Evaporación del licor negro: Diseño y operación
Requisito
La composición compleja inherente del licor negro traduce a varios requisitos de diseño interdependientes para los evaporadores:
La planta de la evaporación debe transferir eficientemente el calor para la evaporación del licor negro.
Debe hacer tan mientras que evita la formación de escala en las superficies de la transferencia de calor.
La planta de la evaporación debe también producir suficientemente el cleancondensate fracciona para satisfacer las necesidades de la fábrica de celulosa y del área recausticizing, así grandemente reduciendo el consumo de agua fresco del molino.
Los componentes volátiles y NCGs se deben quitar y condicionar para la disposición segura vía la incineración.
Concentradores
Un especial de los diseños del evaporador dirigió específicamente para abordar los dos problemas asociados al proceso del licor negro en las altas concentraciones:
1.Precipitation de componentes sobresaturados del licor
En algún momento, típicamente alrededor de 50-55%TS, el sulfato y las sales solubles en agua del sodio del carbonato exceden sus límites de la solubilidad y comienzan a precipitarse del licor negro que es evaporado. El burkeite de la sal doble es el primer a precipitarse en el proceso de la concentración mientras que el dicarbonato, otra sal doble del sodio, alcanza su límite de la solubilidad después, alrededor de 60%TS.Control de este proceso de la precipitación es un problema de la cristalización, y la realización de concentraciones más altas requiere que el equipo de la evaporación esté diseñado como cristalizadores para permitir que estas sales formen en el bulto del licor, y no como escala en las superficies de la transferencia de calor.
2. Alta viscosidad del licor
Como sus aumentos de la concentración, cambios reológicos del comportamiento del licor negro de un líquido neutoniano a un pseudo líquido plástico extremadamente viscoso. Tales altas viscosidades traducen a transferencia de calor pobre en los concentradores (del número de Reynolds turbulencia baja baja por lo tanto) pero también representan un impedimento al crecimiento cristalino dentro del bulto del licor. Además, el almacenamiento del licor concentrado, especialmente si bien sobre 75%TS, puede tener que ser en un tanque a presión para mantener la capacidad de bombear el licor a la caldera así como a los modelos de rociadura apropiados. Para abordar estos problemas de la viscosidad, los concentradores del licor negro se actúan típicamente en las temperaturas substancialmente elevadas y el control apropiado de la temperatura del licor bajo condiciones de funcionamiento diversas se convierte en un parámetro crítico del diseño como simple aumento de 20 °F en temperatura del licor puede traducir a una reducción de la viscosidad del 50% en algunos casos.
La operación en las temperaturas elevadas aumenta la avería de los complejos calcio-orgánicos presentes en el licor y, como consecuencia, el riesgo de precipitación del carbonato de calcio en las superficies de la transferencia de calor se aumenta substancialmente. Precipitación de otros compuestos insolubles en agua, tales como sales de la silicona y del oxalato si el presente en el licor, puede también ocurrir en estas temperaturas más altas, aumentando el riesgo de escalamiento de las unidades del concentrador.
El tratamiento térmico del licor antes del concentrador puede reducir permanentemente la viscosidad del licor termofraccionamiento de la lignina larga y de otros compuestos orgánicos responsables de la viscosidad del licor. Tal tratamiento ocurre típicamente en un reactor continuo actuado en la alta presión y la temperatura (sobre 350°F). Sobre 30 el minuto de tiempo de residencia en el reactor se debe proporcionar para alcanzar la reducción máxima de la viscosidad.
Dos tipos de concentradores del licor negro son funcionando hoy y ésos se pueden clasificar ampliamente como diseños en capa delgada (FF) y de la circulación forzada (FC).
Consumo mecánico del evaporador de la MVR de la recompresión del vapor comparado con el equipo tradicional de la evaporación calculado evaporando el agua 1T
| Nombre | Vapor | Electric Power | Coste total (RMB) | ||
| Capacidad de la evaporación (kg/h) | Consumo (t) | Coste (RMB) | Consumo (kilovatios) | Coste (RMB) | |
| Evaporador de solo efecto | 1,1 | 220 | 3 | 2,1 | 222,1 |
| Evaporador de efecto doble | 0,55 | 110 | 3 | 2,1 | 112,1 |
| Evaporador de tres efectos | 0,4 | 88 | 3 | 2,1 | 90,1 |
| Evaporador de la MVR | 0,02 | 4,4 | 30 | 21 | 25,4 |
Concentrador en capa delgada
Los concentradores en capa delgada son realmente una adaptación para los altos sólidos que el servicio del diseño del evaporador del FF discutió arriba. Por naturaleza, concentradores del FF, donde la evaporación ocurre de una película del licor dentro del resultado del elemento de calefacción en los altos niveles de la sobresaturación que son convertidos dentro del licor. Esto puede dar lugar a la formación de escala incontrolada debido a la nucleación cristalina excesiva bastante que crecimiento cristalino apacible.
Concentrador de circulación forzada
Los concentradores de circulación forzada han estado alrededor desde los años 50 y se prueban bien en servicio del licor negro. El diseño consiste cambiador de calor del ofa y una cámara de destello del vapor/del licor conectada el uno al otro a través de un lazo de la recirculación.
