Thép không gỉ tấm gối áo khoác bốc hơi trong sản xuất giấy cho rượu đen

        Bộ bốc hơi tấm đệm thép không gỉ trong sản xuất giấy cho nước thải đen

Thông tin cơ bản

Nước thải đen chứa một lượng lớn các hợp chất vô cơ. Trong quá trình bay hơi, các hợp chất vô cơ này đạt đến giới hạn hòa tan của chúng và lắng cặn trên bề mặt truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, điều này hạn chế rất nhiều công suất của thiết bị bay hơi và toàn bộ trạm thu hồi.

Nước thải đen từ bơm giấy thường có 13-18% ts. Phần lớn nước phải được bay hơi để tạo ra chất rắn có chiều cao đủ để hỗ trợ quá trình đốt cháy hiệu quả trong lò thu hồi, thường là từ 65% đến 80% ts.

Trong quá trình bay hơi để có được mức chất rắn này, các hợp chất lưu huỳnh, methanol và các thành phần dễ bay hơi khác được giải phóng khỏi chất lỏng và chúng phải được tách ra khỏi chất ngưng tụ để tái sử dụng và loại bỏ gỉ trong dây chuyền sợi. Từ quan điểm này, thiết bị bay hơi thực chất là "nhà máy nước" trong nhà máy.

Bay hơi đa hiệu được sử dụng rộng rãi trong quá trình bay hơi nước thải đen. Trong hệ thống bay hơi đa hiệu, hiệu quả của thiết bị bay hơi càng cao thì hiệu quả kinh tế càng tốt, nhưng nó cũng làm tăng chi phí đầu tư. Theo các yêu cầu khác nhau của quá trình bay hơi, hệ thống bay hơi 5-7 hiệu được sử dụng rộng rãi hiện nay, có hiệu quả kinh tế tốt

HAI THIẾT BỊ BAY HƠI

Hai loại thiết bị bay hơi cơ bản đang được sử dụng hiện nay để bay hơi nước thải đen

Thiết bị bay hơi màng dâng

Được gọi là thiết bị bay hơi ống đứng dài, thiết kế này đã thống trị ngành công nghiệp trong nhiều thập kỷ và vẫn là một cảnh tượng phổ biến trong các hoạt động của nhà máy cũ.

Thiết bị bay hơi màng rơi (FF)
Thiết kế thiết bị bay hơi này dựa vào tấm và ống làm bề mặt truyền nhiệt. Chất lỏng được xử lý bên trong các đơn vị hình ống nhưng bên ngoài bề mặt truyền nhiệt trong thiết kế tấm.

Thiết bị bay hơi bao gồm một bể chứa chất lỏng, từ đó một lượng chất lỏng xác định được tuần hoàn liên tục đến đỉnh của bộ phận gia nhiệt
Một thiết bị phân phối, thường là khay hoặc vòi phun trong một số thiết kế, sau đó phân phối dòng chất lỏng trên toàn bộ bề mặt gia nhiệt. Các lỗ trên các đơn vị hình ống hoặc các khe cho các đơn vị tấm được định vị để cho phép chất lỏng rơi xuống tấm ống hoặc các tấm. Phân phối đều chất lỏng là một yếu tố quan trọng đối với các thiết kế này và cả khay và tấm ống (hoặc bộ phận tấm) đều phải bằng phẳng.
Sau thiết bị phân phối, một lớp màng mỏng chất lỏng được thiết lập trên các bề mặt gia nhiệt và chảy xuống trở lại bể chứa chất lỏng trong khi bị bay hơi một phần. Tốc độ truyền nhiệt tốt hơn đáng kể, đặc biệt là ở nồng độ cao hơn, khi sử dụng thiết kế màng rơi so với thiết kế màng dâng vì chất lỏng rơi hỗn loạn trên bề mặt gia nhiệt. Bất kỳ yêu cầu gia nhiệt trước chất lỏng nào cũng được thực hiện hiệu quả trong thiết kế màng rơi.

Nhà máy phải truyền nhiệt hiệu quả cho quá trình bay hơi nước thải đen.

Thành phần phức tạp vốn có của nước thải đen chuyển thành một số yêu cầu thiết kế phụ thuộc lẫn nhau cho các thiết bị bay hơi:

Nó phải làm như vậy trong khi tránh sự hình thành cặn trên bề mặt truyền nhiệt.

Nhà máy bay hơi cũng phải tạo ra các phân đoạn ngưng tụ đủ sạch để đáp ứng nhu cầu của nhà máy bột giấy và khu vực tái tạo, do đó làm giảm đáng kể lượng nước ngọt nạp vào của nhà máy.

Các thành phần dễ bay hơi và NCG phải được loại bỏ và điều hòa để thải bỏ an toàn thông qua quá trình đốt.

