Intercambiador de calor de placas tipo almohada en el proceso de licor negro durante la producción de papel
Licor negro
El licor negro es el licor de desecho del proceso de fabricación de pulpa kraft después de que se completa la fabricación de pulpa.Contiene la mayoría de los elementos inorgánicos de cocción originales y la sustancia de madera disuelta y degradada.Este último incluye ácido acético, ácido fórmico, ácidos sacarínicos, muchos otros ácidos carboxílicos (todos como sales de sodio), hemicelulosas disueltas (especialmente xilanos), metanol y cientos de otros componentes.Es una mezcla extremadamente compleja.Se producen unas 7 toneladas de licor negro con un 15 % de sólidos (alrededor de un 10 % de productos químicos orgánicos y un 5 % de productos químicos inorgánicos con un total de sólidos por tonelada de pulpa. El licor negro debe concentrarse al mayor contenido de sólidos posible antes de ser quemado en la caldera de recuperación para maximizar la recuperación de calor. La viscosidad aumenta rápidamente con una concentración superior al 50 %, siendo los licores negros de madera blanda más viscosos que los licores negros de madera dura. El licor negro generalmente se quema con un contenido de sólidos del 65 % al 70 %.
Requisitos básicos del proceso
Uso eficiente de la energía
Separación eficiente del vapor de agua del licor negro
Separación adecuada de metanol, jabón de aceite de resina
Concentración de licor negro a 75-85% de sólidos secos
Tecnología
La compleja composición inherente del licor negro se traduce en varios requisitos de diseño interdependientes para los evaporadores:
La planta de evaporación debe transferir eficientemente el calor para la evaporación del licor negro.
Debe hacerlo evitando la formación de incrustaciones en las superficies de transferencia de calor.
La planta de evaporación también debe producir fracciones de condensado suficientemente limpias para satisfacer las necesidades de la planta de celulosa y el área de recaustificación, reduciendo así en gran medida la entrada de agua dulce de la planta.
Los componentes volátiles y los NCG deben eliminarse y acondicionarse para su eliminación segura mediante incineración.
EQUIPO EVAPORADOR
Hay dos tipos básicos de equipos evaporadores en servicio hoy en día para la evaporación de licor negro:
Evaporadores de película ascendente
También conocido como evaporador vertical de tubo largo (LTV), este diseño ha dominado la industria durante décadas y sigue siendo una vista común en las operaciones de plantas más antiguas.
Evaporadores de película descendente (FF)
Este diseño de evaporador se basa en tubos o placas como superficies de transferencia de calor.El licor se procesa en el interior de las unidades tubulares pero en el exterior de la superficie de transferencia de calor en los diseños de placa.
Evaporadores de película descendente consisten en un sumidero de licor desde el cual se recircula continuamente un volumen definido de licor hasta la parte superior del elemento calefactor
Un dispositivo de distribución, típicamente una bandeja o una boquilla rociadora en algunos diseños, luego distribuye el flujo de licor sobre toda la superficie de calentamiento.Los orificios en las unidades tubulares o las ranuras para las unidades de placas se colocan para permitir que el licor caiga sobre la placa de tubos o las placas. ser nivel
Siguiendo el dispositivo de distribución, se establece una película delgada de licor sobre las superficies de calentamiento y fluye hacia abajo de regreso al sumidero de licor mientras se evapora parcialmente.Las tasas de transferencia de calor son considerablemente mejores, especialmente en concentraciones más altas, cuando se utilizan diseños de película descendente en lugar de diseños de película ascendente, ya que el líquido cae de forma turbulenta sobre la superficie de calentamiento.Cualquier requerimiento de precalentamiento del licor también se logra eficientemente en el diseño de película descendente.
Concentradores de película descendenteson realmente una adaptación para el servicio de alto contenido de sólidos del diseño del evaporador FF discutido anteriormente.Por naturaleza, los concentradores FF, en los que la evaporación tiene lugar a partir de una película de licor dentro del elemento calefactor, dan como resultado que se desarrollen altos niveles de sobresaturación dentro del licor.Esto puede dar como resultado una formación de incrustaciones descontrolada debido a una nucleación excesiva de cristales en lugar de un crecimiento suave de cristales.
Algunos diseños de concentradores FF en realidad ni siquiera intentan controlar la formación de incrustaciones en las superficies de calentamiento, sino que proporcionan un medio para eliminar dichas incrustaciones más rápido de lo que se forman y antes de que puedan afectar negativamente la capacidad o provocar obstrucciones.Los diseños de cambio rápido, comúnmente utilizados con unidades de elementos tubulares y de placas, se basan en esta estrategia al mover continuamente varios cuerpos concentradores (o cámaras dentro del mismo cuerpo) entre las posiciones de licor de producto y lavado.
Otro enfoque de diseño involucra operar el concentrador FF a bajo flujo de calor para reducir la cantidad de sobresaturación desarrollada en el licor durante la transferencia de calor.En este caso, se debe proporcionar una cantidad sustancial de área de transferencia de calor, así como una tasa de recirculación proporcional, para reducir tanto la AT operativa como la evaporación específica por unidad de área de transferencia de calor.
Recompresión mecánica de vapor MVR Consumo del evaporador en comparación con el equipo de evaporación tradicional calculado al evaporar 1T de agua
| Nombre | Vapor | Energia electrica | Costo total (RMB) | ||
| Capacidad de evaporación (kg/h) | Consumo (T) | Costo (RMB) | Consumo (kw) | Costo (RMB) | |
| Evaporador de efecto simple | 1.1 | 220 | 3 | 2.1 | 222.1 |
| Evaporador de doble efecto | 0,55 | 110 | 3 | 2.1 | 112.1 |
| Evaporador de tres efectos | 0.4 | 88 | 3 | 2.1 | 90.1 |
| Evaporador MVR | 0.02 | 4.4 | 30 | 21 | 25.4 |
¿Método para obtener 80-85% de sólidos secos?
Material de construcción dúplex
el alto contenido de álcali puede causar agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
Tiempo de retención de licor
el evaporador actúa también como un reactor LHT
Debido a la alta viscosidad
MP-steam como medio de calentamiento
temperatura del licor 175 ℃ en el concentrador final
Evaporador y concentrador de efecto múltiple
Las plantas de evaporación están bien probadas en instalaciones de todo el mundo.
Hay una variedad de configuraciones y modelos disponibles, desde preevaporadores hasta trenes de evaporación de efecto múltiple, para adaptarse incluso a las necesidades de evaporación más desafiantes de la planta de celulosa o de la planta de efluentes.
La principal ventaja de los evaporadores de efecto múltiple es la utilización de superficies de calentamiento de láminas probadas para una alta eficiencia y confiabilidad.
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Planta de evaporación lamelar
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