe inhérente de la lessive noire traduit en plusieurs conditions de conception interdépendantes pour les vaporisateurs :
L'usine d'évaporation doit efficacement transférer la chaleur pour l'évaporation de la lessive noire.
Il doit faire ainsi tout en évitant l'entartrage sur les surfaces de transfert de chaleur.
L'usine d'évaporation doit également produire suffisamment le cleancondensate fractionne pour satisfaire aux besoins de la fabrique de pâte à papier et du secteur recausticizing, de ce fait considérablement réduisant la prise d'eau douce du moulin.
Des composants volatils et le NCGs doivent être enlevés et conditionnés pour la disposition sûre par l'intermédiaire de l'incinération.
Concentrateurs
Un spécial des conceptions de vaporisateur a spécifiquement machiné pour aborder les deux questions liées au traitement de la lessive noire aux fortes concentrations :
1.Precipitation des composants sursaturés de la boisson alcoolisée
À un certain point, typiquement autour de 50-55%TS, le sulfate soluble dans l'eau et les sels de sodium de carbonate dépassent leurs limites de solubilité et commencent à précipiter de la lessive noire étant évaporée. Le burkeite de double sel est le premier à précipiter dans le processus de concentration tandis que le dicarbonate, un autre double sel de sodium, atteint sa limite de solubilité plus tard, autour de 60%TS.Control de ce processus de précipitation est un problème de cristallisation, et la réalisation des concentrations plus élevées exige que l'équipement d'évaporation soit conçu comme crystalliseurs pour permettre à ces sels de former dans la partie de la boisson alcoolisée, et pas comme échelle sur les surfaces de transfert de chaleur.
2. Viscosité élevée de boisson alcoolisée
En tant que ses augmentations de concentration, changements rhéologiques de comportement de lessive noire d'un fluide newtonien à un pseudo fluide en plastique extrêmement visqueux. De telles viscosité élevées traduisent en transfert de chaleur pauvre dans les concentrateurs (basse de nombre de Reynolds basse turbulence par conséquent) mais représentent également un empêchement à la cristallogénèse dans la partie de la boisson alcoolisée. En outre, le stockage de la boisson alcoolisée concentrée, particulièrement si bien au-dessus de 75%TS, peut devoir être dans un réservoir pressurisé afin de maintenir la capacité de pomper la boisson alcoolisée à la chaudière aussi bien qu'aux modèles de pulvérisation appropriés. Pour aborder ces questions de viscosité, des concentrateurs de lessive noire sont typiquement actionnés aux températures sensiblement élevées et le contrôle approprié de la température de boisson alcoolisée dans des conditions de fonctionnement variables devient un paramètre critique de la conception comme simple augmentation de 20 °F de la température de boisson alcoolisée peut traduire en réduction de viscosité de 50% dans certains cas.
L'opération aux températures élevées augmente la panne des complexes calcium-organiques actuels dans la boisson alcoolisée et, en conséquence, le risque de précipitation de carbonate de calcium sur les surfaces de transfert de chaleur est sensiblement augmenté. Précipitation d'autres composés insolubles dans l'eau, tels que des sels de silice et d'oxalate si le présent dans la boisson alcoolisée, peut également se produire à ces températures élevées, augmentant le risque de graduation des unités de concentrateur.
Le traitement thermique de la boisson alcoolisée avant le concentrateur peut de manière permanente réduire la viscosité de boisson alcoolisée par le craquage thermique de la longue lignine et d'autres composés organiques responsables de la viscosité de boisson alcoolisée. Un tel traitement a lieu typiquement dans un réacteur continu actionné à la haute pression et à la température (au-dessus de 350°F). Plus de 30 la minute de temps de séjour dans le réacteur doit être fournie pour réaliser la réduction maximum de viscosité.
Deux types de concentrateurs de lessive noire sont en service aujourd'hui et ceux peuvent être largement classifiés comme conceptions de la couche descendante (FF) et de la circulation forcée (FC).
Consommation mécanique de vaporisateur de MVR de récompression de vapeur comparée à l'équipement traditionnel d'évaporation calculé en évaporant l'eau 1T
| Nom | Vapeur | Electric Power | Coût total (RMB) | ||
| Capacité d'évaporation (kg/h heures) | Consommation (t) | Coût (RMB) | Consommation (kilowatts) | Coût (RMB) | |
| Vaporisateur d'effet simple | 1,1 | 220 | 3 | 2,1 | 222,1 |
| Vaporisateur de double effet | 0,55 | 110 | 3 | 2,1 | 112,1 |
| Vaporisateur de trois effets | 0,4 | 88 | 3 | 2,1 | 90,1 |
| Vaporisateur de MVR | 0,02 | 4,4 | 30 | 21 | 25,4 |
Concentrateur à couche descendante
Les concentrateurs à couche descendante sont vraiment une adaptation pour de hauts solides que le service de la conception de vaporisateur de FF a discutés en haut. Par nature, concentrateurs de FF, où l'évaporation a lieu d'un film de boisson alcoolisée dans le résultat d'élément de chauffe dans les niveaux élevés de sursaturation étant développés dans la boisson alcoolisée. Ceci peut avoir comme conséquence l'entartrage incontrôlé dû à la nucléation en cristal excessive plutôt que la cristallogénèse douce.
Concentrateur à circulation forcée
Les concentrateurs à circulation forcée ont été autour depuis les années 1950 et sont bien prouvés dans le service de lessive noire. La conception consiste échangeur de chaleur d'ofa et une chambre instantanée de vapeur/boisson alcoolisée reliée entre eux par une boucle de recyclage.
