Kissenplattenwärmetauscher im Schwarzlaugenprozess bei der Papierherstellung
Schwarzlauge
Schwarzlauge ist die Ablauge aus dem Kraftaufschlussverfahren nach Abschluss des Aufschlusses.Es enthält die meisten der ursprünglichen anorganischen Kochelemente und die abgebaute, gelöste Holzsubstanz.Letztere umfassen Essigsäure, Ameisensäure, Saccharinsäure, zahlreiche andere Carbonsäuren (alle als Natriumsalze), gelöste Hemicellulosen (insbesondere Xylane), Methanol und Hunderte anderer Komponenten.Es ist eine äußerst komplexe Mischung.Pro Tonne Zellstoff werden ca. 7 Tonnen Schwarzlauge mit 15 % Feststoffanteil (ca. 10 % organische Chemikalien und 5 % anorganische Chemikalien mit einem Gesamtfeststoffgehalt) hergestellt. Die Schwarzlauge muss vor dem Einbrennen auf einen möglichst hohen Feststoffgehalt konzentriert werden Rückgewinnungskessel, um die Wärmerückgewinnung zu maximieren Die Viskosität steigt bei einer Konzentration über 50 % schnell an, wobei Weichholzschwarzlaugen viskoser sind als Hartholzschwarzlaugen Schwarzlauge wird normalerweise mit 65–70 % Feststoffgehalt gebrannt.
Grundlegende Prozessanforderungen
Effiziente Energienutzung
Effiziente Abscheidung von Wasserdampf aus Schwarzlauge
Richtige Trennung von Methanol, Tallölseife
Konzentration der Schwarzlauge auf 75-85% Trockensubstanz
Technologie
Die inhärente komplexe Zusammensetzung der Schwarzlauge führt zu mehreren voneinander abhängigen Designanforderungen an die Verdampfer:
Für die Verdampfung der Schwarzlauge muss die Eindampfanlage effizient Wärme übertragen.
Dabei muss die Bildung von Zunder auf den Wärmeübertragungsflächen vermieden werden.
Die Eindampfanlage muss auch ausreichend saubere Kondensatfraktionen erzeugen, um den Bedarf der Zellstofffabrik und des Kaustifizierungsbereichs zu decken, wodurch die Frischwasseraufnahme der Fabrik stark reduziert wird.
Flüchtige Bestandteile und NCGs müssen entfernt und für eine sichere Entsorgung durch Verbrennung aufbereitet werden.
VERDAMPFERAUSRÜSTUNG
Heutzutage gibt es zwei grundlegende Arten von Verdampferausrüstungen für die Verdampfung von Schwarzlauge:
Steigfilmverdampfer
Dieses Design wird auch als Long Tube Vertical (LTV)-Verdampfer bezeichnet und hat die Industrie jahrzehntelang dominiert und bleibt in älteren Mühlenbetrieben ein alltäglicher Anblick.
Fallfilmverdampfer (FF)
Diese Verdampferkonstruktion beruht entweder auf Rohren oder Platten als Wärmeübertragungsflächen.Auf der Innenseite der s-Röhren wird der Liquor verarbeitet, bei Plattenausführungen jedoch auf der Außenseite der Wärmeübertragungsfläche.
Fallfilmverdampfer bestehen aus einem Laugensumpf, aus dem eine definierte Laugenmenge kontinuierlich nach oben auf das Heizelement zurückgeführt wird
Eine Verteilervorrichtung, in einigen Ausführungen typischerweise eine Schale oder eine Sprühdüse, verteilt dann den Flottenstrom über die gesamte Heizfläche.Löcher in rohrförmigen Einheiten oder Schlitze für Platteneinheiten sind so positioniert, dass die Flüssigkeit auf den Rohrboden oder die Platten fallen kann. Eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit ist bei dieser Art von Konstruktionen ein kritischer Aspekt und sowohl die Schale als auch der Rohrboden (oder das Plattenelement) müssen alle eben sein.