Tiêu thụ thiết bị nén hơi cơ học MVR so với thiết bị bay hơi truyền thống được tính bằng cách bay hơi 1T nước

Giới thiệu về Máy cô đặc

Điều này đề cập đến một loại thiết kế thiết bị bay hơi được thiết kế đặc biệt để giải quyết hai vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải đen ở nồng độ cao:

1. Kết tủa các thành phần quá bão hòa từ chất lỏng

Nói chung, 50-55%TS, muối sunfat và cacbonat hòa tan trong nước vượt quá giới hạn hòa tan của chúng và bắt đầu kết tủa từ nước thải đen đang bay hơi. Muối kép burkeite là chất đầu tiên kết tủa trong quá trình cô đặc trong khi dicarbonate, một muối kép natri khác, đạt đến giới hạn hòa tan của nó sau đó, khoảng 60%TS. Kiểm soát quá trình kết tủa này là một vấn đề kết tinh và để đạt được nồng độ cao hơn, thiết bị bay hơi phải được thiết kế như các thiết bị kết tinh để cho phép các muối này hình thành trong khối chất lỏng, chứ không phải là cặn trên bề mặt truyền nhiệt.

2. Độ nhớt cao của chất lỏng

Khi nồng độ tăng lên, hành vi lưu biến của nước thải đen thay đổi từ chất lỏng Newton sang chất lỏng giả dẻo cực kỳ nhớt. Độ nhớt cao như vậy chuyển thành truyền nhiệt kém trong máy cô đặc (số Reynolds thấp do đó độ nhiễu loạn thấp) nhưng cũng đại diện cho một trở ngại cho sự phát triển tinh thể trong khối chất lỏng. Ngoài ra, việc lưu trữ chất lỏng cô đặc, đặc biệt nếu cao hơn 75%TS, có thể phải ở trong một bể có áp suất để duy trì khả năng bơm chất lỏng vào nồi hơi cũng như các kiểu phun thích hợp. Để giải quyết các vấn đề về độ nhớt này, máy cô đặc nước thải đen thường được vận hành ở nhiệt độ tăng cao đáng kể và việc kiểm soát nhiệt độ chất lỏng thích hợp trong các điều kiện vận hành khác nhau trở thành một thông số quan trọng của thiết kế vì chỉ cần tăng 20 °F nhiệt độ chất lỏng có thể chuyển thành giảm độ nhớt 50% trong một số trường hợp.

Vận hành ở nhiệt độ tăng cường sự phân hủy của các phức chất hữu cơ-canxi có trong chất lỏng và, kết quả là, nguy cơ kết tủa canxi cacbonat trên bề mặt truyền nhiệt tăng lên đáng kể. Kết tủa của các hợp chất không hòa tan trong nước khác, chẳng hạn như silica và muối oxalat nếu có trong chất lỏng, cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ cao hơn này, làm tăng nguy cơ đóng cặn của các đơn vị cô đặc.

Xử lý nhiệt của chất lỏng trước máy cô đặc có thể làm giảm vĩnh viễn độ nhớt của chất lỏng bằng cách nứt nhiệt của lignin dài và các hợp chất hữu cơ khác chịu trách nhiệm về độ nhớt của chất lỏng. Quá trình xử lý như vậy thường diễn ra trong một lò phản ứng liên tục hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cao (trên 350°F). Phải cung cấp thời gian lưu trú trong lò phản ứng trên 30 phút để đạt được mức giảm độ nhớt tối đa.

Theo bản chất, máy cô đặc FF, nơi bay hơi diễn ra từ một lớp màng chất lỏng trong bộ phận gia nhiệt dẫn đến mức độ quá bão hòa cao được phát triển trong chất lỏng.Máy cô đặc màng rơi thực sự là một sự thích ứng cho dịch vụ chất rắn cao của thiết kế thiết bị bay hơi FF được thảo luận ở trên. Điều này có thể dẫn đến sự hình thành cặn không kiểm soát được do sự tạo mầm tinh thể quá mức thay vì sự phát triển tinh thể nhẹ nhàng.

Một số thiết kế máy cô đặc FF thực sự thậm chí không cố gắng kiểm soát sự hình thành cặn trên bề mặt gia nhiệt, mà thay vào đó cung cấp một phương tiện để loại bỏ cặn nhanh hơn so với nó hình thành và trước khi nó có thể ảnh hưởng tiêu cực đến công suất hoặc dẫn đến tắc nghẽn. Thiết kế chuyển đổi nhanh, thường được sử dụng với các đơn vị tấm và ống, dựa vào chiến lược này bằng cách liên tục di chuyển nhiều thân máy cô đặc (hoặc buồng trong cùng một thân máy) giữa chất lỏng sản phẩm và vị trí rửa.

Hình ảnh chi tiết

Hình ảnh cơ sở