Tấm gối bằng thép không gỉ có thể tùy chỉnh kích thước cho bộ trao đổi nhiệt trong bột giấy rượu màu đen

Bốc hơi rượu đen: Thiết kế và vận hành

Yêu cầu

Thành phần phức tạp vốn có của rượu đen chuyển thành một số yêu cầu thiết kế phụ thuộc lẫn nhau cho các thiết bị bay hơi:
Nhà máy bốc hơi phải truyền nhiệt hiệu quả cho quá trình bay hơi của rượu đen.
Nó phải làm như vậy đồng thời tránh tạo cặn trên bề mặt truyền nhiệt.
Nhà máy bay hơi cũng phải sản xuất đủ các phần cô đặc sạch để đáp ứng nhu cầu của nhà máy bột giấy và khu vực tái đóng cặn, do đó làm giảm đáng kể lượng nước ngọt của nhà máy.
Các thành phần dễ bay hơi và NCG phải được loại bỏ và điều hòa để xử lý an toàn thông qua đốt.

Máy tập trung
Một thiết kế đặc biệt của thiết bị bay hơi được thiết kế đặc biệt để giải quyết hai vấn đề liên quan đến quá trình xử lý rượu đen ở nồng độ cao:

1. kết tủa các thành phần quá bão hòa từ rượu
Tại một số thời điểm, thường là khoảng 50-55% TS, muối sunfat và cacbonat natri hòa tan trong nước vượt quá giới hạn hòa tan của chúng và bắt đầu kết tủa từ chất lỏng màu đen bị 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 sau đó, khoảng 60% TS. thiết bị được thiết kế như thiết bị kết tinh để cho phép các muối này tạo thành phần lớn của rượu, và không đóng cặn trên bề mặt truyền nhiệt.

2. Độ nhớt của rượu cao
Khi nồng độ của nó tăng lên, hành vi lưu biến của chất lỏng đen thay đổi từ chất lỏng Newton thành chất lỏng giả dẻo cực kỳ nhớt.Độ nhớt cao như vậy chuyển thành khả năng truyền nhiệt kém trong thiết bị cô đặc (số Reynolds thấp do đó độ hỗn loạn thấp) nhưng cũng thể hiện một trở ngại đối với sự phát triển tinh thể trong phần lớn chất lỏng.Ngoài ra, việc bảo quản rượu cô đặc, đặc biệt là nếu trên 75% TS, có thể phải ở trong bể điều áp để duy trì khả năng bơm rượu vào lò hơi cũng như các kiểu phun thích hợp.Để giải quyết các vấn đề về độ nhớt này, máy cô đặc chất lỏng màu đen thường được vận hành ở nhiệt độ cao đáng kể và việc kiểm soát thích hợp nhiệt độ chất lỏng trong các điều kiện hoạt động khác nhau trở thành một thông số quan trọng của thiết kế vì chỉ cần nhiệt độ chất lỏng tăng 20 ° F có thể chuyển thành giảm độ nhớt 50% trong một số trường hợp.
Hoạt động ở nhiệt độ cao làm tăng sự phân hủy các phức hợp canxi-hữu cơ có trong rượu và do đó, nguy cơ kết tủa canxi cacbonat trên bề mặt truyền nhiệt tăng lên đáng kể.Sự kết tủa của các hợp chất không tan trong nước khác, chẳng hạn như muối silica và oxalat, nếu có trong rượu, cũng có thể xảy ra ở những nhiệt độ cao hơn này, làm tăng nguy cơ đóng cặn của bộ cô đặc.
Xử lý nhiệt chất lỏng trước khi thiết bị cô đặc có thể làm giảm vĩnh viễn độ nhớt của chất lỏng bằng cách crackinh nhiệt của lignin dài và các hợp chất hữu cơ khác chịu trách nhiệm về độ nhớt của chất lỏng.Việc 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).Thời gian lưu trú trong lò phản ứng trên 30 phút phải được cung cấp để đạt được mức giảm độ nhớt tối đa.

Hai loại thiết bị cô đặc rượu đen đang được sử dụng ngày nay và chúng có thể được phân loại rộng rãi là thiết kế Phim rơi (FF) và Lưu thông cưỡng bức (FC).

Cơ khí nén hơi MVR Tiêu thụ thiết bị bay hơi so với thiết bị bay hơi truyền thống được tính bằng cách làm bay hơi 1T nước

Máy tập trung phim rơi

Thiết bị cô đặc màng rơi thực sự là một sự thích nghi cho dịch vụ chất rắn cao của thiết kế thiết bị bay hơi FF đã được thảo luận ở trên.Về bản chất, thiết bị cô đặc FF, trong đó quá trình bay hơi diễn ra từ màng chất lỏng bên trong bộ phận gia nhiệt dẫn đến mức siêu bão hòa cao được phát triển trong chất lỏng.Điều này có thể dẫn đến sự hình thành quy mô không kiểm soát được do tạo mầm tinh thể quá mức thay vì tăng trưởng tinh thể nhẹ nhàng.

Bộ tập trung tuần hoàn cưỡng bức

Máy cô đặc tuần hoàn cưỡng bức đã xuất hiện từ những năm 1950 và đã được chứng minh tốt trong dịch vụ rượu đen.Thiết kế bao gồm một bộ trao đổi nhiệt và một buồng chớp hơi / chất lỏng được kết nối với nhau thông qua một vòng tuần hoàn.