Nach der Verteileinrichtung bildet sich auf den Heizflächen ein dünner Flottenfilm, der unter teilweiser Verdampfung nach unten in den Flottensumpf zurückfließt.Die Wärmeübertragungsraten sind insbesondere bei höheren Konzentrationen bei Verwendung von Fallfilmdesigns gegenüber Steigfilmdesigns erheblich besser, da die Flotte turbulent über die Heizfläche fällt.Jegliche erforderliche Flottenvorwärmung wird auch bei der Fallfilmkonstruktion effizient erfüllt.
Fallende Filmkonzentratorensind wirklich eine Anpassung für den Betrieb mit hohem Feststoffgehalt des oben besprochenen FF-Verdampferdesigns.Von Natur aus führen FF-Konzentratoren, bei denen die Verdampfung von einem Flüssigkeitsfilm innerhalb des Heizelements erfolgt, zu einer hohen Übersättigung in der Flüssigkeit.Dies kann zu einer unkontrollierten Kesselsteinbildung aufgrund einer übermäßigen Kristallkeimbildung anstelle eines sanften Kristallwachstums führen.
Einige Konstruktionen von FF-Konzentratoren versuchen nicht einmal, die Kesselsteinbildung auf den Heizflächen zu kontrollieren, sondern bieten eher ein Mittel, um solche Kesselsteine schneller zu entfernen, als sie sich bilden und bevor sie die Kapazität negativ beeinflussen oder zu Verstopfungen führen können.Schnellwechselkonstruktionen, die üblicherweise bei Platten- und Rohrelementeinheiten verwendet werden, beruhen auf dieser Strategie, indem mehrere Konzentratorkörper (oder Kammern innerhalb desselben Körpers) kontinuierlich zwischen Produktflüssigkeits- und Waschpositionen bewegt werden.
Ein anderer Entwurfsansatz beinhaltet den Betrieb des FF-Konzentrators bei niedrigem Wärmefluss, um die Menge der Übersättigung, die in der Flüssigkeit während der Wärmeübertragung entwickelt wird, zu reduzieren.In diesem Fall muss eine beträchtliche Menge an Wärmeübertragungsfläche sowie eine entsprechende Rezirkulationsrate bereitgestellt werden, um sowohl die Betriebs-AT als auch die spezifische Verdampfung pro Einheit der Wärmeübertragungsfläche zu reduzieren.
Mechanische Dampfrekompression MVR-Verdampferverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Verdampfungsgeräten, berechnet durch Verdampfung von 1 T Wasser
| Name | Dampf | Elektrische Energie | Gesamtkosten (RMB) | ||
| Verdampfungskapazität (kg/h) | Verbrauch (T) | Kosten (RMB) | Verbrauch (kW) | Kosten (RMB) | |
| Einzeleffekt-Verdampfer | 1.1 | 220 | 3 | 2.1 | 222.1 |
| Doppeleffekt-Verdampfer | 0,55 | 110 | 3 | 2.1 | 112,1 |
| Drei-Effekt-Verdampfer | 0,4 | 88 | 3 | 2.1 | 90,1 |
| MVR-Verdampfer | 0,02 | 4.4 | 30 | 21 | 25,4 |
Methode, um 80-85% Trockensubstanz zu erhalten?
Duplex-Baustoff
hoher Alkaligehalt kann zu Spannungsrisskorrosion (SCC) führen
Alkoholhaltezeit
Verdampfer fungiert auch als LHT-Reaktor
Aufgrund der hohen Viskosität
MP-Dampf als Heizmedium
Flottentemperatur 175 ℃ im Endkonzentrator
Mehrstufiger Verdampfer und Konzentrator
Verdampfungsanlagen haben sich in Installationen auf der ganzen Welt bestens bewährt.
Es stehen eine Vielzahl von Konfigurationen und Modellen zur Verfügung – von Vorverdampfern bis hin zu Mehreffekt-Verdampfungssträngen – um selbst die anspruchsvollsten Verdampfungsanforderungen von Zellstofffabriken oder Abwasseranlagen zu erfüllen.
Der große Vorteil von Mehrstufenverdampfern ist die Verwendung bewährter Lamellenheizflächen für hohe Effizienz und Zuverlässigkeit.
PP-Eindampfanlage-Lamelle
Eindampfanlage lamellar
Lamellenheizfläche
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